TELLi, redynamiser les territoires en relevant les défis ferroviaires

Vers une mobilité innovante : les défis d’un réseau du futur

Les petites lignes ferroviaires françaises, qui représentent un tiers du réseau ferré français, sont essentielles pour renforcer les mobilités décarbonées dans les zones périurbaines  et rurales.

C’est tout le sens du projet d’innovation ferroviaire TELLi, porté par la SNCF, qui rassemble 11 partenaires (SNCF, Hitachi Rail, Texelis, CAF, Wabtec, Railenium, Alstom, le Ferrocampus de la Région Nouvelle-Aquitaine, Capgemini Engineering, Ektacom et le Cerema) et qui bénéficie d’un co-financement de l’ADEME dans le cadre du plan France travail 2030 : imaginer un système intégré matériel roulant, infrastructure et exploitation à faible coût et faible empreinte environnementale, et faciliter les déplacements au sein des territoires.

TELLi viendra non seulement compléter l’offre TGV et TER, mais également les différents autres modes de mobilité.

Les défis sont multiples : concevoir un système économiquement viable et durable tout en maintenant la sécurité et la fiabilité, réduire les coûts d’exploitation et de maintenance des lignes, intégrer des technologies de pointe et matures pour améliorer l’expérience des usagers et la gestion des infrastructures. Enfin, la coordination des efforts entre les 11 partenaires est cruciale pour garantir la réussite du projet.

Un Train nouvelle génération

Ce système de train unique repose sur les orientations technologiques suivantes porteuses de valeurs pour les clients :

• Électrique, économe en énergie et en coûts induits sur les infrastructures : autonomie compatible avec l’exploitation, réduction de la masse, récupération et gestion optimisée de l’énergie, isolation thermique, sobriété des équipements et systèmes de rechargement standards
• Spacieux et polyvalent : vision des passages augmentée grâce à une cabine de conduite optimisée, architecture intérieure modulable avec des espaces multifonctions adaptables aux types de lignes et à l’heure de la journée, et possibilité de former une unité multiple de 4 trains, accès et déplacement dans le train facilité
• Maintenance optimisée : motorisation électrique, nouveau système de surveillance du train en temps réel, et conception pour faciliter et standardiser la maintenance en local.
• Maintenance de voie optimisée : moins d’usure grâce à une charge à l’essieu réduite et une liaison au sol innovante. Nouveau système de surveillance de l’infrastructure par le train.
• Signalisation frugale : réduction des équipements au sol. Un nouveau système de gestion des circulations permet d’augmenter le nombre de points de croisement sur voie unique, donc la fréquence des trains, tout en maintenant des coûts réduits
• Système éco-conçu, avec une évaluation systématique de l’impact environnemental des innovations tout au long de leur cycle de vie

Si beaucoup de ces solutions existent déjà ou sont en développement, l’objet du projet TELLi est de les intégrer et assembler pour aboutir au meilleur modèle économique et la meilleure offre de service possibles sur les petites lignes.

Combiner nos compétences

Chaque partenaire apporte ses compétences propres, avec un travail en commun sur les différentes briques technologiques à mettre en œuvre pour répondre au mieux aux attentes des différents clients. Par exemple :

• le CEREMA analyse des attentes des Régions en matière de mobilité et ferroviaire ;
• le constructeur de matériel roulant ferroviaire CAF développe l’architecture générale du train, avec l’appui des autres partenaires, pour une intégration optimale des nouvelles technologie ;
• la conception de la cabine de conduite pilotée par la SNCF ;
• l’étude de l’option « hydrogène » et des équipements associés par le constructeur Alstom ;
• le développement de la chaine de traction et de la liaison au sol par Texelis…

Capgemini Engineering déploie sur le projet ses expertises en ingénierie et en solutions digitales, pour établir un jumeau numérique du TELLi en entreprise étendue, permettant de simuler les usages de ce système de manière collaborative dès les phases de conception, explorer différents scénarii et pré-valider les concepts innovants en amont des essais physiques.

Le jumeau numérique comme catalyseur de coopération

Ce projet d’innovation implique la résolution de problématiques complexes que seul un écosystème collaboratif peut adresser.

