Projet de Service d autoroute ferroviaire atlantique

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1 Projet de Service d autoroute ferroviaire atlantique Dossier de réponse de MODALOHR à la Consultation des concepteurs et constructeurs de matériels roulants 1

2 SOMMAIRE 1 ) Coordonnées du Fabricant 3 2 ) Hypothèses techniques, économiques et financièr es 3 3 ) Caractéristiques des wagons Modalohr 4 3.1) Description des wagons Modalohr 4 3.2) Données techniques des wagons Modalohr ) Capacités de chargement des wagons Modalohr ) Nature des chargements possibles sur les wagons Modalohr ) Dimensions admissibles des semi-remorques transportées dans le gabarit GB ) Compatibilité des wagons Modalohr avec les Autoroutes Ferroviaires existantes 21 4 ) Références des wagons Modalohr ) L Autoroute Ferroviaire Alpine ) L Autoroute Ferroviaire Perpignan Luxembourg 24 5 ) Prédisposition des wagons Modalohr à la constit ution de trains longs ou de trains plus rapides 25 6 ) Composition d une rame de wagons Modalohr ) Caractéristiques et capacité de transport d une rame de wagons Modalohr ) Niveau d émissions sonores d une rame de wagons Modalohr 28 7 ) Homologation et autorisations de circulation de s wagons Modalohr 29 8 ) Production industrielle des wagons Modalohr ) Délais de production des wagons Modalohr ) Capacité de production des wagons Modalohr ) Date-butoir de notification d une commande pour un lancement 31 du Service au 1 er octobre ) Conditions financières de livraison des wagons Modalohr ) Engagements de Modalohr relatif aux risques de mise à disposition 32 9 ) Les Terminaux de chargement Modalohr ) Caractéristiques d un terminal Modalohr ) Exploitation d un terminal Modalohr ) Coût estimatif d un terminal Modalohr ) Coûts d exploitation annuels des wagons et ter minaux 38 2

3 Ce dossier est la réponse du constructeur Modalohr à la Consultation des concepteurs et constructeurs de matériels roulants lancée par l Etat dans le cadre du Projet de Service d autoroute ferroviaire atlantique. Ce dossier a pour but d être le plus précis et complet possible afin de fournir toutes les informations nécessaires aux exploitants candidats pour la préparation de leur réponse à l Appel à Manifestation d Intérêt pour ledit Service. 1 ) Coordonnées du Fabricant MODALOHR S.A.S. 29 rue du 14 juillet HANGENBIETEN Tel : Fax : Web : MODALOHR S.A.S. est une filiale du groupe LOHR, leader dans le domaine de la construction de véhicules routiers spéciaux pour le transport d automobiles et de camions. Le groupe est présent à l international avec plusieurs sites de production et représentations commerciales répartis dans le monde (Etats-Unis, Chine, etc ). MODALOHR s appuie sur les compétences, les moyens industriels, et le savoir-faire du site de production de Duppigheim situé en Alsace. Ce site emploie plus de 1200 personnes et représente une surface de 60 hectares dont m2 couverts. Pour toute question technique relative au présent Dossier contacter : Sébastien LANGE Directeur du Développement MODALOHR Tel : Fax : Mail : sebastien.lange@modalohr.com 2 ) Hypothèses techniques, économiques et financièr es Par rapport aux éléments d informations communiqués dans le dossier de Consultation, la présente réponse diffère concernant la charge totale admissible par train. Du fait de l utilisation impérative de l itinéraire alternatif non électrifié via Saintes en Période Intermédiaire, et des difficultés générées par la caténaire midi imposant des pantographes particuliers, le recours à une traction diesel intégrale entre Brétigny et Mouguerre apparait être la meilleure solution. Or les dernières locomotives diesel de grande puissance mises sur le marché récemment offrent des performances remarquables sur ce type de ligne. Ainsi les premiers éléments d information montrent que les locomotives GM-EMD de type JTC42WCRM et VOSSOLH de type EURO 4000, permettent de tracter une charge totale d environ 2100 t sur la ligne Brétigny Mouguerre via Saintes. C est la raison pour laquelle les calculs de composition de train et de capacité de transport figurant au Chapitre 6 ont été effectués avec cette charge totale admissible par train de 2100 t au lieu des 1800 t indiquées dans le dossier de Consultation. 3

4 3 ) Caractéristiques des wagons Modalohr 3.1) Description des wagons Modalohr Le wagon Modalohr est un wagon spécialement conçu pour le transport de camions et semiremorques routières standards sans aucune modification. Il s agit d un wagon double articulé comportant 2 coques de chargement reposant sur 3 bogies. Le wagon Modalohr présente la grande innovation d avoir à la fois un plancher de chargement ultrabas et des coques pouvant se désolidariser pour pivoter à 30 et autoriser un chargement horizontal et latéral des véhicules routiers. 4

