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La construction ferroviaire fait actuellement face à des défis complexes. Une action durable s'impose également à ce secteur industriel. Plasser & Theurer travaille depuis dix ans à des machines de travaux ferroviaires équipées de systèmes d’entraînement alternatifs. Elles doivent être parées pour l’avenir sur le plan écologique, être suffisamment puissantes et rentables.
Des machines E³ en fonctionnement ont enthousiasmé l'ensemble des spécialistes pour la première fois en 2015. Trois objectifs principaux étaient visés pour la nouvelle génération de machines : économique, écologique et ergonomique. D'ores et déjà 14 machines E³ ont été mises en service au cours des dix dernières années et plus de 60 autres sont en production ou ont été commandées. Il s’agissait surtout au départ de solutions uniques, avec un haut degré de personnalisation. La nécessité croissante de réduction du CO₂ et les conditions générales d'homologation en Europe exigent la standardisation et un développement quasiment de série des machines de travaux ferroviaires. Plasser & Theurer a constaté cela et a pris les mesures nécessaires dans le développement continu des machines E³. Car une chose est claire : les investissements dans la construction de voie durable portent leurs fruits.
Début de la progression de la performance comme base pour plus d’efficacité
L’offre de possibilités pour rendre les machines conventionnelles plus « vertes » est variée. Le besoin énergétique se réduit déjà par l'augmentation de l'utilisation de l'avancement travail en continu ; en effet, on ne freine puis ré-accélère plus que 20% de la masse de la machine à chaque plongée. La régulation de la vitesse des groupes de bourrage rend les opérations de travail plus silencieuses et plus efficaces. Les groupes de bourrage électriques (éco-rétrofits) sont proposés dans l'offre des rétrofits. Ils diminuent le régime moteur et par là-même les émissions sonores, les émissions de CO₂ et la consommation de carburant. Les carburants alternatifs, tels que le HVO100, rendent les machines équipées de moteurs à combustion plus « vertes ». Mais ces mesures sont-elles suffisantes ? Le début d’un changement de tendance au sein du secteur ferroviaire se dessine plus précisément que jamais.
S'ouvre une nouvelle ère dans la décarbonation de la construction ferroviaire. Comme le démontrent des projets phares, les concepts d’entraînement alternatif intégrant la caténaire constituent une synergie d’avantages pour les utilisateurs, l’environnement et l’écosystème.
La technologie E³ de série
Les engins de maintenance à entraînement trimodal, destinés à la société ÖBB et fabriqués selon une méthode de construction en série modulaire nouvelle, constituent une première étape dans la standardisation. Les sources d’énergie sont la caténaire, les batteries en mode travail et un powerpack diesel-électrique, alimenté par du carburant synthétique, en solution de secours. Le système E³ a été développé et réalisé pour la première fois pour une série de machines.
La deuxième étape est la standardisation des bourreuses universelles à avancement continu équipées de systèmes d’entraînement alternatifs. La nouvelle série UnimatExpress utilise le courant de la caténaire. En cas de besoin, deux systèmes de courant différents pour l'avancement peuvent servir de source d’énergie. Un groupe électrogène intégré prend alternativement en charge la génération de courant.
Une technologie nouvelle requiert des méthodes d’évaluation globales
Un calcul du coût total de possession (TCO - Total Cost of Ownership) dépeint une perspective des coûts dans leur ensemble, permettant des décisions d’investissements fondées. La méthode d'analyse rend possible une comparabilité claire entre les modes d’entraînements établis et alternatifs. Notre objectif : des solutions économiques, durables et ergonomiques pour le secteur ferroviaire du futur.
Un investissement dans la sécurité du futur
Les décisions d'acquisitions sont très souvent prises en premier lieu selon le prix d’achat d’une machine de construction de voie ferrée. Tous les autres coûts afférents générés au cours du cycle de vie du produit ont alors une influence secondaire. Il s'agit notamment des coûts énergétiques du diesel ou du courant ferroviaire, des coûts d’entretien et des coûts des certifications carbones.
