Deux projets étudiants pour redynamiser les petites lignes ferroviaires dans le cadre d’une chaire avec la SNCF

Imaginer les trains à l’horizon 2030, tel est l’objectif de la chaire d’enseignement et de recherche qui lie l’ESTACA, L’École de design Nantes Atlantique et SNCF Voyageurs. Les étudiants des deux écoles ont déjà proposé des projets de trains innovants pour redynamiser le réseau des petites lignes ferroviaires françaises. SNCF Voyageurs a présenté ces projets et envisage des expérimentations.

Une chaire pour penser et imaginer les trains à horizons 2030

La Chaire « Expérience à bord » construite par SNCF Voyageurs, SNCF, L’École de design Nantes Atlantique et l’ESTACA, vise à penser et imaginer les nouveaux intérieurs des voitures de trains à horizons 2030 et de proposer des trains aux concepts innovants pour répondre aux contraintes environnementales. Une chaire dédiée à repenser le voyage pour une mobilité durable ET désirable. Ceci implique les périmètres suivants : faciliter les flux d’échanges quai/train et circulation à bord, développer des matériaux sûrs, éco-conçus et attractifs, développer des conforts et services à bord lowtech, lowénergie et attractifs, et faciliter la mobilité douce et micro-mobilité. Enfin, la chaire a également pour vocation de développer des outils de simulation et d’analyse.

Les chaires sont des points de rencontres entre le monde de l’enseignement et de la recherche, et le monde professionnel. Elles ont pour objectif de définir des programmes d’action visant à développer un domaine d’activité où chaque partenaire apporte ses compétences et ses ressources. L’industriel profite d’un accès privilégié aux ressources et moyens des laboratoires des écoles, de formations spécifiques mais aussi du vivier des étudiants pour des stages ou des emplois… Dans le cas de cette Chaire « Expérience à bord » les étudiants ont déjà été sollicités dans le cadre de projets académiques.

A partir d’un cahier des charges proposé par SNCF Voyageurs et/ou SNCF, les étudiants ESTACA de la filière ferroviaire en 4ème année à Paris-Saclay et les étudiants en 5ème année des spécialisations écomobilité et allégement véhicule à Laval ont travaillé sur des projets innovants pour concevoir des nouvelles générations de trains pour répondre aux contraintes environnementales avec les étudiants des cycles Bachelor Design Transport et Design Produit et des cycles Master City Design, Digital Design, Media Design, International Design Strategy et Food Design de l’École de design Nantes Atlantique.

Deux exemples de travaux du 1er Programme lancé dans le cadre de la chaire :

Draisy, un train très léger pour (re)découvrir les petites lignes

Les étudiants ont participé au programme Draisy, un train très léger, modulaire, pouvant accueillir 80 voyageurs dont 30 places assises. Draisy est destiné aux lignes de moins de 100 kilomètres à faible trafic pour permettre de proposer des arrêts « à la carte » en augmentant sa fréquence. L’utilisation de nouvelles technologies et de matériaux issus de l’automobile permettront d’avoir une masse réduite. Dotée d’une motorisation électrique et d’un stockage d’énergie embarquée par batterie, Draisy réduira également l’impact environnemental du secteur ferroviaire. Son expérimentation sur une ligne pilote en région est prévue courant 2025.

Sur ce projet les étudiants ESTACA en 4ème année de la filière ferroviaire ont travaillé par exemple sur la définition et la proposition de préconcepts. Ils ont identifié et dimensionné des architectures générales. Les résultats ont ainsi identifié des effets de seuil sur la capacité voyageur, la masse structure, masse batterie, consommation énergétique et coût. L’objectif était d’aider à préparer les spécifications générales du futur mobile dont le développement en actuellement en cours.

Pour découvrir des images du projet actuel : https://www.youtube.com/watch?v=WY1tL_owEqQ&t=1s

Flexy : une navette rail-route

Autre projet en cours d’industrialisation, Flexy : une solution rail-route pour redynamiser les petites lignes.

Le projet Flexy vise une nouvelle utilisation des petites lignes ferroviaires fermées, dont la longueur varie entre 10 et 30 km. La navette ultra légère propose 14 places assises et sera capable de rouler à la fois sur rail et sur route. Flexy permettra d’assurer une desserte dans les zones d’habitation et villages situés proche de la ligne ferroviaire en quittant la voie ferrée pour emprunter la route.

Sur ce projet, des étudiants ESTACA en 5ème année en écomobilité ont proposé les premiers concepts de la roue flexible rail/route… de la phase créative jusqu’à la production de dessin en 3D. Des étudiants de 5ème année filière ferroviaire ont proposé des préconcepts de systèmes d’exploitation simples, robustes et « low cost » tout en respectant la sécurité des circulations, en particulier au niveau des plateformes mixte Rail/Route mais aussi lors des circulations ferroviaires. Des simulations ont été réalisées pour illustrer le fonctionnement du système d’exploitation et du système de sécurité sur les principaux cas d’usage.

Le projet actuel en images : https://www.youtube.com/watch?v=-5kRl2RxT70

Ingénieur et Designer : des compétences complémentaires

Travailler sur ces projets concrets en collaboration avec des étudiants de L’École de design Nantes Atlantique permet aux futurs ingénieurs ESTACA de découvrir les contraintes liées au design et d’apprendre à regarder les projets sous un angle de vue différent. Par exemple, dans la phase créative et d’idéation, le designer utilise le Design Thinking, une approche de l’innovation centrée sur l’humain qui implique les usagers dans un processus de co-création. Cette méthodologie évolue aujourd’hui vers un design circulaire qui englobe la responsabilité environnementale et sociétale. Pour les ingénieurs, ce sont les méthodes d’écoconception qu’il faut intégrer dans le processus de créativité.  Un projet est par exemple en cours, le Programme Circular Design, pour permettre de proposer des intérieurs de train éco-conçus, utilisant des matériaux issus du réemploi provenant d’industriels et d’acteurs locaux répondant aux logiques de l’écologie industrielle territoriale, une démarche qui vise à optimiser les ressources sur un territoire, via une approche systémique.

« Les compétences développées à travers ce type de projets sont multiples pour les étudiants ingénieurs. Chacun doit travailler avec les contraintes de l’autre et comprendre les manières différentes d’aborder le cahier des charges. Ils leur offrent une belle ouverture vers le futur avec une forte présence du développement durable dans le développement du transport de demain »
Bertrand Barbedette Enseignant-chercheur à l’ESTACA qui coordonne les projets de la chaire.

Dans le cadre de cette chaire, d’autres projets sont en cours, notamment un projet qui consiste en l’aménagement d’espaces pour accueillir plus de vélos dans un TER, ou encore un projet sur le développement des nouveaux trains de nuit s’appuyant sur l’expérience à bord des trains de nuits adaptée aux attentes des voyageurs.