5 Architecture d un wagon Modalohr Afin de limiter au maximum la tare du wagon par semi-remorque transportée, les wagons Modalohr ont été conçus avec une architecture d un wagon double articulé offrant deux coques de transport reposant sur 3 bogies. Cette disposition permet de limiter la tare wagon à 20,65 t par semiremorque transportée (voir chapitre 6.1). Cette architecture présente également l avantage de réduire au minimum les longueurs inutilisées permettant ainsi de transporter un nombre maximal de semi-remorques pour une longueur donnée. Le wagon Modalohr limite la longueur wagon à 16,51 m par semi-remorque transportée (soit 4,86 m de longueur inutilisée par wagon). 32,94 m 14,04 m 4,86 m 14,04 m BOGIE Y33 roues Ø 840 mm 18 t / essieu BOGIE Y27 roues Ø 920 mm 22,5 t / essieu BOGIE Y33 roues Ø 840 mm 18 t / essieu Le wagon Modalohr présente la particularité d être équipé de bogies de types différents : - des bogies «bas et légers» types Y33 (avec roues de Ø 840 mm) aux extrémités - un bogie «haut et lourd» type Y27 (avec roues de Ø 920 mm) au milieu Cette disposition de bogies est nécessaire pour permettre le transport de semi-remorques MégaTrailers sur un wagon double dans le gabarit GB1 (avec un gabarit bas GI3). En effet, pour autoriser le transport des semi-remorques MégaTrailer dans le gabarit GB1, il est nécessaire d avoir des bogies «bas» aux extrémités pour pouvoir les insérer en dessous du porteà-faux avant des semi-remorques. Or les semi-remorques MégaTrailers ont un pivot d attelage à une hauteur très basse de 870 mm (suspensions dégonflées) qui empêche l utilisation de bogies plus classiques du type Y25. Mais le même bogie Y33 ne peut pas être utilisé au milieu car, du fait qu il se situe au droit de l articulation centrale du wagon double, il doit supporter la charge d une partie des deux coques du wagon d où des charges à l essieu plus importantes incompatibles avec ce bogie. Le bogie central est placé entre les deux extrémités arrières des semi-remorques et non pas en dessous de celles-ci car les pare-chocs arrières très bas l empêchent. Le bogie central peut donc être «haut» mais doit supporter de «lourdes» charges, d où l obligation d utiliser un bogie du type Y27. Le wagon Modalohr est le seul wagon actuellement sur le marché et homologué à offrir cette architecture de wagon double à deux types de bogies nécessaire pour exploiter un service d Autoroute Ferroviaire sur ligne au gabarit GB1 dans des conditions économiques acceptables. 5

6 Afin de rester dans l esprit de simplicité et même de «rusticité» des wagons de fret qui est le garant d une bonne fiabilité et d un faible coût d entretien, les wagons Modalohr ne sont pourvus d aucun vérin ou moteur de puissance pour la rotation et l ouverture des wagons. L ensemble des actionneurs de puissance nécessaires au déverrouillage et au pivotement des coques d un wagon, sont situés à poste fixe sur les terminaux. Ces terminaux sont décrits au chapitre 9. Un wagon Modalohr est simplement un assemblage de structures mécaniques séparables ou solidarisables entre elles. Néanmoins les pièces principales de structures sont de formes et de constructions complexes en raison des nombreuses contraintes dimensionnelles et mécaniques. 6

7 Différents types de wagons Modalohr Il existe deux générations de wagons Modalohr : - Les wagons Modalohr AFA permettant le transport soit de semi-remorques seules, soit de deux tracteurs routiers par coque (dont un «gerbé»). Il s agit de la 1 ère génération de wagons homologuée en Les wagons Modalohr NA optimisés pour le transport de semi-remorques seules (Non- Accompagnées). Il s agit de la 2 ème génération de wagons homologuée en Les wagons NA présentent les différences suivantes par rapport aux wagons AFA : - suppression du gerbeur permettant le chargement d un 2 ème tracteur par coque, du fait de la spécialisation des wagons pour le transport exclusif de semi-remorques. Ceci entraîne un allègement de la tare du wagon d environ 1 t. - plancher de chargement des semi-remorques plus bas de 19 mm par rapport au plancher des wagons AFA. - Equipement d un nouveau Système de Verrouillage du Pivot d Attelage garantissant le maintient des semi-remorques même sous l effet de vents latéraux pouvant aller jusqu à 130 km/h. 7

8 Chaque génération de wagon comprend deux types de wagons : - Les wagons d extrémités (Modalohr AFA type 4 et Modalohr NA1) comportent une extrémité équipée d un attelage classique UIC à tampons et l autre extrémité avec une barre d attelage centrale. Ces wagons sont placés à chaque extrémité d une rame de wagons Modalohr. - Les wagons intermédiaires (Modalohr AFA type 2 et 3 et Modalohr NA2) comportent aux deux extrémités une barre d attelage centrale sécable. Ces wagons sont placés à l intérieur d une rame de wagons Modalohr entre les wagons d extrémités. Les barres d attelage offrent l avantage par rapport à des attelages classiques à tampons de réduire la longueur inutile des wagons ainsi que la tare des wagons, et d améliorer la tenue aux Efforts Longitudinaux de Compression. Ces attelages prédisposent très favorablement les wagons Modalohr pour la constitution de trains longs (voir chapitre 5 ci-après). Il est à noter que les wagons Modalohr sont actuellement les seuls wagons à circuler en train complet homogène sur le Réseau Ferré National français avec des barres d attelage centrales. Ces barres ainsi que leur montage sur les wagons Modalohr ont fait l objet d essais d homologation en 2002 et sont intégrées dans les autorisations de circulation délivrées aux wagons Modalohr. 8

9 Gabarits ferroviaires des wagons Modalohr Gabarit haut : Les wagons Modalohr respectent le gabarit GB1 de la fiche UIC 506 avec un chargement de semiremorques respectant les dimensions admissibles indiquées au chapitre 3.5 du présent document. La note de calcul démontrant ce respect du gabarit GB1 a été approuvée par l EPSF après approbation d un Organisme Technique Indépendant. Gabarit bas : Les parties basses des wagons Modalohr respectent le gabarit GI3 de la fiche UIC 506. La note de calcul démontrant ce respect du gabarit GI3 a été approuvée par l EPSF après approbation d un Organisme Technique Indépendant. Circulation d un wagon Modalohr respectant les gabarits ferroviaires GB1 et GI3 sur la ligne Bettembourg Le Boulou (mars 2007) Gabarit haut GB1 Gabarit bas GI3 9

