Des systèmes intelligents au service des trains : comment les composants d'Alstom changent la donne
Des systèmes intelligents au service des trains : comment les composants d'Alstom changent la donne
Au cœur de chaque train se cachent un certain nombre de systèmes essentiels à l'efficacité du matériel roulant. Ces composants, qu'Alstom conçoit, fabrique ou développe avec des fournisseurs selon une approche build-to-print (méthode de fabrication à partir de plans), sont le résultat d'investissements significatifs en recherche et développement (R&D) et d’une collaboration avec ses clients, avec des organisations universitaires ou encore d'autres acteurs de l'industrie. Cet esprit de coopération et de proximité avec le client est primordial afin de pouvoir proposer des produits attrayants qui répondent exactement aux besoins en constante évolution des propriétaires de matériel roulant, des exploitants, des responsables de la maintenance et des passagers, tandis que le Groupe ambitionne d'offrir des solutions qui portent la rentabilité, le confort, la fiabilité, la facilité d'entretien et le développement durable au niveau supérieur.
« En dotant nos composants de caractéristiques plus intelligentes, nous pouvons améliorer les performances globales de nos trains. Nos solutions avancées et nos améliorations évolutives permettent de construire un matériel roulant plus efficace, plus durable, plus facile à exploiter et à entretenir, et plus confortable pour nos passagers. Nos activités dans le domaine des composants intelligents reposent sur trois piliers : une conception intelligente, des technologies intelligentes et des solutions intelligentes pour le passager ».
Bart Vantorre
Vice-Président Composants, Alstom
Les composants intelligents de par leur conception visent à apporter des optimisations à différents niveaux, dont les coûts du cycle de vie (via la compacité ou le poids réduit des produits mécaniques), l'exploitation et la maintenance (grâce à des systèmes de contrôle des trains embarqués sûrs et sécurisés) et le flux de passagers (grâce à la modularité des intérieurs du train).
« Avec Flexx Eco™, par exemple, nous avons inversé l'architecture conventionnelle des bogies ! Cette conception intelligente laisse place à un bogie plus étroit, avec les roues logées à l'extérieur du cadre plutôt qu'à l'intérieur. Cette solution intelligente permet d'obtenir un cadre plus léger et un bogie plus compact », explique Heiko Mannsbarth, Directeur Bogies, Moteurs et Générateurs chez Alstom.
« Cette approche permet d’offrir à nos clients un coût total de possession optimisé, non seulement grâce à la baisse de la consommation d'énergie obtenue par la réduction significative du poids, mais aussi grâce aux économies réalisées sur les coûts de réparation, car la faible masse non suspendue du bogie réduit l'usure des voies et des roues ».
Heiko Mannsbarth
Directeur Bogies, Moteurs et Générateurs chez Alstom
« Cette approche permet d’offrir à nos clients un coût total de possession optimisé, non seulement grâce à la baisse de la consommation d'énergie obtenue par la réduction significative du poids, mais aussi grâce aux économies réalisées sur les coûts de réparation, car la faible masse non suspendue du bogie réduit l'usure des voies et des roues. En outre, l'accessibilité aux pièces, telles que les plaquettes et les disques de frein, a été considérablement améliorée, ce qui permet un remplacement plus rapide et donc des interventions de maintenance moins coûteuses. Cela se traduit par des économies pouvant aller jusqu'à 25 % sur les coûts du cycle de vie ».
À ce jour, plus de 10 000 bogies Flexx Eco ont été vendus par Alstom à 20 clients dans le monde, pour des applications de métro, de trains périurbains et de trains à grande-vitesse. Il est intéressant de noter que les bogies à roulements intérieurs peuvent être couverts, en raison de leur faible encombrement. Ceci présente des avantages supplémentaires dans les applications de trains à grande vitesse, car la diminution de la résistance à l'air peut entraîner des économies d'énergie.
Suivre les mégatendances et s'adapter aux dernières évolutions technologiques disponibles, que ce soit sur le marché ferroviaire ou dans d'autres industries, est également un moyen de développer des composants intelligents.
