Transport ferroviaire : des pistes pour en finir avec les moteurs Diesel

En France, 20% des circulations ferroviaires fonctionnent au Diesel, principalement en zone urbaine. Ces matériels devront être remplacés dans les vingt prochaines années. Un rapport éclaire les enjeux du verdissement du parc.
Dans le contexte de la nécessité d’inscrire la France dans une orientation vers la neutralité carbone, le parc ferroviaire est confronté à l’enjeu de son verdissement, même si ce secteur demeure bien plus propre que le mode routier et l’aérien.
C’est ce que souligne le rapport sur le verdissement des matériels roulants du transport ferroviaire conduit par le député de Gironde Benoit Simian (LREM) publié le 11 octobre 2018, rédigé avec trois co-rapporteurs du Conseil général de l’environnement et du développement (CGEDD), Conseil général de l’économie (CGE), et de l’Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (IFSTTAR).
En France, la moitié des lignes ne sont pas électrifiées et un quart des matériels roulants ont des moteurs diesel. Près de 1.000 trains TER bi-modes ou seulement diesel circulent, principalement en zone urbaine. Ces matériels roulants datent pour moitié des années 1990 et des années 2000. Ce sont près de 450 trains qui devront être renouvelés à partir de 2028/2030, et le reste dans les dix années qui suivent.
Il s’agit de matériels qui ont de longues durées de vie (plus de 30 ans) et requièrent la mise en place d’une stratégie de long terme  »identifiant les principaux risques et les principales opportunités de renouvellement de ce parc », souligne le rapport.
Les constructeurs (Alstom, Bombardier, CAF, etc.) comme les exploitants (SNCF, etc.) se préparent à une évolution qui leur apparaît inéluctable. Deux voies sont possibles. La première consiste à électrifier les lignes, mais c’est une option coûteuse : de 0,35 à 1,5 million d’euros par kilomètre de voie simple, et de 0,7 million à 3 millions pour une ligne à double voie. Même si seulement 57 % du réseau ferré est électrifié en France, les lignes dont l’électrification est socialement ou économiquement intéressante sont désormais fort peu nombreuses.
La seconde option est de choisir des technologies de motorisation  »vertes » et autonomes (emportant leur propre énergie de propulsion). Le coût de l’infrastructure est alors reporté en partie sur le coût du matériel roulant. Il existe principalement quatre technologies pour verdir les matériels roulants : l’emploi des biocarburants à la place du gazole ou ajoutés au gazole, l’emploi de gaz naturel (méthane), notamment de biogaz, l’emploi de batteries d’accumulateurs, en complément ou non de moteurs diesel, l’emploi d’hydrogène, associé à des batteries.
Peu de travaux de recherche et développement portent sur les deux premières technologies, pour ce qui est du transport ferroviaire. Selon GRDF, le GNV (gaz naturel pour véhicule) permet de diminuer les pollutions locales : – 95 % pour les particules fines et – 30 % pour les NOx. Si le GNV est du biométhane, les émissions de CO2 sont diminuées de 80 %. Malgré ces avantages environnementaux, cette solution n’est guère étudiée en France pour le moment. Principalement parce que ce n’est pas une solution zéro émission.
L’hydrogène, de son côté, est une alternative  »prometteuse » pour la sortie du diesel, estime le rapport :  »Au plan technologique, elle est à maturité, comme le prouve la circulation en Allemagne de deux trains iCoradia d’Alstom depuis le 17 septembre 2018. Au plan économique, des avancées importantes sont apparues, par exemple sur les coûts des électrolyseurs alcalins en 2017 ».
Plusieurs régions françaises ont d’ores et déjà manifesté leur intérêt pour cette forme de propulsion. Outre la Bourgogne Franche-Comté, le Centre-Val de Loire, les Hauts de France, la Nouvelle-Aquitaine et l’Occitanie, la région des Pays-de-la-Loire a insisté sur l’importance de sa mobilisation en faveur de l’hydrogène.
Entre la solution des batteries (en mode hybride ou non) et de l’hydrogène, la filière ferroviaire se divise. Comme la SNCF, la société Bombardier estime que le développement de la technologie de l’hydrogène sera précédé du développement des technologies avec batteries, sur laquelle elle se concentre présentement. Cette technologie serait, selon Bombardier, d’autant plus compétitive qu’elle serait associée à des électrifications moins chères de voies ferrées.
La société Alstom a aussi développé et commercialisé des trains hybrides pour la SNCF. Mais Alstom pense que la technologie hybride batteries-gazole, même si elle est immédiatement disponible et doit se déployer à court terme, ne répondra pas à long terme à l’objectif du zéro émission fixé dans de nombreux pays. C’est pourquoi Alstom a développé la technologie de l’hydrogène pour les trains régionaux allemands, et se propose d’adapter cette brique technologique à des trains régionaux français.
Obtenu par électrolyse, l’hydrogène vert est encore bien trop cher. Aujourd’hui, les infrastructures d’hydrolyse donnent de l’hydrogène à 100 ou 200 euros par Mwh, soit 10€ le kilogramme.

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