10 Verrouillage des semi-remorques sur les wagons La sécurité ferroviaire impose qu un dispositif garantisse le verrouillage de la semi-remorque sur le wagon même dans les conditions les pires. Ces conditions sont : retenir par le seul dispositif de verrouillage une semi-remorque à charge maximum dont les freins sont inopérants, lors d un freinage d urgence du train. Ce dispositif de verrouillage est un élément crucial des wagons d Autoroute Ferroviaire dont la solution technique est ardue car il doit d une part offrir une grande résistance aux conditions les pires énoncées précédemment et d autre part s adapter à une infinitée de positions du pivot et de configurations des semi-remorques. Les wagons Modalohr offrent deux alternatives techniques pour ce dispositif de verrouillage : a) Les wagons Modalohr AFA sont équipés de «gerbeurs». Ces gerbeurs assurent deux fonctions : d une part le gerbage (levage de l essieu arrière du tracteur) d un des deux tracteurs routiers sur une coque lorsque celle-ci est chargée de tracteurs, et d autre part le verrouillage du pivot d attelage de la semi-remorque lorsque la coque celle-ci est chargée d une semi. b) Les wagons Modalohr NA sont équipés de Système de Verrouillage du Pivot d Attelage (SVPA). Le SVPA assure uniquement la fonction verrouillage du pivot d attelage de la semi-remorque. Mais il offre un gain de poids important par rapport au gerbeur (1 t par wagon) ainsi qu un maintien des semi-remorques sous l effet de vents latéraux pouvant aller jusqu à 130 km/h. Dans les deux cas ces deux dispositifs de verrouillage offrent des performances élevées : - garantie du maintien d une semi-remorque à charge maximum de 38 t non freinée, avec une reprise de charge verticale de 13 t au pivot et lors d un freinage d urgence du train. - Adaptation du dispositif à une infinité de positions du pivot de la semi-remorque comprises dans les plages suivantes : ± 20 cm en longitudinal, ± 15 cm en vertical et ± 7 cm en transversal. L adaptation du dispositif à la position réelle du pivot de la semi-remorque est réalisée automatiquement lors de la fermeture de la coque du wagon. 10

11 Verrouillage des coques des wagons Des verrous de sécurité garantissent l impossibilité d ouverture d une coque d un wagon en dehors d un terminal spécialisé. Les coques ne peuvent être déverrouillées que par le branchement d une alimentation pneumatique indépendante du circuit de freinage du wagon. Cette alimentation par un flexible pneumatique entraîne le retrait des verrous de sécurité et permet l ouverture de la coque. Système de freinage des wagons Les wagons Modalohr sont équipés de deux groupes de freinage avec relais autovariables permettant d adapter la puissance de freinage en fonction de la charge réelle du wagon. Les bogies d extrémités (Y33) sont équipés de cylindres de frein intégrés aux bogies et de semelles composites. Le bogie central (Y27) est équipés de cylindres de frein intégrés aux bogies, de disques de frein et de semelles fonte actuellement (pour offrir une garantie de shuntage des circuits de voies). Les études de remplacement de ces semelles fontes par des semelles composites adaptées sont en cours. Cet équipement de freinage permet au wagon d être homologué pour circuler en charge maximum à la vitesse de 120 km/h. Tous les wagons Modalohr sont conçus et prédisposés pour recevoir un système de Freinage Electropneumatique (place déjà prévue et réservée pour le passage d une Conduite Principale pneumatique et d un câblot électrique). Cette conception prédispose très favorablement les wagons Modalohr pour la constitution de trains longs ou de trains plus rapides (voir chapitre 5 ciaprès). 11

12 Option : Dispositif de chargement de conteneurs ou caisses mobiles sur le wagon Modalohr En option, les wagons Modalohr peuvent être équipés d un dispositif permettant le chargement de conteneurs ou caisses mobiles seules. La manutention de ces Unités de Transport Intermodal est effectuée par les engins conventionnels de manutention du Transport Combiné (grue sur pneu «reachstacker» ou portique). Cette option consiste à ajouter des dispositifs de chevilles ISO escamotables. Côté bogie d extrémité Y33, il s agit de chevilles qui s escamotent individuellement par rotation à 180 dans la structure. Côté bogie central, les chevilles ISO sont installées sur une barre qui s escamote au dessus du bogie par rotation. Ce dispositif permet de transporter dans le gabarit GB1 sur une coque d un wagon Modalohr les Unités de Transport Intermodal suivantes : - Conteneur ISO 1A et 1AA de 40 et 30 t maximum - Conteneur High Cube de 40 et 45 et 35 t maximum - Conteneur Super High Cube de 45 et 35 t maximum - Caisse Mobile A 1219, A 1250 et A 1360 et 36 t maximum Le plan de pose des conteneurs et caisses mobiles sur les chevilles est à la hauteur de 1100 mm par rapport au niveau du rail, soit 50 à 75 mm plus bas qu un wagon porte conteneurs classique. 12