Alors que les solutions technologiques intelligentes prennent de plus en plus d'importance pour une transition vers un transport plus durable. Les travaux d'ingénierie d'Alstom en matière d’innovation occupent le devant de la scène. Le Groupe a développé une vaste offre de systèmes de traction, adaptés à des objectifs différents et uniques pour chacun de ses clients. Alstom n'impose pas une solution technique spécifique mais analyse l'environnement propre de chaque client afin de lui proposer une architecture et des produits les plus aptes à répondre à ses besoins spécifiques. Les dernières technologies de traction, comme le carbure de silicium (SiC) ou les briques de topologie à trois niveaux, sont des exemples de solutions innovantes disponibles selon les besoins spécifiques des clients.
« Les innovations récentes, telles que l’utilisation du carbure de silicium dans nos convertisseurs auxiliaires ou encore les systèmes de propulsion par moteur à aimant permanent, déployés sur les métros de Dubaï (Emirats Arabes Unis), Hanoï (Vietnam) et Riyad (Arabie Saoudite), ainsi que sur les convertisseurs de traction de la ligne 7 du métro de Chengdu (Chine) réduisent la consommation d’énergie jusqu’à 30% tout en permettant des opérations plus silencieuses ».
David Hughes
Directeur Traction
« Les innovations récentes, telles que l’utilisation du carbure de silicium dans nos convertisseurs auxiliaires ou encore les systèmes de propulsion par moteur à aimant permanent, déployés sur les métros de Dubaï (Emirats Arabes Unis), Hanoï (Vietnam) et Riyad (Arabie Saoudite), ainsi que sur les convertisseurs de traction de la ligne 7 du métro de Chengdu (Chine) réduisent la consommation d’énergie jusqu’à 30% tout en permettant des opérations plus silencieuses », explique David Hughes, Directeur Traction. « Les transformateurs à conservateur étanche et la traction sur batteries auxiliaires via un chargeur de batterie réversible, permettant d'alimenter la traction à haute tension à partir d'une batterie basse tension, sont également des innovations technologiques prometteuses ».
Toujours dans le domaine de la traction verte, en plus de proposer des solutions alimentées par des batteries et de l'hydrogène, Alstom propose des services de modernisation verte, avec notamment la possibilité de remplacer les moteurs diesel par des batteries sur les trains existants, et ce afin d’éliminer toute émission locale de CO2 (exemple : trains AGC pour SNCF).
Parmi les autres innovations liées à la traction, on peut citer l'alimentation centrale à fréquence variable pour le chauffage, la ventilation et la climatisation (CVC). En adaptant la vitesse du compresseur aux besoins de réfrigération grâce à l'utilisation appropriée des convertisseurs auxiliaires, nous permettons à nos clients de réduire leur consommation d'énergie pour le chauffage, la ventilation et la climatisation, pratiquement sans coût supplémentaire, sans poids supplémentaire et sans dégradation de la fiabilité (par exemple, la ligne 3 du métro de Mumbai, en Inde, et le Coradia Stream Pop, en Italie).
De manière similaire, le contrôle/commande implémenté par les solutions Agate Control™ et Agate Net™ font la démonstration qu’Alstom manie les composants plus intelligemment, notamment via un usage massif des technologies numériques les plus récentes.
Au sein du système train, le contrôle commande fournit une infrastructure d’information et de communication complètement basée sur la technologie IP (Internet Protocol) pour mettre en relation l’ensemble des différents sous-systèmes constitutifs, comme la traction, par exemple. Il utilise largement les dernières technologies digitales disponibles en s’appuyant sur les standards du marché de manière à assurer l’interopérabilité des trains et l’interchangeabilité des équipements conformément aux exigences normatives de l’IEC.
Grâce à une architecture électronique très modulaire, il offre une flexibilité telle qu’il peut équiper tous les matériels roulants en garantissant la capacité d’opérer de manière sûre et sécurisée pendant toute la durée de vie du matériel, que ce soit pour les opérations d’exploitation ou pour les opérations liées à la maintenance. L’information voyageur fournit quant à elle, une expérience passager de premier plan intégrant plus encore les technologies numériques en provenance majoritairement du domaine de l’IT (Information Technology) pour créer en particulier un cloud à bord du train. L’infrastructure ainsi proposée est très innovante et permet d’accueillir et d’exécuter des applications tierces et aussi en provenance de l’opérateur.
