Il y a des trains à grande vitesse, puis il y a des trains à très grande vitesse
Avec une gamme de produits conçue pour la rapidité, Wabtec excelle dans les deux domaines
Présentation
Dans les cinq minutes environ qu'il faut pour lire cet article, un train à très grande vitesse (VHS) quelque part au Japon ou en Europe aura parcouru au moins 25 kilomètres 1. En Chine, encore plus loin. C'est parce que les trains VHS, ceux qui parcourent plus de 250 kilomètres par heure (km/h), ou plus de 155 miles par heure (mph), vont très vite.
Et aujourd'hui, 250 km/h, c'est à peine effleurer la surface.
Les trains VHS du monde entier, de l'Europe (Royaume-Uni, France, Allemagne, Italie, Espagne) à l'Asie (Japon et Chine) repoussent les limites de la vitesse. La Chine teste actuellement un train destiné au service commercial à 450 km/h !
Partout où les records de vitesse des trains chutent et, plus important encore, lorsqu'ils sont adoptés dans le service commercial, l'innovation Wabtec portera ses fruits. Wabtec est littéralement présent dans tous les trains VHS, de l'avant à l'arrière et de haut en bas, fournissant les meilleurs pantographes et systèmes de freinage, de porte et de climatisation qui continuent de répondre aux multiples mandats du train à grande vitesse :
- Sécurité — Aucune marge d'erreur n'est permise, la VHS exige une conception précise.
- Aérodynamique — Pensez à la pression exercée sur l'esprit et sur le métal.
- Confort — Les passagers ne veulent ni entendre ni ressentir ces pressions
- Coût — Le coût de l'innovation ne peut pas rendre le prix des billets hors de portée.
Et bien que tous les modes de transport en train impliquent certains de ces mêmes mandats, en termes simples, la très grande vitesse est un multiplicateur de force.
« N'oubliez pas », rappelle Paolo Pagliero, vice-président de l'ingénierie des transports chez Wabtec, « la résistance aérodynamique augmente de façon parabolique avec la vitesse, de sorte qu'un doublement des km/h augmente la résistance de 4 fois. Les forces aérodynamiques qui s'exercent sur les trains VHS à pleine vitesse sont presque inimaginables, tout comme les pressions qui s'exercent lorsque ces trains entrent dans des tunnels ou se croisent à proximité les uns des autres. »
Si tout cela semble difficile, il n'est pas surprenant que Wabtec soit en première ligne de cette frontière complexe en matière de conception et de fabrication.
Le rail VHS, un marché dynamique et en pleine croissance
Le rail VHS suscite aujourd'hui un vif intérêt, qu'il s'agisse de marchés émergents aussi diversifiés que les États-Unis et l'Inde ou de pionniers en Europe et en Asie. La Commission européenne, par exemple, prévoit de doubler le trafic ferroviaire de passagers à grande vitesse d'ici 2030 et de le tripler d'ici 2050.
Ces objectifs ambitieux nécessitent non seulement une innovation continue en matière de conception, c'est-à-dire la construction de trains plus rapides qui offrent également une expérience aux passagers comparable à celle du transport aérien et compétitive par rapport à celle-ci, mais également des réseaux de transit ferroviaire, c'est-à-dire des « infrastructures » conçues pour la vitesse. À l'heure actuelle, ce dernier point constitue le principal goulot d'étranglement, du moins en Europe.
Pagliero ajoute : « L'Europe est aujourd'hui confrontée à un problème qui s'apparente à un problème de « contrôle du trafic aérien » sur ses lignes ferroviaires à grande vitesse. Dans de nombreux pays, les trains à grande vitesse et à très grande vitesse partagent les mêmes voies que les trains régionaux plus lents, ce qui signifie que ces trains plus rapides ne fonctionnent pas de manière optimale. Il en va de même pour les trains à grande vitesse qui empruntent des itinéraires comportant des arrêts fréquents. Si l'on tient compte du temps et de l'énergie nécessaires pour qu'un train atteigne et circule à pleine vitesse, ainsi que du temps et de la distance nécessaires pour l'arrêter, les trains VHS doivent souvent, par nécessité, circuler à des vitesses plus faibles. »
Malgré ces obstacles, la demande de trains VHS reste forte, de nombreux opérateurs pariant sur le fait que leurs trains VHS passeront à terme plus de temps à voyager aux vitesses pour lesquelles ils ont été conçus.
« N'oubliez pas que les opérateurs ferroviaires considèrent l'achat de nouveaux trains comme des investissements sur 40 ans. Ainsi, même si leurs lignes ne sont pas actuellement optimisées pour les voyages à très grande vitesse, ils souhaitent souvent s'assurer de disposer de trains capables d'offrir cette expérience une fois que l'infrastructure, à la fois dans le pays et, dans le cas de l'Europe, transfrontalière, évoluera en conséquence », propose Pagliero.
La construction de réseaux ferroviaires VHS nécessitera à terme un investissement d'infrastructure massif, qu'il s'agisse de la construction de nouveaux tunnels sous les principaux hubs ferroviaires ou de l'architecture de nouvelles lignes optimisées uniquement pour les très hautes vitesses.
« Il est difficile de faire passer des lignes à grande vitesse dans des pays relativement densément peuplés », observe Chris Jackson, rédacteur en chef du Railway Gazette Group. « Le succès dépend en fin de compte d'un solide soutien politique. À moins qu'il n'y ait la volonté politique de dire « nous voulons que cela se produise », cela ne se produira pas. »
Des pantographes et plus encore pour le HS2
C'est le cas au Royaume-Uni, où le projet ferroviaire High Speed Two (HS2) vise à transporter des millions de passagers sur un trajet de 225 km (140 m) entre Birmingham et Londres à des vitesses habituelles de 330 km/h (205 mph) et à des vitesses de pointe de 360 km/h (220 mph). Alors que le réseau ferroviaire est encore en construction, les responsables du HS2 ont déjà attribué un contrat à un consortium d'Hitachi-Alstom pour la conception et la construction de 54 trains électriques à grande vitesse pour le nouveau chemin de fer.
