Développement du fret, reconquête des dessertes fines du territoire, transition écologique, maintenance prédictive, économie circulaire : ce sont là que quelques défis que la filière doit relever d'ici dix ans. Le leitmotiv ? L'innovation pour toujours plus améliorer la compétitivité.

Deux grands prix de l'innovation ont été décernés par le cluster l'European Railway Clusters Initiative (ERCI), qui réunit 16 clusters ferroviaires de 17 pays européens. Le jury européen d'experts ferroviaires indépendants, issus du monde de l'industrie, de la recherche ou des institutions publiques, ont départagé 23 candidatures.

Système intelligent pour le fret ferroviaire

L'entreprise allemande PJ Monitoring a reçu le Prix de la meilleure PME. PJ Monitoring s'est développée il y a 15 ans, à partir d'une spin-off de l'Université de technologie de Graz en Autriche. Le facteur décisif pour le jury a été le développement d'un système global numérique, capable d'analyser les wagons de fret intelligents. WaggonTracker, la solution, est en effet le premier et le seul système au monde à remplir des fonctions de surveillance complètes et à automatiser les manœuvres complexes dans les trains de fret. Le système fournit des informations sur les processus automatisés en temps réel, comme la position en manœuvre, en marche ou à l'arrêt, les performances du véhicule, le dernier rapport, etc. Avec un gain de temps et de sécurité à la clef.

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Dans la catégorie des grandes entreprises, c'est Bozankaya qui a reçu les suffrages du jury. Créé en 1989 en Allemagne et arrivée en Turquie en 2003, Bozankaya développe et fabrique des véhicules respectueux de l'environnement, économisant de l'énergie et fonctionnant sans bruit. Sa gamme, commercialisée partout dans le monde, s'étend du métro au tramway, sans oublier les véhicules utilitaires électriques tels que le tram-bus et le bus. L'entreprise compte aujourd'hui près de 1.000 employés dans son centre de recherche et développement, dont près de 100 ingénieurs.

Planifier les transports terrestres et maintenance prédictive

Le jury a également décerné trois coups de cœur. D'abord, pour la startup nordiste EverySens (membre du pôle de compétitivité I-Trans) et sa solution TVMS Rail-Route, permettant de planifier et de piloter les transports terrestres de bout en bout : son TMS (Transport Management System) est non seulement collaboratif et dédié aux chargeurs, mais il affiche les informations temps réel. Grâce aux technologies de l'intelligence artificielle (IA) et l'internet des objets (IoT), il offre des possibilités de planification intelligente.

Coup de cœur ensuite, pour l'entreprise allemande PANTOhealth, également félicitée pour sa solution de maintenance prédictive, facteur clef de compétitivité du ferroviaire où la casse coûte très cher. Le système se compose de capteurs et de caméras capables de capter des informations de surveillance en temps réelle sur le matériel et les associer à des données synthétiques, à savoir créées artificiellement plutôt que générées par des événements réels. Le tout est restitué dans un tableau de surveillance synthétique. La solution permet également de simuler l'interaction du train avec l'infrastructure.

Enfin, la société italienne Te.Si.fer a également été remarquée pour son innovation dans les systèmes de signalisation et de télécommunications ferroviaires, dédiés aux métros et aux tramways. Des logiciels de type BIM permettent de modéliser les projets, en gérant intelligemment la documentation, l'automatisation, la conception, etc.

« Cette année encore, la cuvée des « ERCI Innovation Award » a été d'une grande richesse sur le plan technologique, économique et impact sociétal. Au cœur du numérique, la proposition de valeur des lauréats nous montre l'importance d'une collaboration sur le plan européen pour réussir la transformation digitale du ferroviaire », commente Abdelkrim Talaalout, responsable du programme Train Autonome, Railenium. et président du jury des ERCI Innovation Awards.

Optimiser l'énergie électrique dans le ferroviaire

De son côté, dans une autre session du forum, Railenium, l'Institut de Recherche Technologique (IRT) de la filière ferroviaire, a mis en lumière quelques-uns de ses projets, réalisés dans le cadre du programme collaboratif européen de la filière ferroviaire Shift2Rail.

L'un des sujets abordés concerne l'optimisation de l'énergie électrique, ou comment gérer les flux d'énergie. L'objectif est de réguler cette énergie au mieux, pour les besoins du réseau, en incluant la circulation des trains et l'infrastructure. Une des applications en partenariat avec SNCF Réseau est de vérifier le bon rendement de récupération de l'énergie issue du freinage. En résumé, la modélisation des comportements des infrastructures électriques, du matériel roulant et des bâtiments ferroviaires, vise à mettre en place une gestion de l'énergie multi-sources et multi-consommateurs.

Un autre projet porte sur l'anticipation du comportement du ballast, ces cailloux posés sous les rails de chemin de fer. Le ballast a un rôle essentiel pour stabiliser la voie ferrée. Un modèle numérique 3D a été conçu sur la base de balayages de grains réels et de test en laboratoire pour simuler le comportement du ballast. L'objectif ultime est d'agréger toutes ces données pour prédire l'évolution du ballast. Ce qui peut être particulièrement pertinent dans le cadre d'une réutilisation de ce matériau dans une démarche d'économie circulaire.

Pour mieux diagnostiquer les défauts des voies, Railenium travaille également sur un prototype de chariot mobile, pouvant se déplacer sur la voie et équipé de capteurs intelligents ultrasonores sans contact. L'ensemble sera capable de réaliser une inspection fiable du rail, ce qui peut alléger considérablement les contrôles humains. En effet, une maintenance préventive permet d'anticiper les problèmes, afin de maintenir le réseau de façon optimale.

Nouveaux standards du BIM ?

"Les standards BIM (Building Information Modelling) ne sont pas encore déployés dans le milieu ferroviaire : c'est cependant un levier pour aller vers la continuité numérique et gérer les informations sur le cycle de vie des infrastructures qui couvre leur conception, leur exploitation et leur maintenance", souligne Florence Masbernat de Railenium. Le centre technique, dans cette optique, a conçu deux démonstrateurs (sur un appareil de voie et un linéaire voie) : ils évaluent la compatibilité des maquettes actuelles avec les nouveaux standards BIM issus des travaux de la norme internationale IFC Rail.

Une autre fonction critique du train, c'est d'assurer la surveillance de son intégrité, à savoir que le train reste complet et qu'aucun wagon ne se soit perdu. L'évolution du standard européen de gestion de trafic (ERTMS) vise à augmenter la capacité du réseau ferroviaire : cela conduit à utiliser les équipements embarqués à bord du train pour vérifier que tout est en ordre. Dans ce nouveau contexte, Railenium a donc conçu pourune stratégie d'identification et de traçabilité des exigences de sécurité, respectant la réglementation ferroviaire.

Et Florence Masbernat de Railenium, de conclure : "tous ces projets démontrent l'intérêt de promouvoir la recherche et l'innovation collaborative, fondamentaux de Railenium et confortent nos perspectives dans le nouveau programme européen Europe's Rail dès 2022. »