Pour Alstom et Carbone 4, le tram est plus « vert » que le BHNS

A l’heure de la COP22, Alstom et le cabinet parisien Carbone 4 ont présenté une étude comparative sur l’empreinte carbone des tramways et des bus à haut niveau de service (BHNS). Deux solutions qui se retrouvent souvent en concurrence lors de la création de nouveaux réseaux de transport en commun en site propre. Jusqu’à présent, ce sont surtout les questions de coût (investissements, exploitation, cycle de vie) qui ont présidé au choix en faveur d’un mode ou de l’autre. Mais l’impact sur l’environnement de ce choix modal n’a jusqu’à présent pratiquement pas été pris en compte, faute d’évaluations de l’empreinte carbone sur l’ensemble du cycle de vie, et non seulement sur l’exploitation. En effet, pour ce qui est de cette dernière (et particulièrement sur le poste énergie), le tram possède a priori un avantage certain. Mais est-ce vraiment le cas ? Et qu’en est-il de la phase de construction ? Autant de questions qui trouvent dans l’étude conjointe d’Alstom et de Carbone 4 une première réponse.

Quoique ses nouvelles solutions de captage (APS, SRS) et de stockage d’énergie permettent à Alstom d’équiper aussi bien des trams que des bus, l’industriel est nettement plus présent sur le premier de ces deux modes. Il n’est donc pas très étonnant qu’Alstom ait choisi de communiquer sur une étude comparative dont les résultats sont globalement en faveur du tramway pour ce qui est de l’empreinte carbone. Une étude qui tombe à point nommé : Alstom a montré à cette occasion que son nouveau système de tramway intégré Attractis présentait une empreinte encore plus faible. Un résultat obtenu par l’optimisation des moyens mis en œuvre pour la réalisation de nouveaux réseaux. Une optimisation pour ce qui est des délais (temps de construction réduits, perturbations limitées), puisque Attractis a pour objectif de réaliser un réseau de 10 km opérationnel en 30 mois. Optimisation aussi pour les investissements mis en œuvre, réduits de 20 %. Moins gourmand en béton, en acier ou en câbles, Attractis devrait également – et assez logiquement – permettre une réduction d’émissions de gaz à effet de serre de l’ordre de 20 %. Une estimation basée sur le retour d’expérience de 17 réseaux de tram intégrés équipés de rames Citadis.

Dans le modèle de calcul retenu, les émissions de gaz à effet de serre sont le produit de quatre facteurs : le besoin de mobilité, le mode de transport, l’efficacité énergétique et le contenu en dioxyde de carbone de la source d’énergie utilisée.

L’étude porte sur le cycle de vie d’une ligne fictive mais représentative de 10 km en Belgique, comprenant sa construction et son exploitation pendant 30 ans. La Belgique a été retenue pour son mix électrique moyennement favorable, entraînant l’émission de 240 g de CO2 par kWh. Une valeur très « européenne », mais supérieure à celle en vigueur en France (où le nucléaire assure plus des trois quarts de l’approvisionnement électrique) et très inférieure à la valeur chinoise (800 g de CO2 par kWh). L’étude a été réalisée à fréquentation égale, de 6 400 voyageurs par heure et par sens en heure de pointe, soit un ordre de grandeur qui est bien celui d’une ligne de tram, mais pratiquement le double de la capacité des liaisons actuellement assurées en BHNS (même si les promoteurs de ces derniers annoncent bien plus).

Dans le cadre de l’étude, cinq alternatives ont été étudiées : trois variantes du BHNS (diesel classique, hybride rechargeable et électrique) et deux solutions de tramway (classique et Attractis d’Alstom). Pour ce qui est des BHNS, les chiffres sont basés sur les publications d’institutions françaises (Ademe) ou internationales (école Chalmers de Göteborg, BHNS de Bogotá) – d’autant plus qu’un bus électrique de 18 m, « c’est de la science-fiction actuellement », selon l’un des auteurs ! En revanche, les données concernant les tramways sont réelles et proviennent du retour d’expérience d’Alstom.

