Le caténaire n’est pas une option ? Des solutions innovantes existent déjà
Les câbles électriques aériens, ou caténaires, sont souvent utilisés pour alimenter les transports en utilisant l’électricité. Mais que faire lorsque l’infrastructure d’électrification aérienne n’est pas réalisable pour un réseau ou une ligne spécifique ?
De nombreuses solutions existent déjà, des batteries, à l’énergie hydrogène et aux supercondensateurs.
L’UITP a déjà travaillé sur ces sujets et publié des rapports, à la fois pour systèmes de tramway et systèmes ferroviaires ruraux et suburbains. Travailler ensemble en partageant les connaissances et en apprenant les meilleures pratiques aidera à trouver la meilleure solution pour une ligne ou un réseau donné.
Bien qu’il n’existe pas de solution simple et universelle, il y en a beaucoup à choisir.
Les systèmes de caténaire ne sont pas toujours viables
Les systèmes de caténaire fournissent de l’énergie à tout moment où un véhicule se trouve sur son réseau via ses câbles aériens et sont souvent utilisés dans l’électrification des transports, comme les lignes ferroviaires électrifiées.
Cependant, les systèmes de caténaire ne sont pas toujours une option. Les zones historiques des villes, telles que les sites du patrimoine mondial de l’UNESCO, peuvent nécessiter une limitation des obstacles visuels, obligeant les systèmes de tramway et de tramway léger à trouver une alternative.
De même, les rues étroites ou l’impossibilité d’attacher des caténaires aux façades des bâtiments peuvent également poser problème. Les câbles peuvent également empêcher le passage de véhicules ou d’objets de grande taille dans le réseau. Ils sont également plus vulnérables dans les zones où les conditions météorologiques sont plus extrêmes, comme la glace, ce qui peut affecter les chemins de fer régionaux et les lignes principales.
De plus, en fonction de facteurs tels que la fréquence d’utilisation et le retour sur investissement, l’installation d’un réseau de caténaires peut ne pas être financièrement viable.
Mais que peut-on faire lorsque les systèmes de caténaires ne sont pas réalisables ? Plusieurs technologies existent déjà en tant que solutions pour différents modes de Transport en Commun (TC).
Hydrogène : Énergie propre à bord avec une longue portée
Ces dernières années, la technologie de l’hydrogène a été considérée comme une alternative prometteuse pour les applications routières et ferroviaires afin de s’éloigner des combustibles fossiles. L’utilisation de piles à combustible à hydrogène (HFC) peut être utilisée comme source d’énergie à bord. Elle est devenue particulièrement viable comme solution là où les problèmes techniques rendent l’électrification peu attrayante, comme dans le cas des lignes ferroviaires rurales à faible trafic.
En ne produisant que de l’eau et de la chaleur, la consommation d’hydrogène présente également des avantages environnementaux par rapport à d’autres sources d’énergie.
Batterie : Économiser les coûts et offrir de la flexibilité
Les véhicules de Transport en Commun (TC) fonctionnant à l’énergie de la batterie sont déjà en service dans le monde entier. L’utilisation de l’énergie de la batterie peut entraîner des économies d’énergie et minimiser les coûts d’exploitation en réduisant les besoins en entretien et en installation de l’infrastructure électrification par caténaire.
Pour mettre en œuvre des batteries dans un système de Transport en Commun, plusieurs facteurs doivent être pris en compte. Plus l’itinéraire est exigeant, plus la consommation d’énergie sera élevée. Les facteurs incluent la planéité du paysage, l’utilisation de la climatisation et/ou du chauffage, le nombre de passagers, ainsi que la vitesse et le style de conduite.
Lorsqu’une plus grande quantité d’énergie est nécessaire, une batterie plus grande peut être préférable et peut nécessiter plus de chargements. Cette charge peut se faire avant/après les opérations dans un dépôt, ou une batterie plus petite peut être utilisée en conjonction avec plus d’arrêts de charge pendant les opérations, ou la charge en mouvement.
Les facteurs doivent être pris en compte lors du choix du type de batterie adapté à un réseau donné, mais différentes solutions répondent aux besoins d’un réseau donné.
Supercondensateurs : Puissance élevée rapidement
Les supercondensateurs sont un dispositif de stockage d’énergie qui stocke et libère rapidement de l’énergie électrique grâce à des forces électrostatiques. Contrairement aux batteries, ils sont excellents pour fournir des impulsions rapides d’énergie, mais stockent moins d’énergie sur de longues durées.
Comparés aux batteries, les supercondensateurs ont des propriétés de charge-décharge plus rapides et offrent des cycles de vie plus longs et des rendements plus élevés.
Les supercondensateurs peuvent également fonctionner particulièrement bien comme source d’énergie secondaire dans les moments où la charge est particulièrement lourde et où une énergie supplémentaire peut être nécessaire.
Alimentation électrique au niveau du sol: L’énergie vient du sol
Lorsqu’une infrastructure d’électrification aérienne n’est pas viable, en particulier pour les systèmes de tramway, l’énergie peut également être stockée et fournie via une infrastructure souterraine sous les voies grâce à des galimentation électrique de niveau de voie technologie.
Cette technologie peut surmonter les obstacles à l’électrification tels que les limitations visibles ou physiques des lignes de caténaires aériennes, permettant aux systèmes de tramway de traverser les centres-villes historiques urbains, comme les sites du patrimoine mondial de l’UNESCO, sans le fardeau de l’infrastructure aérienne.
Les solutions existent déjà
Les solutions technologiques offrant des alternatives aux lignes de caténaires sont nombreuses, viables et fonctionnent déjà dans le monde réel. Des limitations s’appliquent toujours lorsqu’il s’agit de prendre en compte les investissements importants qui peuvent être nécessaires, mais en travaillant ensemble pour partager les connaissances et les meilleures pratiques, on peut s’assurer que la bonne solution est utilisée lorsque l’électrification aérienne n’est pas possible.