Ville, Rail & Transports revient sur les difficultés subies par le transport ferroviaire lors des derniers épisodes caniculaires en France. Lucie Anderton, directrice du département Développement durable à l’UIC (Union internationale des chemins de fer), Francisco Cabrera Jeronimo, adjoint au responsable des opérations etde la sécurité, et Adriano Scapati, directeur du système ferroviaire à l’UIC ont répondu ensemble à nos questions.
Pourquoi est-il si difficile en France de maintenir les trains en circulation lors des fortes chaleurs, alors que cela semble moins problématique dans des pays plus chauds ?
Les chaleurs extrêmes affectent l’ensemble du système ferroviaire : les infrastructures, l’alimentation électrique, la signalisation, les télécommunications, les gares ainsi que le matériel roulant. Les températures élevées peuvent provoquer la dilatation des rails, accroître le risque de déformation des voies, affecter les caténaires, exercer une pression supplémentaire sur les équipements électriques et de signalisation, et mettre à l’épreuve les systèmes embarqués tels que la climatisation.
Les infrastructures ferroviaires sont conçues en fonction des plages de températures historiquement observées dans chaque région. Des éléments tels que la voie et les lignes aériennes de contact sont dimensionnés pour fonctionner en toute sécurité dans une plage de températures minimale et maximale définie. Concevoir des infrastructures capables de résister à des températures beaucoup plus élevées nécessiterait souvent des paramètres techniques différents, susceptibles de nuire à leurs performances dans des conditions plus froides. Il n’est donc ni techniquement ni économiquement réaliste de dimensionner les infrastructures pour couvrir l’ensemble des températures extrêmes possibles.
Dans les pays plus chauds, les systèmes ferroviaires ont été conçus depuis longtemps pour résister à des températures ambiantes élevées et à des vagues de chaleur fréquentes. Des pays comme l’Italie et l’Espagne sont à l’avant-garde dans le développement et la mise en œuvre de mesures destinées à gérer les risques liés aux fortes températures, comme le souligne le rapport RERA Temp de l’UIC sur la résilience ferroviaire face aux températures élevées.
À l’inverse, de nombreux réseaux ferroviaires européens ont été conçus selon des hypothèses climatiques différentes. Le changement climatique augmente aujourd’hui la fréquence, la durée et l’intensité des vagues de chaleur sur l’ensemble du continent, créant des conditions qui peuvent dépasser les hypothèses de conception initiales de certains actifs. Cette problématique n’est pas propre à la France : les réseaux ferroviaires du monde entier doivent s’adapter à l’évolution des conditions climatiques.
Jusqu’à quelle température une voie ferrée peut-elle résister à la chaleur ?
Il n’existe pas de température limite universelle pour les voies ferrées. Leur résistance à la chaleur dépend de nombreux facteurs, notamment du type de rail, de la conception de la voie, des conditions climatiques locales, des pratiques de maintenance et des exigences d’exploitation.
Sous l’effet du rayonnement solaire direct, la température des rails peut devenir nettement supérieure à celle de l’air ambiant, atteignant parfois jusqu’à 1,6 fois la température de l’air. C’est pourquoi les infrastructures ferroviaires sont conçues en fonction de plages de températures spécifiques plutôt que d’un seuil maximal unique.
Les gestionnaires d’infrastructure surveillent en permanence la température des voies et mettent en œuvre, lorsque cela est nécessaire, des mesures préventives telles que des inspections renforcées, des limitations de vitesse ou des adaptations de l’exploitation. L’UIC a développé une référence internationale unique sur ce sujet, l’IRS 71720, qui fournit des méthodologies pour évaluer et gérer les risques liés aux températures élevées des rails et accompagne les gestionnaires d’infrastructure dans la définition de mesures d’adaptation appropriées.
Les acteurs du transport ferroviaire ont-ils sous-estimé ou insuffisamment anticipé les effets du changement climatique ?
Les opérateurs ferroviaires et les gestionnaires d’infrastructure planifient, conçoivent et entretiennent leurs actifs en s’appuyant sur les projections et scénarios climatiques élaborés par la communauté scientifique internationale et évalués notamment par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC).