13 3.2) Données techniques des wagons Modalohr Caractéristiques identiques et communes aux wagons Modalohr AFA et NA Architecture : wagon double articulé reposant sur 3 bogies Entraxe pivots de bogies : mm Disposition des bogies : bogies Y33 Assi à chaque extrémité, bogie Y27 Lssi-D au milieu Largeur maximale wagon : 3095 mm Hauteur du plancher des coques par rapport au rail (à vide) : 200 mm Rayon minimal d'inscription en courbe : 150 m Vitesse de service maximale autorisée : 120 km/h Bogie Y33 Assi : Empattement bogie : 2000 mm Diamètre des roues neuves : 840 mm Masse maximum par essieu : 18 t à 100 km/h et 17 t à 120 km/h Frein : cylindres de frein intégrés et semelles frittées W30 Bogie Y27 Lssi-D : Empattement bogie : 1800 mm Diamètre des roues neuves : 920 mm Masse maximum par essieu : 22,5 t à 120 km/h Frein : cylindres de frein intégrés et semelles fontes + disques avec garnitures composites Caractéristiques spécifiques au wagon Modalohr NA1 d extrémité Longueur hors tout : 33,87 m Tare : 42,2 t Tendeur d attelage UIC : 135 t Caractéristiques spécifiques au wagon Modalohr NA2 intermédiaire Longueur hors tout : 32,94 m Tare : 41,22 t 13

14 3.3) Capacités de chargement des wagons Modalohr Les camions utilisant l Autoroute Ferroviaire bénéficient d une dérogation à 44 t dans un rayon de 150 km autour d un terminal. Grâce à cette dérogation, les transporteurs peuvent disposer de 4 t de charge utile payante supplémentaire par rapport au trajet identique par la route. Les semiremorques utilisant cette dérogation atteignent une masse comprise entre 34 et 38 t (tare d un tracteur comprise entre 6 et 7,5 t). Le retour d expérience de l exploitation de l Autoroute Ferroviaire Alpine montre que plus de 40% des semi-remorques transportées présentent une masse supérieure à 34 t (dans le cadre de la dérogation à 44 t). Pour qu un service d Autoroute Ferroviaire puisse transférer un nombre important de camions sur le rail et offrir un avantage concurrentiel à la route important grâce cette dérogation à 44 t, il est impératif de pouvoir charger des semi-remorques de masse supérieur à 34 t et jusqu à une masse maximum de 38 t. Le wagon Modalohr autorise le transport de semi-remorques de masse maximum 38 t. Cela avec toutes les répartitions de masse possibles entre une masse maximum de 13 t sur le pivot d attelage et de 25 t sur le tridem jusqu à une masse maximum de 27 t sur le tridem et de 11 t sur le pivot d attelage. Il est à noter que certaines dimensions extrêmes d empattements des semi-remorques (empattement très court ou très long) peuvent réduire la masse maximum admissible. Un abaque et un logiciel de calcul sont fournis avec les wagons Modalohr pour déterminer les éventuelles réductions à appliquer. 14

15 3.4) Nature des chargements possibles sur les wagons Modalohr Le wagon Modalohr peut transporter une grande variété de chargements possibles. Ainsi un wagon Modalohr peut transporter : a) Deux semi-remorques routières respectant les dimensions des Directives Européennes b) Une semi-remorques et deux tracteurs routiers pour le transport de camions complets c) Deux caisses mobiles ou conteneurs de 40 ou 45 à charge maximum (35 t) d) Tout véhicule routier chargé sur la surface de la coque (avec calage approprié) Tous ces chargements peuvent être mixés sur un même wagon ; par exemple une coque d un wagon double peut être chargée d une semi-remorque, et la coque adjacente peut être chargée d un conteneur. 15

16 3.5) Dimensions admissibles des semi-remorques transportées dans le gabarit GB1 a) Hauteur maximum des semi-remorques admissibles sur le wagon Modalohr Le wagon Modalohr permet le transport dans le gabarit GB1 de semi-remorques de hauteurs suivantes : Type de semi-remorque Hauteur maximum de la semi-remorque sur wagon Modalohr (avec suspensions pneumatiques dégonflées, semi-remorque centrée) HD Soit une Hauteur maximum de la semi-remorque sur route (suspensions gonflées : hauteur remontée de 50 à 100 mm) HR Semi-remorque CARGO vide (Largeur 2,55 m, masse 7 t) 3977 mm 4,03 à 4,08 m Semi-remorque CARGO à charge maxi (Largeur 2,55 m, masse 38 t) 4000 mm 4,05 à 4,10 m Semi-remorque FRIGO vide (Largeur 2,60 m, masse 7 t) 3973 mm 4,02 à 4,07 m Semi-remorque FRIGO à charge maxi (Largeur 2,60 m, masse 38 t) 3996 mm 4,04 à 4,09 m Semi-remorque sur route Semi-remorque sur wagon 16

17 b) Longueur maximum des semi-remorques admissibles sur le wagon Modalohr Le wagon Modalohr permet le transport dans le gabarit GB1 de : semi-remorques de 14,04 m de longueur maximum. Ce point est important car il conditionne l admissibilité des semi-remorques Frigorifiques pour lesquelles il faut tenir compte de l encombrement du groupe générateur frigorifique situé à l avant de ces semi-remorques. c) Largeur maximum des pneumatiques des semi-remorques admissibles sur Modalohr Le wagon Modalohr permet le transport de véhicules routiers et de semi-remorques : de 2,55 m de largeur extérieure maximum des flans des pneumatiques. Ce point est particulièrement important car il conditionne l admissibilité des semi-remorques récentes et des MégaTrailers équipées de pneus larges taille basse (par exemple 445/45R19,5). Des essais ont montrés qu un profil de coque inadapté ou présentant une largeur inférieure à 2,50 m entraine une détérioration des pneumatiques des semi-remorques chargées et un soulèvement des pneumatiques des semi-remorques vides. Profil coque Modalohr adapté Profil coque inadapté : Décollement des pneus avec semi-remorques vide 17

