Après les voitures hybrides, le train hybride. Alors que la décarbonation des moyens de transport est au cœur des réflexions des acteurs de la mobilité depuis plusieurs mois, la SNCF a décidé de ne pas rester à quai pour faire diminuer ses émissions de gaz à effet de serre. Pour y parvenir, ses équipes d’ingénieurs planchent depuis plusieurs mois sur diverses solutions. Ce mercredi, le groupe ferroviaire a présenté sa solution de TER hybride, développée en partenariat avec Alstom et quatre régions françaises (Occitanie, Nouvelle-Aquitaine, Grand-Est et Centre-Val-de-Loire) pour un montant de 16,8 millions d’euros.

Aujourd’hui, les TER fonctionnent à l’électrique ou au diesel, à l’exception de 230 rames Régiolis en service qui combinent les deux modes. Mais difficile pour la SNCF d’atteindre l’objectif de zéro émission nette de gaz à effet de serre à l’horizon 2050, ou même d’arriver à une réduction de ses émissions d’activités de transport de 30 % d’ici 2030 sans changer de braquet. Et pas question d’électrifier l’ensemble de ses lignes, à 1 million d’euros du kilomètre, le coût serait exorbitant et impossible à tenir financièrement.

« Le cap de la SNCF est extrêmement clair, nous voulons sortir du diesel. Dans les TER, un quart de l’énergie de traction est encore aujourd’hui le diesel, notre objectif dans les prochaines années est d’avoir zéro émission de gaz à effet de serre. C’est une logique de plusieurs solutions d’innovation pour cette décarbonation. Il y a l’hydrogène, les biocarburants et aujourd’hui cette solution hybride grâce aux batteries », a expliqué Christophe Fanichet, le président-directeur général de SNCF Voyageurs lors de la présentation du projet. Un concept nettement moins cher que l’électrification et qui a l’avantage d’être plus rapide à déployer puisqu’il consiste à adapter les rames Régiolis déjà en service.

Récupération de l’énergie de freinage

Il y a deux ans, les responsables du projet de la SNCF et d’Alstom se sont donc lancés dans l’adaptation de l’une d’entre elles. « Nous avons transformé le TER Régiolis bi-mode électrique-diesel en un train hybride, en remplaçant la moitié de ses moteurs thermiques diesel par des batteries lithium-ion. Ces batteries permettent de récupérer l’énergie du freinage, de la stocker et de la réutiliser plutôt que de la perdre sous forme de chaleur. Elles optimisent ainsi le rendement des moteurs thermiques et limitent les pertes et dépenses d’énergie. Le train hybride utilise donc trois sources d’énergie : la caténaire électrique, le moteur thermique et les batteries », détaille François Degardin, chef du projet TER hybride au sein de la SNCF.

Pour y parvenir, il a fallu innover. Car ce qui est déjà au point pour les voitures hybrides est loin d’être adaptable au train. Pour avoir une batterie compacte et légère, de nouveaux composants ont été utilisés par Alstom pour sa mise au point, notamment du carbure de silicium. Et trouver le moyen de les faire durer 40 ans, la longévité classique d’une rame.

Plus économe, moins bruyant

Pour l’instant, le prototype a été testé durant huit mois au cours de 10.000 km d’essais techniques. « Et après huit mois d’essais, nos hypothèses ont été validées, cela fonctionne et donne les performances attendues. Aujourd’hui, plus de 90 % de l’énergie de freinage est récupérée par ce système, cela représente plus de 20 % d’économie au niveau de la consommation du train. Moins d’utilisation de diesel, c’est aussi moins de maintenance et moins d’entretien, avec un train qui circulera à la même vitesse et aura une autonomie avec ces trois modes de 1.000 km », enchaîne Jean-Baptiste Eyméoud, le président d’Alstom France.

Des batteries peuvent prendre le relais en autonomie complète sur 23 à 25 km selon la vitesse du TER, « avec une recharge en continu à chaque freinage », poursuit Carole Desnot, directrice innovation et recherche du groupe ferroviaire. Elles sont utilisées majoritairement en gare et dans les zones urbaines car elles ont l’avantage de réduire le bruit émis par la rame. « On gagne dix décibels, on divise le bruit par deux, c’est énorme », assure la responsable de l’innovation.

Mise en service au 2e trimestre 2023

Ce prototype de traction hybride va entamer sa dernière phase d’essais sur le réseau ferré national en vue de sa certification d’ici à la fin de l’année. Les premières rames Régiolis hybrides devraient circuler dans le cadre d’un service commercial expérimental au cours du deuxième trimestre 2023 en Occitanie, Nouvelle-Aquitaine, Grand-Est et Centre-Val-de-Loire, les quatre régions à avoir investi dans ce projet.

« Nous avons une volonté de développer le TER et en même temps le verdissement de l’ensemble de la flotte de ceux-ci. Il y a une complémentarité des modes, puisque nous sommes aussi dans l’aventure du train à hydrogène et dans celle du train à batteries car il y a un intérêt au grand mix énergétique », affirme Jean-Luc Gibelin, vice-président de la région Occitanie aux Mobilités et infrastructures de transports. Il a assuré, comme les autres représentants des régions, que sa collectivité allait passer une commande pour équiper ses rames Régiolis et les faire circuler en premier sur les axes Toulouse-Rodez et Toulouse-Mazamet.