Le transport ferroviaire de marchandises vers un avenir carboneutre : la locomotive de niveau 4 de la série Evolution de Wabtec
Près de dix ans après le début de sa campagne de réduction des émissions, la plateforme d'innovation de niveau 4 de Wabtec n'en est qu'à ses débuts.
Présentation
Au début des années 2000, Wabtec (alors GE Transportation) a dû prendre une décision importante. Les normes d'émissions de niveau 2 pour le CO2, les oxydes d'azote (NOx) et les particules (PM) devant entrer en vigueur en 2005, l'entreprise devrait-elle modifier sa célèbre locomotive FDL pour répondre au régime environnemental plus strict, le type d'approche progressive adoptée par ses concurrents, ou adopter une stratégie complètement différente ?
Sentant que le développement durable était voué à perdurer et que les normes d'émissions continueraient de baisser à l'avenir, Wabtec a fait ce qu'elle a toujours fait à des moments clés de l'évolution du secteur : elle a misé sur l'innovation.
Au lieu de procéder à une mise à niveau à court terme de son ancienne locomotive FDL, elle a investi dans l'avenir en développant une nouvelle plateforme de moteurs conçue à la fois pour la performance et la durabilité. La locomotive de la série Evolution est née.
Depuis près de 20 ans, la plateforme Evolution Series constitue un élément fondamental du portefeuille de Wabtec et des flottes de ses clients. Il a répondu aux défis immédiats du transport de marchandises, tout en fournissant une base solide pour l'amélioration continue, l'innovation révolutionnaire et les avancées radicales qui ont guidé le secteur ferroviaire jusqu'à ce jour, tout en respectant des exigences d'émissions de plus en plus strictes.
Elle est aujourd'hui confrontée à son plus grand défi à ce jour : mener le secteur sur la voie d'un avenir carboneutre. Et la vedette de l'émission est la locomotive de niveau 4 de la série Evolution.
Tandis que d'autres « zigguaient », Wabtec « zigaguait »
Lorsque l'EPA a promulgué les normes d'émission de niveau 4, elle a placé la barre incroyablement haute. D'ici 2015, les chemins de fer devraient réduire les émissions de particules et de NOx des nouveaux moteurs de 90 % par rapport aux anciens modèles de locomotives. Bien que la période de mise en œuvre progressive de sept ans (2008-2015) ait fourni une certaine marge de manœuvre aux fabricants de locomotives, les nouvelles normes rigoureuses ne laissaient rien où se cacher.
Une réduction de 90 % exigerait une approche radicale. La plupart des constructeurs se sont tournés vers les technologies de « post-traitement » à base d'urée comme solution, qui nécessitaient un équipement supplémentaire dans le bloc moteur et entraînaient à la fois une baisse des performances du carburant et un programme de maintenance coûteux.
Wabtec a traîné. Il a intégré la technologie de recirculation des gaz d'échappement (EGR) au lieu de la technologie de post-traitement, évitant ainsi le recours à des systèmes d'émissions encombrants, coûteux et peu performants.
Les chemins de fer de classe 1 ont voté avec leurs pieds. Plus de 1 000 locomotives Wabtec Tier 4 sont en service aujourd'hui. Ces géants à six essieux de 432 000 livres développent 4 500 chevaux et peuvent atteindre une vitesse maximale de 75 mi/h en tirant des milliers de tonnes de marchandises. La combinaison d'un carburant et de performances opérationnelles élevées, ainsi que de la réduction majeure de 90 % des émissions de particules et de NOx, a fait du moteur Wabtec Tier 4 un choix populaire dans toutes les applications, de la marine aux locomotives, en passant par les environnements à haute et faible puissance.
