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Reportages

Serise: Super bogie

Par Etienne Plamondon Emond - 13/10/2017
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Pour l’instant, les wagons de train de marchandises se laissent tirer par les locomotives. Mais ils pourraient jouer un rôle plus actif, et générer des économies d’énergie, grâce à l’ingénieur Serge Mai qui a imaginé un module de traction autonome pour bogie, ce chariot sous le véhicule ferroviaire.

Comment ? En récupérant l’énergie cinétique produite par le bogie lors du freinage. Dans les systèmes mécaniques traditionnels, cette énergie est perdue, car elle se dissipe en chaleur. L’invention de Serge Mai la transforme plutôt en électricité et l’emmagasine dans une batterie lithium-ion qui alimente ensuite un effort de traction si le train accélère ou grimpe une pente.

La récupération de l’énergie générée par le freinage dans une batterie n’est pas nouvelle. Les automobiles électriques et hybrides fonctionnent sur ce principe. En revanche, aucun système comparable n’existe pour gérer de manière autonome l’énergie sur un seul wagon de train. Et c’est ce que M. Mai propose avec son concept breveté au Canada, aux États-Unis et en Europe.

Pas besoin de chercher loin pour trouver la plupart des composantes nécessaires : la taille et la puissance des moteurs, convertisseurs et batteries mis au point pour les automobiles électriques correspondent aux besoins d’un bogie. Il suffit de les adapter au chariot, d’ajouter un contrôleur électronique et de les rattacher à divers capteurs pour identifier la vitesse, l’inclinaison, l’accélération et la pression enregistrées par les essieux.

À l’aide de ces informations, les modules déterminent de manière autonome le mode approprié pour fournir une assistance à la locomotive, sans alimentation extérieure. « Il n’est pas question d’avoir un système avec un câble de communication ou une communication radio entre la locomotive et le wagon », souligne l’ingénieur. La raison est simple : les wagons de marchandises sont décrochés d’un convoi ferroviaire, puis arrimés à un autre à plusieurs reprises au cours d’un même voyage.

Selon le concepteur, l’installation du module sur la moitié des wagons réduirait de 30 % la consommation en carburant d’une locomotive. Actuellement, le transport ferroviaire de marchandises génère à lui seul l’équivalent de plus de 7 millions de tonnes de CO2 par année au pays, selon les chiffres d’Environnement Canada.

Comme les locomotives appartiennent rarement aux propriétaires de wagons, Serise Technologies, la jeune pousse créée par Serge Mai autour de son invention, cible d’abord les compagnies minières. Pour transporter leur minerai, ces dernières possèdent souvent leurs locomotives, leurs wagons et leurs voies ferrées. « L’impact des économies et des avantages, elles vont le voir directement », affirme-t-il.

Le module profiterait tout de même aux compagnies uniquement propriétaires de wagons. La batterie suffirait pour les déplacer dans une gare de triage sans avoir recours à une locomotive ou à une dénivellation du sol. Dans le cas d’un wagon réfrigéré, elle assurerait en permanence la climatisation.

La gestion autonome du bogie améliorerait par ailleurs la sécurité. Le module pourrait activer les freins lorsqu’il détecterait une vitesse anormalement élevée, de façon à prévenir des événements similaires à la catastrophe ferroviaire de 2013 à Lac-Mégantic.

En 2011, Serise Technologies a amorcé des discussions avec TM4, une filiale d’Hydro-Québec spécialisée dans les moteurs électriques, et l’entreprise Centre de réalisation d’outils innovateurs (C.R.O.I.). Le coût pour le développement, la construction et la validation de deux prototypes de démonstration a alors été estimé à 1,5 million de dollars. Le Bureau de l’efficacité et de l’innovation énergétiques du Québec, par l’entremise du programme Technoclimat, avait promis de couvrir 50 % des coûts si une entente était signée avec un utilisateur final.

Mais le projet a été mis sur la glace. En 2013, C.R.O.I. a fait faillite et l’industrie minière traversait un ralentissement économique. Serge Mai n’a pas abandonné. En 2014 et 2015, il a fait appel à la firme de génie-conseil Merkur pour réaliser une étude de faisabilité technique. « Mon intention est de repartir avec mon bâton de pèlerin au cours de l’année prochaine », explique l’inventeur qui travaille en parallèle comme directeur technique à CDPQ Infra, une filiale de la Caisse de dépôt et de placement du Québec.

Le contexte semble désormais jouer en sa faveur. Le secteur minier a repris de la vigueur. Le prix des batteries lithium-ion, la composante la plus coûteuse, ne cesse de chuter; il pourrait descendre sous les 100 $ du kilowattheure d’ici 2020 et rendre le produit plus abordable que prévu. Il reste à percer un marché plutôt conservateur. « C’est un concept qui brise toutes les habitudes de l’industrie », concède l’ingénieur qui reste néanmoins déterminé à remettre le projet sur les rails.
 

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