RTE’24 : L’ATO est-il adapté à la Norvège ?

Cecilie Bjørlykke et Ingar Østerby, tous deux conseillers principaux à la Direction des chemins de fer norvégiens (NRD), ont fait la lumière sur l’étude de la Norvège concernant l’intégration de l’exploitation automatique des trains (ATO) dans son système européen de gestion du trafic ferroviaire (ERTMS). La discussion a porté sur les avantages potentiels, les défis technologiques et le processus d’évaluation en cours.

Cecilie Bjørlykke, qui possède plus d’une décennie d’expérience en matière de planification stratégique dans le secteur ferroviaire, a exposé les raisons qui ont motivé l’examen de l’ATO. « Compte tenu de l’importance de l’investissement dans l’ERTMS, le gouvernement souhaitait savoir s’il était possible d’accroître les bénéfices de l’investissement en ajoutant d’autres éléments », a-t-elle expliqué. L’objectif initial était de déterminer si l’ATO était adapté aux conditions géographiques et à l’infrastructure uniques de la Norvège. « Nous avons une opportunité : un investissement important qui pourrait apporter plus d’avantages aux voyageurs. Nous procédons donc à une évaluation conceptuelle dont l’objectif est d’étudier les stratégies que nous pourrions appliquer pour mettre en œuvre cette solution », ajoute-t-elle.

Les recherches menées par NRD et Bane NOR (en charge de l’exploitation, de la maintenance et de la construction des chemins de fer dans tout le pays) ont consisté à exploiter des études existantes et à mener de nouvelles recherches, notamment en développant des simulations et en recueillant des données pertinentes. L’étude servira d’outil au gouvernement norvégien pour piloter les avancées technologiques et l’automatisation dans le secteur ferroviaire. L’objectif principal est d’assurer l’alignement et de maximiser les avantages pour toutes les parties prenantes.

La recherche comprend un processus d’évaluation rigoureux, notamment des évaluations conceptuelles et des analyses coûts-avantages, qui font partie intégrante de tout investissement important dépassant 100 millions d’euros. Le projet se trouve actuellement dans la phase d’assurance qualité 1 (QA1), en attente d’une décision du gouvernement norvégien. « Le modèle de projet norvégien vise à garantir que les investissements publics sont dépensés à bon escient. Nous sommes dans une phase assez précoce. Après l’évaluation de la qualité, c’est au gouvernement norvégien de décider de la suite du processus », souligne M. Bjørlykke.

L’objet de l’évaluation jusqu’à présent

L’évaluation a porté sur différents niveaux d’intégration de l’ATO à l’ERTMS, en tenant compte de facteurs tels que l’état de préparation de l’infrastructure et la faisabilité technologique. « Nous avons évalué les différents niveaux d’intégration de l’ATO dans l’ERTMS, et nous avons également examiné une sorte de démarrage facile, avec l’infrastructure ATO, mais pas l’ATO dans les trains, seulement le guidage du conducteur », explique M. Bjørlykke.

« Notre conclusion est que l’ATO semble être la voie à suivre pour l’infrastructure norvégienne, mais peut-être à des niveaux différents selon les régions du pays. La normalisation et l’interopérabilité font partie des objectifs que nous nous sommes efforcés d’atteindre », ajoute M. Bjørlykke. « Tout au long du processus d’évaluation, et en collaboration avec le propriétaire norvégien de l’infrastructure, Bane NOR, nous avons examiné les différentes technologies et effectué des simulations sur les effets des différentes combinaisons de niveaux d’ATO et d’ETCS », ajoute M. Østerby.

L’ETCS ne sera pas entièrement mis en œuvre sur le réseau norvégien avant 2034. « C’est ce qui est prévu à ce stade, et nous en avons donc tenu compte », poursuit M. Østerby. « Nous nous projetons dans l’avenir et nous pensons que les avantages seront au rendez-vous lorsque l’ETCS sera pleinement mis en œuvre. Pour ce faire, nous introduisons différents niveaux de solutions ATO ou C-DAS (Connected Driver Advisory System). Nous comparons ensuite les résultats et les effets économiques. Nous observons également l’impact sur le temps d’attente et la capacité des lignes, en examinant comment cela peut affecter le trafic. Ensuite, nous évaluons les avantages économiques avant de les comparer aux coûts associés pour déterminer la combinaison optimale. Celle-ci peut également varier dans le temps à partir de 2034, que nous avons pris comme point de départ. »

Aperçu de la mise en œuvre potentielle de l’ATO en Norvège

« Nous avons constaté que l’introduction du C-DAS est une solution peu coûteuse, mais qu’elle offre de nombreux avantages et une valeur actuelle nette positive. À ce stade, nous ne pensons pas que l’ATO aura ce rapport coût-bénéfice positif. Mais nous pensons que le développement technologique jouera probablement en notre faveur, de sorte qu’à l’avenir, lorsque certains problèmes seront résolus, l’ATO sera probablement aussi bénéfique », explique M. Østerby.

