L’énergie des métros qui freinent permettra bientôt de recharger votre voiture

Cette méthode était déjà utilisée pour faire rouler des motrices. Elle permet désormais de faire fonctionner escalators et éclairages dans les stations. Elle pourrait, à terme, alimenter des véhicules, des bâtiments publics ou des industries.

Une « première mondiale ». C’est ainsi que Transports for London, équivalent britannique de la RATP, présente le test de recyclage d’énergie de freinage mené sur son réseau. L’organisme chargé des transports dans la capitale britannique a en effet annoncé, le 25 septembre, tester la récupération de l’énergie dégagée par le freinage des trains et sa réutilisation pour alimenter les équipements électriques d’une station. Ce dernier point constitue une nouveauté, comme le relève le site d’information Quartz : jusqu’alors, la réutilisation de l’énergie se limitait au fonctionnement du train.

  • Pourquoi perd-on de l’énergie lors du freinage ?

Initialement, le freinage sur les métros était mécanique : une pression exercée sur les roulement par des mâchoires de fer freinent le train. Depuis plusieurs années, un système électrique a été adopté sur la plupart des réseaux de transport : le moteur entraînant les roues se transforme en générateur -comme une dynamo- actionné par le mouvement des roues. Le frein que représente le générateur permet d’arrêter le train.

Cette technique électrique possède deux avantages, comme le rappelle la RATP. Elle diminue l’émission de particules fines issues du métal en frottement, qui posent un réel problème de qualité de l’air dans le RER et le métro. Elle permet, en outre, de fabriquer de l’énergie à partir du mouvement mécanique (énergie cinétique).

métro Londres

Le test mené à Londres a permis de produire et réutiliser 1 mégawattheure (MWh) par jour. Soit suffisamment d’énergie pour faire fonctionner une grande station deux jours par semaine (Source : AP).

Cette énergie peut être transmise par les rails (où circule le courant) à un train passant à proximité. Le reste du temps, les différences de tension ou de fréquence entre le courant généré et le courant reçu rendent la réutilisation de cette énergie très complexe. Ce trop-plein d’énergie est alors envoyé vers des résistances qui l’évacuent sous forme de chaleur à défaut de pouvoir la stocker de façon efficace.

  • Comment fonctionne le recyclage ?

Le dispositif, développé depuis plusieurs années par Alstom, est baptisé Hesop pour « Optimiseur d’harmonie et d’économie d’énergie ». Cette technologie repose sur la présence d’une sous-station électrique (un transformateur comme il en existe plusieurs pour alimenter le réseau en différents points) à « courant réversible ». La présence d’un onduleur permet d’harmoniser la tension sur le courant et, au moment du freinage, offre la possibilité de capter l’énergie dépensée pour « la réinjecter dans le réseau électrique EDF », précise le fabricant. En d’autres termes, Hesop permet de faire circuler le courant dans les deux sens, sans variation de tension.

  • Quel est l’intérêt ?

La méthode rend disponible l’énergie jusqu’alors inutilisée générée au moment du freinage. Le fait de renvoyer cette énergie dans le réseau électrique général permet de l’utiliser même en l’absence de train arrivant en face et, plus globalement, pour n’importe quel appareil relié au réseau électrique. Si l’énergie n’est pas utilisée, elle peut même être directement renvoyée à EDF car de très bonne qualité. Cette technique contourne ainsi la problématique du stockage, principale difficulté dans la gestion de la consommation énergétique.

Au-delà de la récupération, Hesop assure également une optimisation du système électrique sur l’ensemble de la ligne. « Avec un système classique, en milieu de ligne on est confronté à des chutes de tension importantes, ce qui fait que les trains s’arrêtent », explique Christine Darragon, responsable Recherche et Innovation au sein de la plate-forme Infrastructure d’Alstom Transport et à la tête du programme pendant plusieurs années. Les voyageurs franciliens ont l’habitude de ces arrêts inopinés dans le noir. Hesop permet de gérer ces variations de tensions et d’éviter des interruptions de trafic de ce type, avec la possibilité, en parallèle, d’augmenter le trafic pour une même infrastructure.

La particularité de cette technologie est de proposer l’optimisation du système d’alimentation et la récupération de l’énergie avec un seul appareil, là où il en fallait deux auparavant, ce qui diminue le coût d’investissement. « Sur ce sujet-là, on est très novateurs », souligne Christine Darragon.

  • Quelle quantité d’énergie peut-on ainsi récupérer ?

Le dispositif doit permettre de récupérer 99% de l’énergie de traction générée lors du freinage. Sur une consommation annuelle, l’objectif d’économie fixé par Alstom atteint 15% de la consommation annuelle. Au recyclage s’ajoute la diminution du poids des métros engendrée par le retrait des résistances de frein.

À Londres, le test du dispositif a été mené pendant trois semaines. « Cela a été un tel succès que nous avons maintenu l’usage de cette technologie », explique-t-on à Transports for London. En fonctionnant sur une seule ligne de 21 km, il permet « d’économiser suffisamment d’énergie pour faire fonctionner une grande station pendant deux jours sur une semaine ».

Dans la capitale britannique, ce recyclage visait surtout à réduire la quantité de chaleur dégagée lors du freinage dans les tunnels étroits et profonds du « Tube ». Cet avantage s’ajoute aux économies réalisées : le fait de réaffecter l’énergie au réseau permet de réduire les besoins en ventilation ou climatisation.

  • Nombreux développements possibles

Le premier dispositif de ce type a été installé à Paris en 2010 sur une ligne du tramway parisien, dans le cadre d’un essai « grandeur nature ». Le métro de Londres constitue le premier contrat dans le cadre duquel cette technologie est mise en place. Doivent suivre le tramway et le métro de Milan (Italie), les trois lignes de métro en construction à Ryad (Arabie-Saoudite), ainsi que le tramway de Sydney (Australie) et le métro de Panama. L’objectif, à chaque fois, est de diminuer l’infrastructure nécessaire pour une utilisation égale et de diminuer la consommation d’énergie, que cela soit pour un réseau en création ou déjà existant.

Le système ouvre en effet plusieurs possibilités. Sur un réseau existant, Hesop peut permettre d’augmenter le trafic grâce à la régulation de tension, en limitant l’espace nécessaire aux infrastructures et le surcoût. « Dans les pays froids, cela facilite le dégivrage des caténaires », pointe également Christine Darragon à titre d’exemple. Au lieu de faire rouler des trains à vide, la technologie permet de créer un courant différentiel réchauffant les câbles.

À terme, les possibilités de réutilisation de l’énergie devraient également croître. Si ce système ne peut être lié à un univers domestique, dans lequel le courant utilisé est alternatif, Alstom travaille actuellement au développement de « smart grid », des bornes pouvant rendre disponible cette énergie en ville. L’énergie récoltée permettra alors de « charger des voitures électriques, alimenter l’éclairage, des bâtiments, des industries », détaille la spécialiste. Des perspectives clés à l’heure où tous les yeux se tournent vers la conférence sur le climat (COP 21) et la diminution des émissions de CO2.

Source : Le Figaro

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, la page Développement durable/Energie.

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