Le secteur ferroviaire a un rôle clé à jouer dans le cadre de la transition écologique. Largement moins émetteur en CO₂ que d'autres moyens de transport, il devrait connaître un nouvel essor.
L'Union Européenne, par exemple, a inscrit dans ses objectifs à horizon 2050 pour les transports l'ambition de :
- Faire en sorte que 50 % du transport de marchandises sur des distances supérieures ou égales à 300 km s'effectue par le rail ou par voie d'eau, et non plus par la route;
- Veiller à ce que la majorité des trajets sur des distances moyennes soient effectués par le rail;
- Achever le réseau européen de trains à grande vitesse.
Mais la crise énergétique actuelle fait ressortir la sensibilité du secteur au prix de l'énergie, qui peut représenter pour certains acteurs, jusqu'à 20 % des coûts.
Parmi les solutions privilégiées pour renforcer le système ferroviaire, les acteurs envisagent la mise en place de systèmes de production décentralisée d'énergie renouvelable, couplés avec des unités de stockage par batteries.
Le projet RACCOR-D, coordonné par SNCF Réseau porte un triple enjeu :
- créer un réseau électrique MVDC intelligent,
- respectueux de l'environnement,
- offrant une plus grande résilience à l'exploitation ferroviaire.
Ce réseau facilitera l'utilisation des énergies renouvelables par le chemin de fer. Il réduira les pertes énergétiques et optimisera ses coûts. Sa structure sera plus « éco-durable » grâce à une économie des matières premières, notamment le cuivre, et au haut degré de recyclabilité de ses composants. Le projet RACCOR-D développe notamment un convertisseur à courant continu. L'application dans l'industrie ferroviaire du transformateur électronique à fréquence élevée est une rupture technologique avec l'architecture traditionnelle utilisant le courant alternatif associé au transformateur passif. L'utilisation d'une fréquence élevée permet de réduire considérablement la masse et le volume du transformateur.
Ce projet facilitera l'utilisation des énergies renouvelables par le ferroviaire. Il permettra de réduire les pertes énergétiques et optimisera ces coûts du réseau.
En parallèle, la SNCF et SNCF Réseau collaborent avec le CEA à l'INES pour développer des systèmes photovoltaïques capables de fonctionner à des tensions allant jusqu'à 9000Vdc. L'objectif est double :
- Apporter une solution technique innovante avec des panneaux photovoltaïques dédiés pour adresser un réseau continu à 3kVdc, 6kVdc et 9kVdc tout en optimisant les coûts d'installation (notamment vis-à-vis des câbles), d'opération et de maintenance ;
- Et travailler sur la durabilité de ces technologies afin que les installations aient une durée de vie au moins équivalente aux systèmes photovoltaïques classiques.
Le marché actuel ne propose pas de panneaux pour des tensions supérieures à 1500Vdc. Le projet de la SNCF va donc bénéficier des compétences du CEA dans ce domaine car il a déjà développé des panneaux photovoltaïques tenant la gamme de tension de 3000Vdc. Une centrale expérimentale de 3000Vdc est également en cours d'installation à l'INES dans le cadre du projet Européen H2020 Tigon.
En savoir plus sur le projet Horizon 2020 TIGON :
https://tigon-project.eu/
Ce projet valorise les travaux d'INES.2S, institut de la transition énergétique (ITE). Porté par le CEA à l'INES, il a pour mission de développer en France une filière industrielle d'intégration de l'énergie solaire photovoltaïque, en appui de la loi de Programmation Pluriannuelle de l'Énergie. L'ITE INES.2S est cofinancé par le gouvernement français dans le cadre du Programme d'Investissements d'Avenir France 2030 (ANR-10-IEED-0014-01).