18 d) Largeur maximum des semi-remorques admissibles sur le wagon Modalohr Le wagon Modalohr permet le transport dans le gabarit GB1 de : semi-remorques de 2,60 m de largeur maximum. Ce point est important car il conditionne l admissibilité des semi-remorques Frigorifiques qui représentent un peu plus de 10% du parc routier européen. e) Longueurs d empattements des semi-remorques admissibles sur le wagon Modalohr Le wagon Modalohr permet le transport de semi-remorques ayant : une longueur d empattement comprise entre 5,5 m et 8,2 m Ce point est important car il conditionne l admissibilité des semi-remorques Citernes qui représentent un peu moins de 10% du parc routier européen. L empattement d une semi-remorque est la distance longitudinale entre le pivot d attelage et le milieu du tridem ou tandem. Chargement de semi-remorque citerne d empattement 5,5 m sur Modalohr 5,5 m Chargement de semi-remorque pulvérulente d empattement 8,2 m sur Modalohr 8,2 m 18

19 f) Hauteurs de pivot d attelage des semi-remorques admissibles sur le wagon Modalohr Le wagon Modalohr permet le transport de semi-remorques ayant : une hauteur de pivot d attelage comprise entre 870 mm et 1200 mm (semi-remorques avec suspensions pneumatiques dégonflées). La hauteur minimum admissible du pivot d attelage de 870 mm est impérative pour pouvoir transporter des semi-remorques MégaTrailer. Chargement sur Modalohr de semi-remorques classiques (hauteur pivot 1100 mm) Chargement sur Modalohr de semi-remorques MégaTrailer (hauteur pivot 870 mm) 19

20 g) Conclusions sur l aptitude du wagon Modalohr à charger des semi-remorques MégaTrailer Les semi-remorques de type MégaTrailer représentent une part de plus en plus importante du parc routier européen. Pour qu un service d Autoroute Ferroviaire puisse transférer un nombre important de camions sur le rail, il est impératif de pouvoir charger ce type de semi-remorques. Ces semi-remorques MégaTrailer présentent les caractéristiques techniques suivantes : - Hauteur du plancher en position route : 1000 mm, Hauteur intérieure : 2950 à 3000 mm - Hauteur de sellette minimum de 950 mm sur route, soit 870 mm suspensions dégonflées sur wagon - Dimensions des pneumatiques : 445/45R19,5 avec une largeur extérieure entre flans des pneus de 2550 mm A ce jour, le wagon Modalohr est le seul matériel à avoir démontré en conditions réelles d exploitation son aptitude à charger des semi-remorques MégaTrailer dans le gabarit GB1. 20

21 3.6) Compatibilité des wagons Modalohr avec les Autoroutes Ferroviaires déjà existantes Les wagons Modalohr présentent l avantage d être compatibles avec les deux lignes d Autoroute Ferroviaire existantes en France (sous réserve d adaptations mineures sur les terminaux concernant l AFA). De ce fait la mise en œuvre de l Autoroute Ferroviaire Atlantique avec le système Modalohr rend possible la création de nouvelles relations d Autoroute Ferroviaire sans investissements nouveaux pour les terminaux. L Autoroute Ferroviaire Atlantique implique la réalisation de terminaux à Lille, Paris et Bayonne. Ainsi, avec le système Modalohr, il serait possible de créer les nouvelles liaisons suivantes : - Paris Turin (terminal d Orbassano de l AFA) - Paris Perpignan (terminal du Boulou de Lorry-Rail) - Lille Turin (terminal d Orbassano de l AFA) - Lille Perpignan (terminal du Boulou de Lorry-Rail) 21

22 4 ) Références des wagons Modalohr 4.1) L Autoroute Ferroviaire Alpine Les wagons Modalohr sont en service commercial sur l Autoroute Ferroviaire Alpine (AFA) entre Aiton et Orbassano depuis 5 ans (novembre 2003). Un parc de 35 wagons doubles (70 poches) a été livré pour ce service. Description de l utilisation des wagons Modalohr AFA : Les wagons Modalohr AFA sont utilisés pour composer deux rames de 11 wagons doubles. Chaque rame réalise chaque jour ouvrable 4 trajets entre Aiton et Orbassano 5 jours sur 7. Les rames stationnent environ 1h40 sur les terminaux avant de repartir pour un trajet en sens inverse. Un camion peut se présenter à l entrée du terminal jusqu à 35 minutes avant le départ du train. A destination, les premiers camions quittent le terminal environ 15 minutes après l arrivée du train. Lors de retard du train à l arrivée dû à des travaux sur la ligne, il a été constaté à plusieurs reprises un temps total de déchargement puis de rechargement du train de moins de 40 minutes. Ces temps réduits prouvent la performance et l efficacité du système Modalohr dans les opérations de transbordement grâce au chargement horizontal et latéral qui permet de réaliser les opérations simultanément. 22

23 En 5 ans ces wagons ont été utilisés de façon intensive, puisqu ils ont parcouru plus de km et que plus de opérations d ouverture et fermeture des coques des wagons ont été effectuées. La partie désolidarisation et pivotement de la coque, la plus innovante du wagon Modalohr, a prouvée sa bonne conception grâce à une excellente fiabilité démontrée en exploitation réelle sur ces 5 années et dans des conditions climatiques particulièrement difficiles (neige, -20 C). Jusqu à ce que les travaux d agrandissement du tunnel du Mont-Cenis soient terminés, ces wagons transportent essentiellement des semi-remorques citernes. Les semi-remorques citernes présentent la difficulté d avoir une très grande variété de formats et configurations. Les wagons Modalohr AFA ont prouvé leur aptitude à charger tous les types de semi-remorques citernes, aussi bien les citernes courtes d empattement 5,5 m que les citernes pulvérulentes longues d empattement 8,2 m. Grâce à leur plancher de chargement ultra bas, les wagons Modalohr permettent le chargement de semi-remorques citernes de grand volume ou de bennes dans le gabarit actuel P30/C30 très réduit de la ligne. La validité du concept Modalohr de structures désolidarisables a été vérifiée par le kilométrage important des wagons réalisé sur un parcours ferroviaire extrêmement difficile ; en effet les wagons Modalohr de l AFA effectuent des trajets exclusivement sur ligne de montage avec des fortes rampes (33%o) et des courbes serrées à raison de 4 fois par jour et en étant quasiment en permanence très proche de la charge maximum (plus de 40% des semi-remorques transportées présentent une masse supérieure à 34 t). Aucun autre wagon en Europe ne subit des conditions d exploitation aussi sévères. 23