« À ce jour, plus de 130 000 véhicules ferroviaires ont été équipés de solutions purement numériques natives issues de notre offre complète de solutions digitales, garantissant non seulement des opérations sûres et sécurisées, mais aussi des voyages plus confortables pour les passagers ».
John Roberts
Responsable Contrôle des train et Systèmes d’informations
« Ces différentes solutions permettent de proposer des services très avancées pour l’amélioration de l’information aux passagers, et de fournir de l’infodivertissement multimédia. Ces solutions offrent également l’opportunité de proposer de nouveaux services augmentant la sécurité et le confort des voyageurs, et ce, tout au long de l’exploitation du train sur l’ensemble de sa durée de vie », explique John Roberts, Directeur TC&IS. Basé également sur des standards de marché comme ITxPT® et ONVIF® le système d’information passager est complètement modulaire et flexible pour assurer l’interopérabilité avec la majorité des fournisseurs d’équipements électroniques du domaine. « À ce jour, plus de 130 000 véhicules ferroviaires ont été équipés de solutions purement numériques natives issues de notre offre complète de solutions digitales, garantissant non seulement des opérations sûres et sécurisées, mais aussi des voyages plus confortables pour les passagers. »
Les composants intelligents pour les véhicules ferroviaires présentent aussi de nombreux avantages pour les passagers. En améliorant le confort, la sécurité et l'accessibilité, ces composantq contribuent à rendre les voyages plus fluides et plus agréables.
Chez Alstom, nous pensons que le voyage en train peut être un prolongement de notre vie privée et professionnelle, et se doit donc de faciliter les activités sociales et professionnelles des passagers à bord du train.
Avec plus de 40 programmes de R&D dans le domaine de la conception des aménagements intérieurs, Alstom s'engage à fournir à ses clients le meilleur niveau de service, comme c'est le cas avec les solutions d’éclairage intelligent. Cette solution innovante permet d’ajuster les paramètres d'éclairage, tels que la luminosité et la température, en fonction des niveaux d'éclairage ambiant, de l'heure de la journée, de la densité de passagers ou de tout autre paramètre interne ou externe, contribuant ainsi à offrir une expérience optimale aux passagers.
Alstom propose également des solutions innovantes et intelligentes en matière d’accessibilité. Comme nous le savons tous, les personnes à mobilité réduite sont souvent confrontées à des difficultés importantes lorsqu'elles tentent d'embarquer et de débarquer d'un train. Les gares et stations présentent généralement des écarts de hauteur entre le quai et le train lui-même, ce qui rend compliquée la montée et la descente des voyageurs en fauteuil roulant, par exemple. Pour remédier à ce problème, Alstom a mis au point un système de nivellement avancé qui permet un ajustement vertical rapide des trains à la hauteur des quais. Des valves électroniques activent le système au niveau de la suspension pneumatique secondaire du bogie.
Ce système, intégré à l'architecture du bogie et conforme aux principales normes ferroviaires, peut être appliqué à tout type de train (des véhicules ferroviaires légers aux trains à grande vitesse), tout en étant adaptable à des bogies autres que ceux fabriqués par Alstom, à des fins de modernisation. Ses effets immédiats sur l'exploitation sont la fluidité de l'accès des passagers (pas de marches ni d’espace entre le train et le quai) et donc une meilleure gestion des flux. La combinaison du contrôle/commande d'Alstom, de l'intégration système et de la possibilité de mesurer l'espace à combler entre le train et le quai fait de cette solution un produit unique sur le marché à ce jour.
Afin de garantir une mobilité plus accessible et plus inclusive pour tous, Alstom répond aux besoins des personnes à mobilité réduite non seulement par des solutions mécaniques, mais aussi par des innovations numériques, telles que les systèmes d'information. Ces innovations comprennent l'ajustement de la taille des caractères sur les écrans, l'amélioration de la clarté des annonces et la facilitation de l'identification des demandes d'assistance de la part des passagers en fauteuil roulant.