Ces scénarios couvrent un éventail de conditions climatiques futures possibles, allant des hypothèses les plus optimistes aux plus sévères. Les décisions d’ingénierie doivent donc trouver un équilibre entre résilience, sécurité, faisabilité technique et coût. Concevoir chaque actif pour résister au scénario climatique le plus pessimiste entraînerait des coûts extrêmement élevés et ne serait pas toujours proportionné au niveau de risque identifié.
Plutôt que de considérer que le secteur a sous-estimé le changement climatique, il est plus juste de dire que les systèmes ferroviaires doivent continuellement s’adapter à mesure que les connaissances scientifiques progressent et que les conditions climatiques évoluent. Personne ne peut prédire avec une certitude absolue les conditions climatiques futures ; c’est pourquoi la planification de la résilience repose sur des approches fondées sur des scénarios et sur une réévaluation régulière des risques.
Partout en Europe et dans de nombreuses autres régions du monde, le secteur ferroviaire renforce activement ses mesures d’adaptation en révisant les normes techniques, en modernisant les infrastructures et le matériel roulant, et en intégrant des projections climatiques actualisées dans les processus de planification, d’investissement et de gestion des actifs.
Pourquoi les systèmes de climatisation tombent-ils en panne ou deviennent-ils moins efficaces lors des vagues de chaleur ? Quelles sont leurs limites ?
Les systèmes de climatisation sont conçus pour fonctionner dans des plages de températures et selon des performances définies. Lors des épisodes de chaleur extrême, les trains peuvent être exposés à des températures nettement supérieures à celles envisagées lors de la conception de certaines flottes. Par ailleurs, une forte affluence de voyageurs accroît la demande de refroidissement, ce qui complique le maintien de conditions de confort à bord.
Comme tout système technique, les équipements de climatisation ont des limites physiques et opérationnelles. S’il est techniquement possible d’installer des systèmes plus puissants, cela implique des compromis en matière de consommation énergétique, de poids, d’espace disponible, de maintenance et de coût sur l’ensemble du cycle de vie du matériel. Les systèmes de refroidissement doivent également rester performants dans une grande variété de conditions climatiques tout au long de l’année, y compris durant les saisons plus fraîches.
Les constructeurs et les opérateurs ferroviaires améliorent donc en permanence les technologies de refroidissement, l’isolation thermique, les systèmes de ventilation et les solutions de gestion thermique afin de garantir le confort des voyageurs dans des conditions de plus en plus exigeantes. Toutefois, aucun système de climatisation ne peut être conçu sans tenir compte de limites techniques et économiques réalistes.
Quelles sont les innovations possibles pour rendre le matériel roulant plus résilient face à ces défis ?
L’amélioration de la résilience climatique nécessite une approche globale combinant innovation technologique, adaptation opérationnelle et investissements de long terme. Les opérateurs ferroviaires et les constructeurs développent des systèmes de climatisation et de ventilation plus robustes, améliorent l’isolation thermique, utilisent des matériaux plus résistants aux fortes températures et renforcent la protection des équipements sensibles embarqués.
Parallèlement, les technologies numériques jouent un rôle croissant. Les systèmes avancés de surveillance, les outils de maintenance prédictive et le suivi en temps réel de l’état des équipements permettent d’identifier les risques plus tôt et d’intervenir avant qu’une défaillance ne survienne. Les capacités de prévision météorologique et les systèmes d’alerte précoce aident également les opérateurs à anticiper les épisodes extrêmes et à adapter l’exploitation en conséquence.
Il est enfin utile de rappeler que le développement et la mise en service du matériel roulant s’inscrivent dans des cycles particulièrement longs. Entre la conception, la fabrication, les essais de validation, les procédures de certification et les tests de mise en service commerciale, le délai global peut facilement atteindre une dizaine d’années. Ce temps long est inhérent à la complexité technique, aux exigences de sécurité et aux processus de validation propres au secteur ferroviaire.