À son tour, ce consortium a sélectionné Wabtec pour fournir le pantographe, les freins et les portes du nouveau train.
« Hitachi-Alstom est en train de concevoir de nouveaux trains pour HS2 sur la base du modèle à succès ETR1000, qui circule sur les réseaux à grande vitesse italiens et espagnols et peut atteindre des vitesses maximales de 400 km/h », explique Pagliero. « L'expérience de Wabtec dans la fourniture de composants clés pour l'ETR1000 est vaste, ce qui a conduit à notre sélection pour le projet HS2. »
Les nouveaux trains Hitachi-Alstom étant fabriqués sur mesure pour le HS2, Wabtec développera un tout nouveau design de pantographe pour le projet, qui s'ajoutera aux plus de 150 modèles de pantographes actuellement en service sur plus de 90 000 trains dans le monde entier.
« L'innovation en matière de pantographes chez Wabtec est inégalée », déclare Adam Hajek, responsable de l'ingénierie des systèmes de pantographes, Power Collection chez Wabtec, « en particulier à grande vitesse, où les pantographes Wabtec ont permis aux trains d'établir des records de vitesse mondiaux remontant à 1955, et plus récemment en 1990 et 2007, où nous avons contribué à atteindre des vitesses records de 515 km/h et 574 km/h, respectivement. »
Philippe Geoffroy, responsable du développement des produits Pantograph, Power Collection chez Wabtec, ajoute : « Les nouveaux pantographes pour le projet HS2 nous permettront de souligner l'agilité de notre approche de conception. Nous concevons un tout nouveau train, c'est-à-dire un tout nouveau toit, et avec lui une nouvelle intégration stimulante. Relever ce type de défi nécessite une approche de « co-conception », une étroite collaboration avec notre client Hitachi-Alstom. Lorsque vous souhaitez réduire la perte aérodynamique d'un pantographe sur un toit jamais conçu auparavant pour un train VHS, vous ne pouvez pas le faire seul. »
De même, Wabtec innove en relevant les défis de conception des portes des nouveaux trains VHS HS2.
« L'innovation ne consiste pas toujours à réinventer la roue : il s'agit de savoir comment appliquer des technologies éprouvées pour relever de nouveaux défis », explique Nicolas Mangeol, directeur de l'ingénierie des portes chez Wabtec. « Pour le HS2, nous adaptons notre joint gonflable haute performance et éprouvé afin de répondre aux chocs aérodynamiques typiques des opérations à grande vitesse.
« En tant que passager, vous en avez peut-être déjà fait l'expérience : un bruit intense ou une sensation de pression dans vos oreilles lorsque vous traversez un tunnel ou un autre train. Le joint gonflable assure une étanchéité à l'air optimale, ce qui réduit le bruit et empêche les variations brusques de pression qui peuvent gêner les passagers. Ce n'est là que l'une des nombreuses caractéristiques de notre système de porte qui en font un facteur clé de sécurité et de confort à très haute vitesse. »
L'innovation en matière de VHS est un sport d'équipe
Qu'il s'agisse d'innover en collaboration avec un client, comme c'est le cas avec Hitachi-Alstom sur les pantographes pour HS2, ou de « faire cavalier seul » dans ses propres centres de conception à Tours, en France ; à Piossasco et Avellino, en Italie ; ou à Leipzig, en Allemagne, le palmarès de Wabtec en matière d'innovation à haute vitesse est difficile à battre.
Par exemple, lors du développement du système de freinage de l'ETR1000, Wabtec a effectué des tests approfondis simulant des arrêts d'urgence à grande vitesse. Au cours des tests, les freins à disque Wabtec ont atteint une température de 900 °F (480 °C) et ont continué à fonctionner parfaitement. Ces tests approfondis et la résilience aux conditions difficiles que Wabtec conçoit dans tous ses produits, y compris ceux destinés aux trains VHS, permettent d'éviter les catastrophes et de sauver des vies.
« Tout devient extrême quand on court à une telle vitesse », conclut Pagliero.
Ce n'est pas un hasard si cet engagement à opérer — et à innover — à ces extrêmes a également permis à Wabtec de décrocher le contrat de systèmes de freinage pour le HS2.
Gagner aux quatre coins du monde
En parlant d'extrêmes, la nouvelle frontière incontestée pour les voyages en train à grande vitesse est la Chine. Vous vous souvenez des problèmes d'infrastructure qui ralentissent les vitesses sur le continent ? La Chine, pour la plupart, n'en a pas.
Le pays a construit la ligne à grande vitesse Pékin-Shanghai qui permet de voyager facilement à 350 à 360 km/h et, comme indiqué précédemment, teste une nouvelle génération de trains VHS pour le service commercial à 450 km/h. On murmure même qu'un train de 600 km/h n'en est qu'à ses débuts, mais ce sera une autre histoire.
L'histoire est la suivante : partout où les voyages en train VHS ont lieu ou font l'objet d'une discussion, Wabtec innove activement pour transformer les rêves à très grande vitesse en réalités commerciales sûres, confortables et captivantes. Et elle dispose des contrats qui le prouvent, partout dans le monde.
1 En supposant une vitesse de 300 km/h.