24 4.2) L Autoroute Ferroviaire Perpignan Luxembourg Les wagons Modalohr sont en service commercial sur l Autoroute Ferroviaire Lorry-Rail entre Bettembourg et Le Boulou depuis plus d un an (septembre 2007). Un parc de 45 wagons doubles (90 poches) a été livré pour ce service. Les wagons Modalohr NA sont utilisés pour composer deux rames de 20 wagons doubles (680 m). Ces rames effectuent quotidiennement un trajet de 1000 km ; ainsi en seulement un an les wagons ont déjà parcourus plus de km sans aucun problème technique. Ces wagons sont les seuls à avoir prouvé leur aptitude à pouvoir charger les semi-remorques de type MégaTrailer malgré des cas difficiles rencontrés fréquemment sur les trains Lorry-Rail. Exemple de chargement de semi-remorques MégaTrailer sur un train Lorry-Rail 24

25 5 ) Prédisposition des wagons Modalohr à la constit ution de trains longs ou de trains plus rapides 5.1) Prédisposition des wagons Modalohr à la constitution de trains longs Les wagons Modalohr sont particulièrement bien prédisposés pour la constitution de trains longs (1000m ou plus). En effet, de par leur architecture et leur conception moderne les wagons Modalohr sont particulièrement bien adaptés pour la formation de trains de grande longueur. Concernant le matériel roulant, les principales problématiques à étudier pour constituer des trains longs sont la gestion des Efforts Longitudinaux de Compression (ELC) et des Efforts Longitudinaux de Traction (ELT) dans une rame. Les différentes dispositions de freinage génèrent des ELC et ELT plus ou moins importants dans une rame, et les wagons constituant cette rame ont une aptitude plus ou moins grande à supporter ces efforts. Les attelages entre wagons sont particulièrement cruciaux dans l aptitude des wagons d un train long à supporter ces ELC. Le wagon Modalohr étant un wagon double articulé son architecture est particulièrement favorable aux trains longs puisqu elle divise par deux le nombre d attelages dans une rame par rapport à un wagon classique. Tous les wagons intermédiaires d une rame Modalohr étant reliés entre eux par des barres d attelage centrales, leur aptitude à supporter les ELC est quasiment deux fois plus élevée que celle d un wagon classique à tampons! Les wagons Modalohr sont donc mieux prédisposés que les wagons classiques à tampons pour constituer des trains longs. Il est à noter que les wagons Modalohr sont actuellement les seuls wagons à circuler en train complet homogène sur le Réseau Ferré National français avec des barres d attelages centrales. 25

26 Ces barres ainsi que leur montage sur les wagons Modalohr ont fait l objet d essais d homologation en 2002 et sont intégrées dans les autorisations de circulation délivrées aux wagons Modalohr. L installation de telles barres sur des wagons classiques à tampons est envisageable mais nécessite des essais et des autorisations d exploitation de l EPSF, d où des délais et coûts non négligeables. Afin de faciliter l exploitation et permettre des groupages ou dégroupages de demi-rames ou blocs de wagons Modalohr, des wagons d extrémités type Modalohr NA1 pourront être insérés en milieu de trains longs car ils sont déjà conçus et prédisposés pour recevoir un Attelage Automatique Choc et Traction (AACT) de type UNILINK. Cet attelage reste néanmoins compatible avec un attelage classique UIC à tampons. Cela permet d atteler les wagons NA1 d extrémité à n importe quelle locomotive, mais les wagons NA1 situés en milieu de train sont reliés entre eux uniquement par les Attelages Automatiques sans recourir aux tampons. Ceci permet de garantir une excellente résistance aux Efforts Longitudinaux de traction et Compression Les wagons Modalohr ont déjà été intégrés dans les études commandées par RFF au Centre d Ingénierie du Matériel de la SNCF afin d étudier les conditions techniques de mise en œuvre de trains longs sur le réseau français. Les premiers résultats de ces études sont attendus pour la fin de l année ) Prédisposition des wagons Modalohr à la constitution de trains plus rapides Les wagons Modalohr sont déjà autorisés à circuler à la vitesse maximum de 120 km/h. Les barres d attelages centrales équipant les wagons intermédiaires Modalohr acceptent des Efforts Longitudinaux de Compression nettement supérieurs aux attelages classiques et permettent ainsi d envisager des trains de 750 m de longueur circulant à 120 km/h avec le régime de freinage voyageur nécessaire au respect des distances d arrêt. Pour mémoire actuellement, la longueur et le tonnage des trains de fret circulant à 120 km/h sont limités à 500 m et 1500 t. En cas de besoin, les wagons Modalohr sont conçus et prédisposés pour recevoir un système de Freinage Electropneumatique (place déjà prévue et réservée pour le passage d une Conduite Principale pneumatique et d un câblot électrique sur tous les wagons Modalohr). Une vitesse de circulation de 140 km/h pourrait être techniquement atteinte par les wagons mais les limites de charges par essieu en fonction de la vitesse actuellement en vigueur sur le Réseau Ferré National français ne permettraient pas d offrir des charges utiles satisfaisantes pour les transporteurs routiers. Une révision de ces limites serait donc nécessaire pour une vitesse de cet ordre. 26

