Mobilité durable : cap sur l’optimisation énergétique pour ABB et SNCF

22/05/2019
La collaboration R&D entre ABB et le géant ferroviaire est à un tournant.

Des applications innovantes de gestion et de revalorisation de l’énergie, comme Masséna ou SIGALi, témoignent d’une approche commune originale de la recherche appliquée allant jusqu’à la co-création, et démontrent qu’ABB et SNCF ont une longueur d’avance dans la mobilité durable au niveau mondial.

Comment diminuer significativement la dépense énergétique lorsqu’on est un acteur majeur de la mobilité pesant 1,5% de la consommation nationale ? C’est une question centrale pour SNCF, qui déploie une stratégie voulue emblématique de la mobilité durable.

80% des déplacements ferroviaires sont déjà réalisés en traction électrique ; néanmoins il reste à développer des projets innovants pour réduire la consommation d’énergie, éliminer les émissions polluantes et tendre ainsi vers le train « zéro émission ».

Le groupe s’est fixé pour objectif de baisser d’un cinquième ses besoins d’ici 2025 en s’appuyant sur ses équipes Innovation et Recherche (I&R) du département TECH4RAIL, et en s’associant ici avec ABB. Une collaboration, initiée fin 2017 par un contrat de partenariat, qui vise à optimiser la gestion de l’énergie aussi bien dans son usage, que sa réutilisation marginale ou même son approvisionnement.

La collaboration ABB-SNCF vient de franchir un cap avecplusieurs projets dont Masséna sur la récupération d’énergie de freinage, SIGALi sur le déploiement d’une batterie multi-services et un système plus global, OPTIMAX, qui va gérer les sources et consommateurs d’énergie à un niveau global.

« Ce modèle de collaboration R&D original va plus loin que de simples projets ponctuels et balaie de façon polymorphe différents modes de travail en commun, jusqu’à la co-création » illustre Tony Letrouvé, chef de projet en Smart Grid à SNCF I&R, département TECH4RAIL.

En associant les expertises transport et soft pour SNCF, hard, soft et intégration pour ABB « nous pouvons trouver des solutions innovantes pour les deux entités » … Et même, pour ABB s’ouvrir à de nouveaux marchés.

Revalorisation avec Masséna

Avec le projet Masséna, ABB propose une solution technique pour conserver ou renvoyer, vers les réseaux de transport ou de distribution, l’énergie produite par le freinage des trains, qui jusqu’ici était partiellement réutilisée. Cela permet, lors d’un arrêt en gare, d’alimenter des trains qui accélèrent au même moment sur les voies.

« Nous améliorons les moyens de réutilisation marginale, mais non négligeable, de l’énergie résiduelle » explique Laurent Neyret, Product Marketing Director Distribution Solution chez ABB France.

L’innovation se trouve principalement dans l’onduleur mis au point, couplé à un redresseur. Le système a été testé à la sous-station ferroviaire Masséna à Paris pour la récupération d’énergie lors du freinage des Intercités, TER et RER. Ces trains lourds fonctionnent en courant continu ; l’onduleur convertit en courant alternatif une énergie qui peut alors être stockée ou réinjectée.

« Les premiers tests sont concluants, même si certains réglages et améliorations sont nécessaires pour l’optimiser avant un déploiement sur le réseau ferré » souligne Laurent Neyret.

Stockage multi-services avec SIGALi

Le projet SIGALi utilise quant à lui des batteries pour alimenter les systèmes de secours en cas de coupure, mais aussi apporter de nouveaux services en gare : secours de courte durée, lissage des consommations journalières et limitation de la puissance souscrite aux opérateurs d’énergie. « Le but est de remplacer les groupes électrogènes, dont la maintenance est contraignante et les applications limitées. » explique Laurent Neyret.

Pour un démonstrateur à la gare de Sarcelles-Saint-Brice, ABB a intégré la solution à partir de batteries Lithium - convertisseur, Battery Monitoring System (BMS) - et développé les automatismes du système de gestion de l’énergie produite. « Des tests de janvier 2019 ont prouvé la viabilité pour une industrialisation courant 2020 ! » ajoute Laurent Neyret.

Et demain : gestion et trading avec OPTIMAX

Enfin, ABB et SNCF comptent déployer ensemble une solution logicielle de gestion intégrée de l’énergie, qui non seulement chapeautera Masséna et SIGALi, mais ira jusqu’au trading et la gestion de l’approvisionnement.

La solution va s’appuyer sur OPTIMAX d’ABB, qui sera adapté et enrichi pour la cause. Il s’agit de mettre en place une gestion centralisée des énergies utilisées et produites à l’échelle d’une gare, d’un quartier, d’une région... provenant des opérateurs mais aussi d’autres sources comme justement Masséna.

OPTIMAX analyse en effet en temps réel la consommation d’énergie, gère les pics et surplus mais peut aussi permettre du trading d’énergie sur le marché Epexspot.

Le co-développement se fera en mettant en commun les expertises matériel d’ABB et « rail » de SNCF. « OPTIMAX nous intéresse car nous souhaitons aller dans le sens d’une gestion virtuelle de nos sources d’énergie et de nos consommations, à l’instar d’une mini-centrale.

ABB l’a développé pour des industries lourdes ; nous réfléchissons ensemble à l’adapter à l’univers du rail. Chacun en ressortira gagnant, la SNCF qui aura un système réellement calibré pour ses besoins et son secteur et ABB en s’ouvrant à d’autres marchés. », insiste Tony Letrouvé.

Ce projet est en phase d’étude de faisabilité ; il doit intégrer des modules « transport » dans la solution existante. Mais d’ores et déjà, ce qui est « une synthèse de la collaboration ABB-SNCF pour une gestion de l’énergie dans un système automatisé et autonome » selon Laurent Neyret, témoigne des solutions pour une mobilité durable, peu consommatrices d’énergie voire à énergie positive et répondant aux enjeux énergétiques de demain.

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