« Les installations dans les trains représentent une part importante de l’investissement, mais elles sont évolutives, alors que l’investissement dans l’infrastructure ATO est fixe. Nous avons constaté qu’en investissant dans l’infrastructure ATO complète, comme les serveurs en temps réel pour la collecte et la distribution des données, il est avantageux de ne pas passer par un système dédié, mais d’opter pour une infrastructure ATO standardisée en une seule fois. En outre, nous avons constaté qu’il était avantageux de réguler les coûts en introduisant des fonctionnalités plus légères dans les trains dans un premier temps, puis en passant par la suite à des solutions plus avancées de type ATO. Nous constatons que ce type d’approche progressive est probablement le plus avantageux sur le plan économique », précise M. Østerby.

Les plus grands défis technologiques identifiés dans l’évaluation concernent la mise en œuvre de trains entièrement automatiques, en particulier la sécurisation de la voie devant le train. Actuellement, l’utilisation de méthodes conventionnelles telles que la pose de clôtures sur l’ensemble de la voie est d’un coût prohibitif, surtout si l’on considère l’étendue de l’infrastructure à voie unique qui relie les différentes villes de Norvège. Cette infrastructure se caractérise par de nombreuses courbes, des dénivellations et un terrain montagneux, ce qui rend la sécurité coûteuse.

Spécificités du réseau ferroviaire norvégien

La détection des obstacles sur la voie avant qu’ils ne deviennent visibles constitue un obstacle technologique de taille, auquel s’ajoutent des facteurs tels que les passages pour animaux sauvages et les risques de glissements de terrain et d’avalanches liés aux conditions météorologiques extrêmes de la Norvège. « Nous devons être prêts à affronter des températures de 35 degrés Celsius et plus en été, en Norvège. Mais nous devons aussi nous préparer à des températures de 40 degrés en dessous de zéro et à beaucoup de neige en hiver », précise M. Bjørlykke. Des systèmes de détection à courte portée efficaces, capables d’identifier ces obstacles à l’avance, sont essentiels pour une exploitation efficace des trains automatisés. Selon M. Østerby, « des solutions satisfaisantes à ces défis font actuellement défaut ».

La géographie norvégienne « entraîne peut-être des besoins légèrement différents dans les algorithmes qui contrôlent les opérations ATO », explique M. Østerby. « Nous constatons que, pour les trains plus légers, et dans la zone centrale d’Oslo pour les trains de banlieue, la situation est assez similaire à celle des zones urbaines des Pays-Bas ou de l’Allemagne. Mais en dehors des zones urbaines, nous aurons des défis légèrement différents à relever avec les algorithmes », poursuit-il.

En outre, en raison du relief montagneux, les trains circulant sur les voies norvégiennes doivent souvent changer de vitesse. En effet, « actuellement, les systèmes de contrôle des trains de marchandises reposent sur des mécanismes de pression d’air, ce qui entraîne de longs temps de réaction. Cela constitue un obstacle considérable à une régulation précise de la vitesse », précise M. Østerby. Ainsi, « des régions telles que les pays nordiques, la Suisse et certaines parties de l’Italie, de la France et de l’Allemagne pourraient nécessiter des développements algorithmiques sur mesure pour les opérations ATO, contrairement aux Pays-Bas, où les voies sont plus droites et où les ajustements de vitesse sont moins fréquents ».

L’ATO en Norvège : idées et perspectives

Malgré les développements internationaux dans des domaines similaires, le projet reste principalement axé sur l’intégration de l’ATO en Norvège. Cependant, l’équipe reconnaît le potentiel d’une collaboration transfrontalière à l’avenir. Une suggestion notable de la discussion a été la nécessité de disposer de calendriers opérationnels à plus haute résolution, de l’ordre de la seconde, afin d’exploiter pleinement les avantages de l’ATO. Cela nécessiterait un changement important dans les processus de planification et d’exécution.

En conclusion, l’étude de l’intégration de l’exploitation automatique des trains (ATO) dans le système européen de gestion du trafic ferroviaire (ERTMS) en Norvège constitue une avancée significative. La recherche porte sur les avantages potentiels, les défis technologiques et les évaluations en cours. Les résultats suggèrent que l’ATO est potentiellement viable, mais qu’il nécessite une mise en œuvre progressive, des algorithmes adaptés et une prise en compte minutieuse de la géographie et des conditions météorologiques de la Norvège. Dans l’ensemble, la recherche fournit des informations précieuses pour la planification future.

Cecilie Bjørlykke et Ingar Østerby s’exprimeront plus en détail sur ce sujet lors de la 15e édition de la conférence RailTech Europe. La présentation « Optimiser les investissements ERTMS avec ATO » aura lieu le mercredi 6 mars 2024 de 13h20 à 13h40, au Jaarbeurs d’Utrecht.

Le programme de conférences de la 15e édition de RailTech Europe, qui aura lieu les 6 et 7 mars 2024, accueillera une série de discussions sur les innovations, les services et les produits qui ont un impact significatif sur la future infrastructure ferroviaire. Vous pouvez en savoir plus sur le programme de la conférence ici et vous inscrire ici.

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