Dossier

28 : Les ambitions socio-économiques des PIA (1)

28 : Les ambitions socio-économiques des PIA (1)

IRT Railenium : pour augmenter la compétitivité du ferroviaire

Labellisé en 2011 par un jury international, l’IRT Railenium est le premier projet structurant du pôle de compétitivité à vocation mondiale i-Trans. «  Les investissements d’avenir ont vocation à accélérer l’innovation en France, grâce à la création de structures capables d’assurer le relai entre les laboratoires académiques et les industriels. C’est la mission des IRT, dont Railenium, grâce au développement de partenariats stratégiques publics-privés en matière de recherche, de formation et d’innovation  », introduit Jean-Marc Delion, délégué général de cette structure dédiée au ferroviaire. Après quelques tâtonnements – un IRT est une entité nouvelle, ce qui rentre rarement dans les cases administratives – Railenium est en ordre de marche depuis 2013.

Diviser le « time to market » par deux

Côté recherche, l’IRT a défini huit thématiques de travail : processus et matériaux, génie civil et mécanique des sols, gestion de l’énergie, interactions intelligentes intra-véhicule, ingénierie des mesures et conduite des essais, traitement de l’information et systèmes homme-machine, modélisation numérique et prototypage virtuels, et enfin économie et aménagement durable. «  L’IRT est née d’une ambition concentrée sur les infrastructures et les systèmes ferroviaires, que nous avons ensuite élargie aux matériels roulants et aux opérateurs, détaille Jean-Marc Delion. Exemple : nous discutons avec Alstom, qui a identifié 34 verrous technologiques pour concevoir le TGV du futur, afin de proposer notre offre scientifique capable de lever ces verrous. » Comment se mettre en phase avec les innovations dans les télécommunications ? Comment apporter le haut débit dans un TGV ? Comment augmenter le nombre de trains circulant sur les voies ? Aujourd’hui, les lignes TGV sont saturées au-delà de 13 trains par heure, et doubler ces lignes est trop onéreux pour répondre aux problèmes de saturation. En revanche, l’inter-distance entre deux TGV – aujourd’hui fixée à 20 km – pourrait être réduite car leur freinage d’urgence s’effectue sur 3,5 km. Reste à répondre à la question : comment réduire l’inter-distance entre deux trains ? « Nous pourrions aussi passer de 18 à 30 RER par heure sur le réseau SNCF ! De plus en plus d’agglomérations dans le monde auront besoin de ces solutions  », illustre Jean-Marc Delion. Railenium a pour mission de réduire le « time to market », soit le temps entre l’idée et son accès au marché, long de 14 années actuellement dans le ferroviaire ! «  Diviser cette période par deux représente l’une des clés pour la réussite de l’innovation, souligne Jean-Marc Delion. Railenium peut contribuer à accélérer les phases amont et aval de la recherche en apportant ses services aux partenaires industriels et académiques, concernant la mise en contact, le montage des projets, les négociations de propriété intellectuelle, la mise en place des ressources, la validation des résultats par des tests physiques et numériques… Aujourd’hui, les essais de nouveaux équipements par exemple sont effectués sur des réseaux exploités, ce qui engendre de fortes contraintes d’organisation et de prix !  »

Une plateforme de calcul à l’UTC

Ce point intéresse particulièrement l’UTC, qui est impliquée dans la thématique dédiée au prototypage virtuel sur ordinateur et à la modélisation numérique via le projet CERVIFER, initié par le professeur Mohamed Ali Hamdi, du laboratoire Roberval et membre du Conseil d’administration de Railenium représentant l’UTC. Ce projet a pour ambition d’augmenter la compétitivité de l’industrie ferroviaire française grâce à l’utilisation intensive et maîtrisée des logiciels de prototypage virtuel sur ordinateur. «  L’industrie ferroviaire continue à faire appel aux tests physiques souvent très onéreux pour qualifier et homologuer le matériel roulant et l’infrastructure ferroviaire. Si on prend comme référence l’utilisation de la certification virtuelle par l’aéronautique et l’automobile, l’industrie ferroviaire dispose de vraies marges potentielles de progrès dans l’utilisation de logiciels de prototypage virtuel sur ordinateur », souligne le professeur Mohamed Ali Hamdi. Démarré le 17 octobre 2013, le projet CERVIFER est doté d’un budget de 11,8 millions d’€ sur 4 ans (dont 4,85 millions d’€ d’aide accordée par l’Etat dans le cadre du programme d’investissements d’avenir Véhicule du Futur via l’ADEME et 1,76 millions d’€ d’aides accordées par les régions de Picardie et du Nord-Pas de Calais). Le prototypage virtuel sur ordinateur a permis, dans l’automobile et l’aéronautique, de réduire pratiquement de moitié les tests physiques et, par conséquent, de réduire d’autant la durée de développement de nouveaux véhicules – ce qui correspond aux ambitions du projet CERVIFER. Le consortium de ce projet regroupe 14 partenaires, dont le coordonateur est ESI Group, principal éditeur européen de logiciels de prototypage virtuel sur ordinateur. Cinq industriels du ferroviaire (Alstom, RATP, RFF, SNCF et Vossloch-Cogifer) et autant d’organismes de recherche et formation (CETIM, IFSTTAR, Lille 1, UTC et UVHC) ont rejoint le projet. Les entreprises Hutchinson-Paulstra (matériaux anti-vibratiles) et Vibratec (services acoustiques et vibrations), ainsi que Railenium, sont également parties prenantes. Objectif : livrer un prototype expérimental sous la forme d’une plateforme logicielle intégrant des modules spécialisés pour répondre aux besoins des industriels en matière de pré-certification par calcul des composants de matériel roulant et de l’infrastructure. Cette plateforme collaborative permettra d’assurer des prestations de services et d’expertises, et certains modules pourront être commercialisés. « La plateforme de calcul, sera installée au Centre de Calcul de l’UTC, et sera accessible pour tous les partenaires de CERVIFER  », souligne le professeur Mohamed Ali Hamdi.