Pourquoi une évaluation globale des coûts tout au long du cycle de vie est-elle nécessaire ? Pour quelles raisons des éléments supplémentaires doivent-ils être collectés et pris en compte ? Les engins de travaux ferroviaires atteignent une très longue durée de vie. Sur les 70 dernières années, plus de 50% des machines livrées par Plasser & Theurer sont encore en service à travers le monde. Cela signifie qu’un engin de travaux ferroviaires type est en service durant plusieurs décennies, souvent même plus de 30 ans. Si l'on évalue les coûts sur la longue durée d'utilisation, l’importance des coûts du cycle de vie, lesquels résultent en grande partie des coûts d'exploitation augmente.
Avantages écologiques et économiques vont de pair
Les potentiels dûs à l'utilisation d'entraînements alternatifs sont quantifiables de manière réaliste. Nous les représentons de manière transparente et compréhensible par le biais d'une analyse TCO basée sur la méthode de la valeur actualisée nette.
Dans un exemple concret, les coûts d’exploitation d’une bourreuse universelle pour le traitement simultané de deux traverses, type UnimatExpress, intervenant en Allemagne sont examinés en détail, en tant que valeur d’entrée principale dans le cadre de l'évaluation du coût du cycle de vie (LCC - Life Cycle Cost). La comparaison est faite entre un système d’entraînement conventionnel diesel-hydraulique et la technologie hybride E³. Les coûts d’investissement constituent l'autre élément de réflexion mais dépendent de l’équipement de la machine, ainsi que de la durée d’utilisation prévue et doivent donc être pris en compte séparément par l’exploitant de la machine.
Les organes et les autres consommateurs d'énergie, tels que la climatisation sont alimentés électriquement sur les machines E³, l’énergie provenant de la caténaire. Habituellement, cette source d’énergie n’est pas disponible sur les chantiers de pose de voie neuve, c’est pourquoi, les bourreuses E³ sont également équipées d’un groupe électrogène fonctionnant aux carburants synthétiques ou au diesel. La diversité des systèmes d'alimentation en courant se reflète également dans les variantes des machines E³.
L’exemple de calcul part du fait que le moteur à combustion est utilisé à 20% pour le travail et l'avancement et que la caténaire peut être utilisée pour les 80% restants. Le calcul est basé sur 180 équipes d'intervention par an et un kilométrage de transfert (acheminement depuis et jusqu'au chantier) de 15 000 km par an.
Sur 20 ans, on observe que les coûts d’exploitation sont inférieurs d'environ 40% avec une machine hybride « E³ C/I », par rapport à une machine diesel-hydraulique. Cette économie est due en premier lieu à la réduction de la consommation énergétique. La diminution des coûts en pièces de rechange et d'usure représente un autre facteur de baisse des coûts. Les composants électriques ont des intervalles de maintenance plus longs que les composants hydrauliques. Si cela est pertinent, la technologie E³ mise sur un système hydraulique réduit. De ce fait, une machine E³ ne nécessite plus que 600 l. d’huile hydraulique contre 2 000 l. pour une machine diesel-hydraulique. Grâce à cette réduction, des ressources importantes ainsi que des coûts en huiles et composants hydrauliques sont économisés.
Le calcul des émissions de CO₂ de la machine est une autre information importante pour décider d'un investissement. L’étude du TCO offre cette possibilité et donne des renseignements transparents sur les pourcentages d’économies en émissions de CO₂. Ceci est représenté par la durée d’utilisation de la machine, le profil d’application défini et la technologie correspondante. Pour l'instant, les éventuels coûts de mise au rebut à la fin de la durée d'utilisation ne sont pas pris en compte, car une estimation de ces coûts n’est pas réellement possible à ce jour.
E³, rentable pour l’environnement et l’exploitant
L'étude des coûts durant le cycle de vie permet une comparaison claire des différents concepts de machines. Différentes technologies sont représentées de manière transparente en termes de besoins énergétiques, d’émissions de CO₂ et de coûts d’entretien tout au long du cycle de vie. En plus de la vitesse et de la qualité du travail, les avantages de l'efficacité énergétique plaident pour la technologie E³. L’empreinte écologique des machines "vertes" de travaux ferroviaires se profile comme un investissement durable pour l’avenir.