27 6 ) Composition d une rame de wagons Modalohr Pendant la «période intermédiaire» où les trains devront circuler par l itinéraire alternatif en ayant recours à de la traction thermique, la composition optimale des trains d Autoroute Ferroviaire Modalohr serait la suivante : 23,02 m 726,54 m 1 locomotive thermique type CC ex : EMD Class 66 ou Vossolh Euro wagons doubles Modalohr (2 wagons d extrémités NA1 encadrant 20 wagons intermédiaires NA2) 749,56 m 6.1) Caractéristiques et capacités de transport d une rame de wagons Modalohr A) Longueur de la rame Longueur d un wagon double Modalohr d extrémité : 33,87 m x 2 wagons/rame Longueur d un wagon double Modalohr intermédiaire : 32,94 m x 20 wagons/rame Longueur totale de la rame Modalohr : 726,54 m Soit une longueur unitaire de 16,51 m par semi-remorque (44 semi/rame) Longueur locomotive CC modèle EMD JTC42WCRM (Class 66) : Longueur locomotive CC modèle Vossolh EURO 4000 : 21,35 m 23,02 m Longueur totale de la rame avec locomotive : 23, ,54 m = 749,54 m La longueur totale de la rame avec locomotive est compatible avec la longueur maximum de 750 m des voies de garages actuelles du Réseau Ferré National. B) Tare de la rame Tare d un wagon double Modalohr d extrémité : Tare d un wagon double Modalohr intermédiaire : Tare totale de la rame Modalohr : 42,2 t x 2 wagons/rame 41,22 t x 20 wagons/rame 908,80 t Soit une tare unitaire de 20,65 t par semi-remorque (44 semi/rame) 27

28 C) Masse tractée maximum de la rame La masse tractée maximum est obtenue avec un chargement à 100% de semi-remorques seules de masse moyenne 27 t (masse moyenne observée sur les semi-remorques transportées par l Autoroute Ferroviaire Perpignan Luxembourg). Charge Utile transportée : 44 semi-remorques x 27 t / semi. = 1188,00 t Tare totale d une rame Modalohr de 22 wagons doubles = 908,80 t Masse tractée maximum de la rame = 2096,80 t Cette masse maximum de la rame est compatible avec les capacités de traction maximum des locomotives thermiques type CC citées précédemment pour le profil de la ligne par l itinéraire alternatif. En effet, l itinéraire alternatif présente des rampes maximum de 10%o. Or les locomotives GM-EMD de type JTC42WCRM et VOSSOLH de type EURO 4000 offrent une capacité de traction de 2120 t en rampe de 10%o. D) Capacité de transport de la rame Une rame de 22 wagons doubles Modalohr présente 44 poches offrant les capacités maximums suivantes : - soit 44 semi-remorques seules (trafic à 100% non-accompagné) - soit 38 véhicules : 26 semi seules + 12 camions complets (trafic à 70% nonaccompagné, taux identique à l AFA) - soit 29 camions complets (trafic à 100% accompagné) 6.2) Niveau d émissions sonores d une rame de wagons Modalohr Dans le cadre de mesures d environnement sonore général en Vallée de Maurienne en 2003, un laboratoire d acoustique a relevé qu un train de wagons Modalohr de l AFA émettait un niveau sonore inférieur de 5 db à celui d un train de fret classique. Des mesures de niveau sonore effectuées en ligne dans des conditions très proches de celles de la norme ont montrées que les wagons Modalohr NA actuellement en service sur l Autoroute Ferroviaire Perpignan Luxembourg, émettent un niveau sonore maximum mesuré au sonomètre de 83,5 dba, soit très proche de la limite fixée par la Spécification Technique d Interopérabilité Bruit (83 dba). Pour rendre le wagon Modalohr totalement conforme à la STI Bruit, seules les semelles fontes équipant le bogie central Y27 sont à remplacer par des semelles composites. En effet, les bogies d extrémités Y33 sont déjà équipés de semelles composites. Les études visant à remplacer les semelles fonte du bogie Y27 par des semelles composites ont été engagées. 28

29 7 ) Homologation et autorisations de circulation de s wagons Modalohr Du fait de leur architecture entièrement nouvelle (structure wagon séparable et deux types de bogies différents pour optimiser le chargement), les wagons Modalohr ont effectué la totalité des essais d homologation nécessaires pour prouver leur conformité aux normes en vigueur. Ces essais, très lourds financièrement et ayant un fort impact sur le planning de démarrage, ont nécessité la réalisation de deux wagons de présérie et se sont étalés tout au long de l année Ils ont été réalisés entièrement par l Agence d Essais Ferroviaire. Illustration d une partie des nombreux essais effectués sur les wagons Modalohr : Essais de traction-compression Mesure du coefficient Essais dynamiques en ligne sur banc à Vitry de souplesse (gabarit) Les wagons Modalohr type AFA ont reçu leur autorisation de mise en exploitation commerciale le 23 avril 2003 par la DGMT. Les wagons Modalohr type AFA sont également autorisés à circuler en Italie sur la ligne Modane Torino-Orbassano depuis le 18 avril 2003 par CESIFER. Les wagons Modalohr type NA ont reçu leur autorisation de mise en exploitation commerciale le 14 août 2007 par l Etablissement Public de Sécurité Ferroviaire (EPSF). Une autorisation complémentaire concernant le transport de Véhicules Utilitaires a été délivrée le 28 mai 2008 par l EPSF. Les wagons Modalohr type NA sont également autorisés à circuler sur le réseau Luxembourgeois sur les lignes dégagées au gabarit bas depuis le 14 août Les wagons Modalohr étant déjà autorisés à circuler sur le Réseau Ferré National par l EPSF, il n y aurait donc aucun délai de ce type de nature à retarder le démarrage du service d Autoroute Ferroviaire Atlantique. D éventuels compléments d autorisation (pour l ajout du transport de conteneur, ou pour les composants d aptitude aux trains longs), pourraient être traités par dossier de calcul et en temps masqué par rapport à la production des wagons. 29