Une pépinière d’idées ouverte sur les programmes européens

L’autre projet qui mobilise l’UTC est la création d’un banc d’essai ferroviaire à Compiègne. «  Nous travaillons sur la création de ce banc pour valider les calculs concernant, par exemple, les phénomènes d’usure et de fatigue de contact roue-rail  », souligne le professeur Mohamed Ali Hamdi, qui participe à la définition du cahier des charges de ce banc d’essai avec IFSTTAR et les industriels intéressés par l’exploitation de ce futur banc. «  L’objectif, après un long travail de benchmarking, est de finaliser le cahier de charge détaillé de ce projet inédit de banc avant la fin de l’année 2014.  » Railenium en assurera le pilotage et le suivi. Aujourd’hui, sur les 15 projets de l’IRT conventionnés par l’ANR, la moitié a démarré. « Nous avons 34 idées de nouveaux projets en incubation, ajoute Jean-Marc Delion. L’objectif est de créer une pépinière d’idées.  » D’autres laboratoires de l’UTC commencent à s’intéresser à Railenium, notamment le LEC, et Jean-Marc Delion est venu le 16 avril 2013 avec trois de ses collaborateurs pour présenter les objectifs et les projets de l’IRT aux chercheurs de l’UTC. « Si Railenium s’inscrit à l’origine dans le Nord-Pas de Calais et la Picardie, nous avons vocation à nouer des partenariats en dehors du premier cercle de nos fondateurs, en France et en Europe  », souligne le délégué général. Railenium regarde donc du côté de l’Europe qui, avec le programme Shift2Rail, a décidé de consacrer un milliard d’€ à la recherche et à l’innovation dans le ferroviaire. « Railenium ambitionne d’être l’intermédiaire entre l’UE et les acteurs français qui se positionneront sur les programmes de Shift2Rail entre 2014 et 2020. C’est donc un IRT très stratégique pour le rayonnement de l’UTC, qui gagne ainsi à s’impliquer davantage dans le secteur ferroviaire  », précise Mohamed Ali Hamdi.

En savoir plus : www.railenium.eu www.shift2rail.org

Les 15 projets de Railenium

15 projets ont été sélectionnés en phase de lancement.
Ils couvrent l’ensemble des composants et systèmes de l’infrastructure, les interfaces avec le matériel roulant ainsi que les activités s’y rapportant :
 Les différents types de voies et leurs composants ;
 La maîtrise et la modélisation des contacts roue-rail ;
 L’élaboration de réseaux de capteurs intelligents pour l’état de la voie et la surveillance des points critiques de l’infrastructure ;
 Le recours aux matériaux issus de ressources renouvelables ;
 Les leviers pour augmenter la capacité d’une ligne ferroviaire ;
 L’optimisation des opérations de maintenance et de chantier ;
 La durabilité de la voie et de sa plateforme ;
 Les systèmes de localisation des trains ;
 La mise au point de réseaux de communication à très haut débit utilisant la technologie laser ;
 Les systèmes de signalisation ferroviaire et leur interopérabilité

Qu’est-ce qu’un IRT ?

Parmi les priorités retenues des PIA (programmes d’investissements d’avenir) figurent les Instituts de Recherche Technologique. Un IRT renforce les écosystèmes constitués par les pôles de compétitivité, il suppose une masse critique suffisante de moyens et de compétences situées sur un même lieu (de préférence). Il doit couvrir l’ensemble du processus d’innovation, jusqu’à la démonstration et le prototypage industriel. Un IRT pilote des programmes de recherche couplés à des plates-formes technologiques, effectue des travaux de R&D expérimental au meilleur niveau international et veille à la valorisation économique de ses travaux.
Les huit IRT sélectionnés en 2011, dotés d’une enveloppe globale de 2 milliards d’euros permettront à la France d’atteindre l’excellence dans des secteurs-clés d’avenir. Les autres IRT sont : NanoElec basé à Grenoble, AESE à Toulouse, LyonBiotech à Lyon, avec une antenne à Paris, M2P à Metz, Belfort-Montbeliard et Troyes, Jules-Verne à Nantes, SystemX à Saclay, et B-Com à Rennes.