Les tramways sont très utilisés pour le transport urbain. À l’origine, ils fonctionnent à l'aide d’énergie électrique contenue dans les caténaires suspendues au-dessus de leur toit. Un dispositif situé sur la toiture du
tramway récupère le courant électrique de la caténaire pour le distribuer au tram. L’énergie parvient ensuite aux moteurs qui actionnent à leur tour les roues motrices en vue de propulser le tramway. Du fait qu’il utilise l’énergie électrique, le tram a le mérite d’être un moyen de transport écoresponsable. Le système classique d’alimentation par caténaire laisse peu à peu sa place à de nouvelles technologies innovantes. Voici plus de détails !
Alimentation électrique par le sol (A.P.S.)
Cette innovation de fourniture d’énergie au tramway a vu le jour en 1996. Le dispositif est composé d’un rail central alimenté en énergie électrique par des boîtiers. Ceux-ci se chargent de capter le courant continu du réseau électrique en vue d’alimenter le rail central. Ils délivrent une tension électrique de 750 volts au rail d’alimentation.
Le système d’alimentation par le sol nécessite également un équipement embarqué composé d’antennes et de frotteurs. Les antennes ont pour rôle de détecter la rame tandis que les frotteurs sont destinés à récupérer l’énergie électrique.
Un troisième élément relié à la rame opère la communication entre le tramway et le dispositif embarqué. Il contrôle également le système de freinage, de traction de la cabine de pilotage. Par ailleurs, cet équipement relié à la rame assure le fonctionnement de son système électrique.
Le rail central est découpé en tronçons. Chacun d’eux n’est alimenté qu’au passage du tramway. En d’autres termes, le courant électrique n‘alimente que la partie du rail d’alimentation traversée par le tramway.
La finalité de cette technologie est de pouvoir à moyen et long terme faire disparaître les caténaires. Ces fils électriques placés au-dessus de la toiture des tramways forment parfois un réseau qui rend inesthétique l’aménagement urbain.
Au fil du temps, le système d’alimentation par le sol nécessite le renouvellement des segments du rail central du fait de son usure. Par ailleurs, l’installation d’un système d’alimentation par le sol est plus onéreuse que la solution classique des caténaires.
Les technologies CAF et Sitras Hybrid Energy Storage (H.E.S.)
Le système CAF, non seulement élimine l’utilisation de caténaires, mais également celle d’installations électriques au sol. La solution greentech conçue par la société CAF a pour principe d’emmagasiner l’énergie dans des équipements conçus à cette fin. De même, cette technologie emploie des batteries élaborées avec de l’ion lithium. Ces équipements de stockage de l’énergie électrique sont intégrés au tramway. Ils sont rechargés lors de chaque escale en station.
Par ailleurs, le système CAF récupère l’énergie cinétique occasionnée par le freinage du tramway et le transforme en courant électrique. Le Sitras Hybrid Energy Storage est un modèle d’alimentation en énergie de tramway, similaire à la technologie CAF. Toutefois, dans le Sitras HES, les équipements de stockage d’énergie sont intégrés au toit du véhicule. Ceux-ci sont rechargés à chaque arrêt en station.
Tramway à hydrogène contenu dans les piles combustibles
Ce modèle d’alimentation en énergie pour tramway a été mis en œuvre pour la première fois en Chine. Les engins qui fonctionnent à l’hydrogène sont rechargés par le biais de piles à combustible. Après une recharge, le tramway peut effectuer en toute autonomie énergétique une distance de 100 km. Sa vitesse est de 70 km/h et la recharge de la pile ne prend que 3 minutes d’horloge.
Les tramways à hydrogène ne sont pas polluants puisqu’ils ne rejettent que l’oxygène et de la vapeur d’eau. Cependant, la production de l’hydrogène entraîne l’émission de gaz à effet de serre.
Système de recharge statique par le sol (S.R.S.)
Cette solution a été concrétisée à travers le tramway Citadis X05. Ce système permet d’emmagasiner de l’énergie dans la rame et de pouvoir recharger le tram lors de son escale en station. Le S.R.S. est caractérisé par son temps de recharge très court. En effet, 20 secondes la charge est effectuée.
Le tram une fois en station capte un signal crypté émis par le sol. Les patins de recharge sont descendus automatiquement et le tram passe en mode recharge. Ce modèle d’alimentation de tram présente la spécificité de transformer l’énergie de freinage en courant électrique. Ainsi le tiers de l’énergie électrique consommée à travers ce système proviendrait de l’énergie cinétique du véhicule.