Lors de la phase de construction, les émissions de CO2 liées à l’établissement d’une ligne nouvelle sont nettement en défaveur du tramway pour ce qui est des matériaux de construction, l’écart étant plus faible pour les équipements de construction et l’énergie liée à la construction proprement dite. Globalement, construire une infrastructure tramway représente 2,2 fois plus d’émissions qu’une infrastructure BHNS. Rien de très surprenant : un tram exige des détournements de canalisations, puis la pose de rails et de lignes aériennes de contact.

Côté matériel roulant, il faut déjà tenir compte du fait qu’un tram dure 30 ans, contre 15 ans pour un bus. Cependant, construire les 20 trams nécessaires sur la ligne étudiée émet plus de CO2 que de produire les 90 bus diesel qui assureraient le même service. En revanche, les 20 trams sont plus avantageux que les 98 bus hybrides rechargeables ou les 102 véhicules électriques équivalents. Pour deux raisons, liées aux batteries : la production de ces dernières est loin d’être « verte » et leur masse réduit d’autant le nombre de voyageurs acceptables à bord des bus.

En effectuant la somme des émissions issues des constructions de l’infrastructure et des véhicules, le tram classique se situe au double du niveau du BHNS diesel. Entre ces deux solutions, les BHNS hybrides et électriques se rapprochent du tram, au point de rattraper presque le niveau d’émissions d’Attractis (le tram optimisé d’Alstom n’émet que 14 % de CO2 en plus qu’un BHNS électrique).

En revanche, du côté de l’exploitation, Attractis ne représente qu’un gain marginal par rapport à un tram « classique ». Quel que soit le tram, le niveau d’émissions de ce dernier est sans commune mesure avec celui des BHNS, même électriques, en dépit d’un mix électrique médiocre dans ce cas d’étude belge. Pour ce qui est de la traction, un BHNS diesel émet en effet 4,6 fois plus de gaz à effet de serre qu’un tram ! Ce dernier est également très performant en matière de fuites de gaz réfrigérants (normes drastiques, contrairement aux bus) et d’énergie utilisée dans les dépôts. En revanche, quel que soit le tram ou le BHNS, la maintenance est aussi peu « verte ». En additionnant tous ces éléments, exploiter un tram permet toujours de diviser les émissions d’un facteur 1,5 à 3,3.

Intéressante par sa couverture intégrale du cycle de vie d’un projet, cette étude fait toutefois l’impasse sur deux catégories de bus réputés « verts », pour leur absence d’émissions de particules : le trolleybus – tout électrique depuis toujours – et le bus au biogaz. Ce qui est dommage, car ces bus sont – eux – déjà disponibles en version articulée de 18 m

Recontacté au sujet de ces deux types de bus, le cabinet Carbone 4 nous a apporté quelques précisions qui ne faisaient pas partie de l’étude initiale, mais qui méritaient des chiffrages approfondis pour déterminer les éventuels avantages du trolleybus ou du biogaz sur 30 ans.

Pour le trolley, en phase construction, « l’infrastructure devrait être plus légère que le tramway et plus lourde que le BHNS, ce qui devrait se retrouver dans les émissions ». Et en phase exploitation, à l’électricité, « il faudrait comparer l’efficacité énergétique du trolley par rapport à un tramway », vu les frottements plus importants que présente le roulement pneu sur route du trolley que le roulement fer sur fer du tram.

Pour le biogaz, « on est sensiblement sur du BHNS » en phase construction, même si l’on « peut imaginer des différences sur la taille du réservoir – et donc la capacité unitaire des bus – si l’on veut le même contenu énergétique : [pour] la même taille, on devra faire le plein plus souvent, donc peut-être plus de kilomètres haut le pied ». Et sur la phase exploitation, « le facteur d’émission du biogaz peut varier beaucoup en fonction de son mode de production », alors que l’efficacité énergétique est notoirement moindre que celle du diesel.

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