« Le succès de notre moteur Tier 4 est réellement dû à un solide plan de développement technologique et à une équipe très engagée pour mener sa mise en œuvre au niveau d'efficacité et de fiabilité requis », déclare Rogerio Mendonca, président de Wabtec, Freight Equipment. « Nous avons plus de 10 000 moteurs de la série Evolution en service dans le monde aujourd'hui, dont plus de 1 100 sont de niveau 4. Il est important de se rappeler que ces plateformes reposent sur des décennies de performances éprouvées, et c'est ce que nos clients attendent vraiment de nous. »
L'avenir durable
Pourtant, l'EGR et les autres avantages technologiques des premiers moteurs Tier 4 de Wabtec, ainsi que la forte adoption sur le marché qui a suivi, ne sont que partiellement révélateurs. Le succès ultime du Tier 4, et la raison pour laquelle il tient une place prépondérante dans les ambitions de durabilité des chemins de fer de classe 1, est qu'il s'agit d'une plate-forme éprouvée pour une innovation continue.
Depuis son lancement en 2015, Wabtec a investi massivement dans les performances et l'adaptabilité de son Tier 4 à de nouvelles sources de carburant plus respectueuses de l'environnement. Sur le plan des performances, Wabtec a continué d'améliorer la fiabilité du Tier 4 tout en améliorant son efficacité énergétique. En fait, Wabtec teste de nouvelles solutions d'économie de carburant similaires à son produit FDL Advantage afin de réduire la consommation de carburant et les émissions.
C'est pourtant le leadership de Wabtec en matière d'exploration et d'investissement dans l'utilisation de carburants alternatifs à faibles émissions ou nulles pour ses moteurs Tier 4, une plateforme qui intègre près de 20 ans d'innovation, de fiabilité et d'efficacité éprouvées, qui positionne ces moteurs polyvalents comme la technologie de transition permettant d'atteindre les objectifs de zéro émission nette de l'industrie ferroviaire. Les moteurs Wabtec Tier 4 travaillent déjà d'arrache-pied pour intégrer un nombre important de technologies de décarbonisation et de durabilité, tandis que la transition vers des technologies purement zéro émission mûrit et évolue.
Par exemple, les moteurs Wabtec Tier 4 actuels peuvent fonctionner au biodiesel et aux carburants diesel renouvelables, ainsi qu'au gaz naturel liquéfié. Ces options à faibles émissions de carbone offrent aux transporteurs ferroviaires une flexibilité maximale pour suivre la voie de décarbonisation qui leur convient, une approche qui les aide à respecter les réglementations en vigueur — et leurs engagements de durabilité à court terme — tout en se préparant à un avenir sans carbone.
Les options et les innovations ne s'arrêtent pas là. En fait, ils ne font que commencer alors que Wabtec prépare son moteur Tier 4 pour brûler de l'hydrogène. Alors que ce prochain chapitre de la recherche de solutions à émissions nulles prendra du temps à se concrétiser et à atteindre la viabilité commerciale, le Tier 4 sera là quand il le sera, tout comme il l'est actuellement, offrant aux clients une trajectoire fiable « proche de zéro » aussi longtemps que nécessaire.
« Aujourd'hui, nous utilisons notre Tier 4 dans toutes les parties de notre réseau et dans tous les types de services », explique Keith Solomons, vice-président de la mécanique chez BNSF Railway. « Lorsque nous avons pris la décision d'acheter de nouvelles locomotives Tier 4 auprès de Wabtec, c'était stratégique, car nous savions qu'en achetant de nouvelles locomotives, nous achèterions la locomotive la plus propre, la plus économe en carburant et la plus fiable du marché, plutôt que de reconditionner des locomotives anciennes existantes. »
Un pont vers le futur
L'un des avantages de la locomotive de niveau 4 de la série Evolution de Wabtec est qu'elle est finalement « indépendante du carburant ». Il accomplit la difficile tâche de réduire radicalement les émissions tout en continuant à garantir la fiabilité, l'efficacité et le coût total de possession. Et tout cela tout en offrant la flexibilité nécessaire pour accueillir la prochaine innovation majeure en matière de développement durable, quelle qu'elle soit et au moment où elle se produit, là où cela compte le plus : sur les pistes.
« Notre travail chez Wabtec consiste à avoir un pied dans le présent pour aider les clients à relever les défis d'aujourd'hui, et un pied dans le futur pour leur permettre de tirer parti des opportunités de demain », conclut Mendonca. « Notre locomotive de niveau 4 de la série Evolution est la technologie de passerelle qui répond de manière fiable aux besoins évolutifs de nos clients et de l'industrie en matière de développement durable. »