Conception et Outils iNnovants pour un réseau électrique Intelligent appliqué au FERroviaire – CONIFER

La croissance du trafic ferroviaire prévue dans les années à venir doit faire face à la consommation croissante d’énergie qui y est liée : les grandes évolutions socio économiques constatées laissent présager un quadruplement de la demande voyageur à l’horizon 2030. De même, pour le transport de marchandises, les orientations définies par la loi de programme du Grenelle de l’Environnement prévoit le développement des autoroutes ferroviaires avec l’équivalent de 500 000 camions en moins chaque année qui seront transportés par le rail.
Ce contexte oblige donc les acteurs du transport ferroviaire et de l’énergie à rechercher et proposer des solutions techniques permettant de répondre à cette future demande de transport tout en maitrisant à la fois la consommation et la facture énergétique. Pour cela, une rupture scientifique et technologique du système d’électrification ferroviaire est nécessaire et devient notamment possible à travers l’intégration de dispositifs innovants de stockage d’énergie, de nouveaux moyens de production renouvelables et délocalisés, ainsi qu’une optimisation énergétique de l'architecture des réseaux. C’est donc dans la thématique du développement du réseau électrique intelligent (« Smart Grid ») que des efforts de recherche, à l’instar du projet CONIFER, doivent être déployés. Une telle transformation du réseau ferroviaire nécessite le développement préalable d’outils de conception et d’analyse permettant une modélisation des futurs réseaux électriques intelligents. Aussi le projet de recherche industrielle CONIFER (Conception et Outils iNnovants pour un réseau électrique Intelligent appliqué au FERroviaire) propose d’anticiper l’évolution de la production et la distribution de l’énergie électrique dans le domaine ferroviaire en travaillant et proposant des outils qui porteront sur deux niveaux.
Pour le premier niveau d’étude, il s’agit de proposer un dimensionnement pour de nouvelles Installations Fixes de Traction Électrique Ferroviaire - IFTE (installations en bordure de voie de type sous-stations, postes électriques, caténaires…). La future IFTE hybride intégrera des sources de productions délocalisées et des systèmes de stockage aux caractéristiques complémentaires qui permettront notamment de valoriser la récupération d’énergie du freinage des trains. Ainsi, CONIFER proposera un outil de dimensionnement optimal de la future IFTE hybride en tenant compte des contraintes liées à la sous-station, à son application mais aussi des contraintes de fiabilité et de bonne complémentarité des composants envisagés. Enfin, la future IFTE hybride associée à une intelligence de gestion de l’énergie, permettra de disposer d’un nouvel élément de base pour la conception des futurs réseaux électriques ferroviaires plus efficace en énergie.
Pour le second niveau d’étude, le projet CONIFER s’intéresse au dimensionnement des futurs réseaux électriques ferroviaires intelligents dans une approche globale. Pour des soucis de simplification, le réseau considéré sera un réseau réduit que peut constituer une ligne de chemin de fer. Afin de proposer une solution optimale globale, l’approche reposera sur une vision systémique du réseau considéré. Cette approche système du futur réseau d’alimentation électrique ferroviaire nécessitera alors de considérer les organes de conversion entre le réseau de transport d’électricité et le réseau d’alimentation électrique ferroviaire, les IFTE hybrides précédemment dimensionnées, la caténaire et les trains circulant sur la voie. Le caractère intelligent du réseau se traduira par une nouvelle architecture et une stratégie de gestion des sources de production et de stockages constituées par les IFTE hybrides.
Avec la mise en place et l’utilisation de ces outils, le projet CONIFER englobe donc un travail de recherche appliquée, alliant travail de conception et modélisation mais aussi un travail expérimental avec des essais sur plateformes des architectures et configurations retenues.