« Le jumeau numérique permet des réalisations qui n’auraient pas été possibles autrement : nous n’aurions pas pu aligner autant d’hypothèses de travail et de simulations individuelles d’un grand niveau de finesse et complexité. Il limite les risques d’un projet dont les innovations sont nombreuses. Il offre également une zone d’échange et de calcul commun tout en respectant la propriété intellectuelle et industrielle de chacun. Et donc favorise un travail collaboratif de haut niveau technologique entre tous les partenaires. »

Gilles Petitet – SNCF Direction Technologies Innovation

La maîtrise de cette complexité, supportée notamment par un recours généralisé à l’ingénierie système, permet de dépasser les limites individuelles de chacun.

« Nous sommes véritablement au cœur de l’ingénierie des systèmes où ce que nous construisons ensemble dépasse ce que chacun aurait pu réaliser individuellement, pour arriver à des résultats et des développements qui ne seraient pas possible autrement. »

Gilles Petitet – SNCF Direction Technologies Innovation

La donnée, moteur de la collaboration

Le partage et l’utilisation d’un référentiel commun permet de maintenir en cohérence les hypothèses de travail et définir les interfaces entre partenaires.

« On doit s’assurer que les hypothèses des uns et des autres sont bien correctes. Il y a des données de sortie de certains qui sont des données d’entrée d’autres partenaires et vice-versa. Le jumeau numérique amène là aussi sa contribution à la réussite du projet dans un partage entre les partenaires, sur des boucles courtes et tracées. On gagne en dynamisme et en rapidité »

Gilles Petitet – SNCF Direction Technologies Innovation

La démarche permet alors au consortium de travailler collaborativement à l’optimisation du système TELLi dans sa globalité, qui n’est pas la simple juxtaposition d’optimisations individuelles et locales.

Stimuler l’innovation et l’exploration

Des itérations plus courtes, plus agiles ouvrent des opportunités d’exploration et de remise en question de concepts traditionnels, et donnent aux membres du consortium un espace de réflexion en permettant des tests et des questionnements rapides, notamment sur la faisabilité technique.

« Le jumeau numérique et toute la démarche qui se met en place autour de lui permettent d’innover dans les pratiques de chacun. On a une meilleure compréhension des problématiques des industriels et des interactions plus fines entre les différents partenaires »

Gilles Petitet – SNCF Direction Technologies Innovation

« Nous sommes dans une démarche agile qui nous amène à repenser la manière dont nous pouvons adapter nos façons de travailler aux connaissances communes. Dans un projet d’innovation, nous devons changer notre mode de fonctionnement par rapport à une industrie où les normes sont très présentes. Le jumeau numérique nous a permis d’accepter de prendre un risque avec des itérations courtes et beaucoup plus d’allers-retours. »

Gilles Petitet – SNCF Direction Technologies Innovation

Maximiser l’exploration de différents scénario grâce à une plateforme digitale collaborative est aussi un moyen de limiter le recours aux essais physiques et d’augmenter la fiabilité du système en étant capable de tester davantage de configurations.

« Dans le domaine ferroviaire, où les essais sont coûteux et les délais cruciaux, disposer d’une plateforme digitale de simulation et de modélisation représente un atout majeur. Cette plateforme permet d’expérimenter, minimisant ainsi les risques et les coûts associés aux essais physiques. »

Gilles Petitet – SNCF Direction Technologies Innovation

« L’approche du jumeau numérique nous permettra de tester et d’adapter nos choix en fonction des résultats et des besoins des régions, des clients et de l’ensemble de la chaîne ferroviaire. »

Gilles Petitet – SNCF Direction Technologies Innovation

D’ici fin 2024, la faisabilité des différentes innovations devra être démontrée. Celles-ci seront alors présentées sous forme de maquette du matériel roulant et de démonstrateurs de certains sous-systèmes.

Des essais seront ensuite effectués sur une ligne « laboratoire » en 2025 et en laboratoire, en vue d’une mise sur le marché de TELLi en 2029. TELLi circulera sur les lignes de desserte fine du territoire et assurera la connexion avec les grands axes ferroviaires qui irriguent l’hexagone. L’objectif étant de doubler la part modale du ferroviaire dans les transports terrestres de voyageurs afin que le rail assure 20% des déplacements en France contre 10% aujourd’hui tout en restant dans une équation économique soutenable pour les Régions.

Photos TELLi : © SNCF

Plus d’informations sur le site SNCF.com

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