Les nouveaux trains à batteries et à hydrogène sont sur les rails

Tous les trains seront-ils électriques un jour, sans pour autant dérouler la caténaire sur tous les réseaux ferrés ? Peut-être. Quelques années après les premiers trains à hydrogène, qui sont généralement des automotrices électriques à pile à combustible, l’heure des premiers trains à batteries de nouvelle génération, à alimentation frugale, est maintenant venue.

Dossier réalisé par Patrick Laval

Comment sortir du diesel ? La question ne se pose pas seulement à la route, mais aussi de plus en plus pour les voies ferrées lorsqu’elles sont dépourvues de caténaires. Depuis plusieurs années, les constructeurs se penchent sur la question. Et avancent avec de nouvelles technologies bien qu’ils rencontrent toujours des obstacles sur la voie.

Ainsi, les batteries progressent, mais restent lourdes et d’une autonomie limitée. Pour contourner ces restrictions, les trains à batteries « de nouvelle génération » qui entrent en service ces derniers mois peuvent bénéficier d’une alliée : l’alimentation « par îlots » qui profite des sections de lignes déjà électrifiées rencontrées en chemin pour recharger les batteries, voire, moyennant une électrification « frugale », de brèves sections (quelques centaines de mètres à quelques kilomètres) équipées de caténaires.

La première application grandeur nature de cette solution (bien connue sur les tramways à batteries tels le Citadis d’Alstom sur la ligne 1 de Nice ou l’Urbos de CAF et en cours de déploiement à grande échelle sur les autobus) a lieu depuis l’automne dernier dans le land allemand du Schleswig­-Holstein, avec des Flirt Akku de Stadler. La mise en service de ce premier train à batteries alimenté par « îlots » est intervenue alors que la SNCF, qui réfléchit également à l’électrification « frugale », présentait son projet AGC Batteries, sur lequel Bombardier avait travaillé dans les années 2010, avant son rachat par Alstom.

Hybride à batterie

Dans le même temps, le constructeur français a travaillé sur un autre projet de TER : le Régiolis, hybride à batteries, qui a accueilli ses premiers voyageurs en décembre dernier. Dans ce dernier projet, désormais assuré avec CAF, repreneur de la production du Régiolis à Reichshoffen, un des power packs diesel d’une rame bimode est remplacé par des batteries, alors que dans le projet AGC batteries, l’ensemble de ces power packs disparaissent au profit de batteries.

Ce projet n’est pas le seul en matière d’hybridation avec batteries. Dans son usine italienne de Pistoia, Hitachi Rail produit pour Trenitalia les trains régionaux hybrides Blues. Ce matériel roulant, le premier tri-mode à entrer en service en Europe, peut circuler sous caténaire 3 kV (courant continu) et, en l’absence de caténaire, en traction diesel-électrique ou sur batteries. Ces dernières peuvent soit contribuer à augmenter la puissance disponible en mode diesel-électrique, soit fournir la totalité de l’alimentation électrique nécessaire à la traction. Deux versions du Blues, de la plateforme Masaccio de Hitachi Rail, sont produites : le HTR 312 tricaisse et HTR 412 quadricaisse (avec H pour « hybride »).

Et, de l’autre côté de l’Atlantique, la commande de locomotives Charger passée par Amtrak à Siemens comprend une sous-série de 17 machines hybrides diesel et batteries. Ces dernières ne seront pas placées à bord de la locomotive proprement dite, mais dans la première voiture des rames qui ont également été commandées à Siemens.

Toute l’actualité récente autour des trains à batteries – on citera également la mise en service des Mireo Plus B de Siemens dans le Bade-Wurtemberg, sans oublier les commandes en cours – semble rejeter dans l’ombre le train à hydrogène, qui avait bénéficié d’un certain engouement à la fin de la dernière décennie et au début de l’actuelle, tant en Allemagne qu’en Italie, voire en France, et plus récemment outre-Atlantique. Entretemps, à l’automne 2022, le projet H2goesRail, mené en coopération avec la DB et Siemens par le Bade-Wurtemberg s’est arrêté.

Ceci alors qu’en Basse-Saxe, où le Coradia iLint a été testé et mis en service, il a été décidé que la décarbonation se poursuivrait avec des trains à batteries. Ces derniers sont sans doute plus adaptés aux assez faibles distances, à parcourir dans des régions où l’on croise souvent des lignes électrifiées, à défaut de rouler dessus.

L’hydrogène, quand l’électrification n’est pas à l’ordre du jour

La pile à hydrogène est toutefois devenue une solution concrète sur rail avec le Coradia iLint d’Alstom, surtout pour les longues distances, comme le prouvent les records de ce dernier, puis du Flirt H2 de Stadler (2 803 km), mais sans véritable circuit de production et de distribution du combustible pour l’instant. Les trains à hydrogène qui sont des automotrices électriques alimentées par pile à combustible, donc techniquement très proches des trains à batteries, ne sont pas pour autant hors course, surtout sur les longues distances et dans des pays ou régions où l’électrification, même frugale, n’est pas à l’ordre du jour. Mais le train à hydrogène n’est pas la solution universelle pour rouler à l’électricité sans caténaire, surtout tant que des questions se poseront quant à la production du combustible et à son approvisionnement.

Trains « à batteries » et bus « électriques »

La mise en service des premiers trains « à batteries de nouvelle génération » suit de quelques années la décision de remplacer massivement les autobus diesel par des autobus « électriques »… qu’il faudrait appeler « à batteries » pour être plus précis. Car, en matière de bus électriques, une autre solution, analogue à l’alimentation par caténaire dans le monde ferroviaire, existe depuis plus de 120 ans : le trolleybus ! Et, comme les trains et les tramways, les trolleybus peuvent franchir les lacunes non électrifiées sur leur parcours grâce à la solution dite IMC (in motion charging), qui met en œuvre des batteries rechargées lorsque le véhicule circule sous les lignes aériennes de contact. Une solution vendue par la communication de certains réseaux de transport comme des « trolleybus 100 % électriques ». Comme s’il y avait des trolleybus qui n’étaient pas 100 % électriques, pourrait-on se demander malicieusement ! Mais il se trouve que parmi les réseaux faisant emploi de ce pléonasme, on pourra excuser Nancy, dont les véhicules PER 180H exploités de 1982 à 1999 étaient en fait bimodes, pouvant également se mouvoir en mode diesel.