30 8 ) Production industrielle des wagons Modalohr 8.1) Délais de production des wagons Modalohr Dans les conditions actuelles, ce sont les délais d approvisionnement des composants principaux des wagons (essieux, bogies, fonderies, système de freinage, etc ) qui conditionnent les délais de production des wagons Modalohr. Ainsi à partir du moment où la commande ferme est signée, le délai de sortie d usine du premier wagon de cette commande est d environ 11 mois (les délais d approvisionnement les plus longs étant d environ 10 mois). La cadence de production et de sortie d usine des wagons dépend ensuite du nombre total de wagons en commande ferme (voir paragraphe 8.2 ci-après). 8.2) Capacité de production des wagons Modalohr Les moyens mis en œuvre pour produire les wagons dépendent économiquement du nombre total de wagons en commande ferme. Ainsi, en l état actuel, les cadences de production en fonction nombre de wagons doubles Modalohr en commande ferme sont les suivantes : - 2 wagons doubles par semaine pour une commande inférieure ou égale à 50 wagons. Cette cadence représente l équivalent de 4 poches par semaine, soit environ 180 poches produites par an (90 wagons doubles Modalohr par an). - 3 wagons doubles par semaine pour une commande d environ 100 wagons. Cette cadence représente l équivalent de 6 poches par semaine, soit environ 280 poches produites par an (140 wagons doubles Modalohr par an). - 4 wagons doubles par semaine pour une commande supérieure à 100 wagons. Cette cadence représente l équivalent de 8 poches par semaine, soit environ 370 poches produites par an (180 wagons doubles Modalohr par an). Pour une commande d un volume de wagon nettement supérieur à 100 wagons les cadences peuvent être encore augmentées. 30

31 8.3) Date-butoir de notification d une commande pour un lancement du Service au 1 er octobre 2010 La quantité de wagons nécessaire pour débuter un service minimal d un aller et retour par jour, nécessitant deux rames et leur réserve est de 48 wagons doubles Modalohr répartis comme suit : - 2 rames de 22 wagons doubles (726 m, voir chapitre 6) = 44 wagons en services - Wagons de réserve (2 wagons NA1 et 2 wagons NA2) = 4 wagons en réserve Nombre total de wagons nécessaires = 48 wagons Modalohr a) Dans le cadre d une commande portant seulement sur 48 wagons doubles, la cadence de production serait de 2 wagons par semaine, soit 24 semaines pour produire le nombre de wagons nécessaire auxquelles il faut ajouter les 11 mois de démarrage de production (voir paragraphe 8.1). Soit un délai total de 17 mois pour livrer 48 wagons doubles (96 coques). Dans cette hypothèse, pour un lancement du Service au 1 er octobre 2010 avec 2 rames, la date-butoir de notification d une commande serait le 1 er mai b) Dans le cadre d une commande ferme portant sur au moins 120 wagons doubles, la cadence de production serait de 4 wagons par semaine, soit 12 semaines pour produire le nombre de wagons nécessaire au démarrage auxquelles il faut ajouter les 11 mois de démarrage de production. Soit un délai total de 14 mois pour livrer 48 wagons doubles. Dans cette hypothèse, pour un lancement du Service au 1 er octobre 2010 avec deux rames, la date-butoir de notification d une commande serait le 1 er juillet Il est à souligner que le groupe LOHR et la société MODALOHR prépare la création d une structure de location des wagons Modalohr permettant de faciliter la mise à disposition rapide et le financement des wagons. Dans le but de sécuriser la date de lancement du Service au 1 er octobre 2010, l Etat pourrait apporter sa garantie couvrant le nombre de wagons nécessaires au Service d autoroute ferroviaire Atlantique. La structure de location créée par le groupe LOHR pourrait alors, en ayant cette garantie, lancer la production de wagons sans attendre d avoir de commande de l exploitant qui sera retenu à l issu de l Appel d Offre du Service d autoroute ferroviaire Atlantique. 31

32 8.4) Conditions financières de livraison des wagons Modalohr Les conditions financières de livraison des wagons Modalohr seront négociées directement avec l acquéreur des matériels roulants. Celles-ci dépendent du nombre total de wagons en commande ferme, des options techniques choisies, des modalités de livraisons, etc A titre indicatif, la commande des 45 wagons Modalohr livrés à l exploitant Lorry-Rail pour l Autoroute Ferroviaire Bettembourg Le Boulou a été contractualisée en 2006 sur la base d un prix de Hors Taxes par coque de chargement. Soit un prix de Hors Taxes par wagon double. Ce prix incluait : - La fourniture des wagons - L obtention des autorisations de circulations des wagons (Dossiers de Sécurité EPSF) - La livraison sur site à Bettembourg (incluant les contraintes d acheminement liées au gabarit bas) - La mise en service des matériels - La formation des personnels Lorry-Rail et de leurs sous-traitants - L assistance technique pendant toute la période de démarrage du service (présence permanente de personnels Modalohr sur les terminaux pendant les premières semaines d exploitation) - La mise à disposition d un stock de pièces détachées de première nécessité - La documentation technique d exploitation et de maintenance des wagons Il est à noter que du fait de la grande expérience de Modalohr en matière d Autoroute Ferroviaire issue de sa participation active à la création et au lancement des deux premières lignes d Autoroute Ferroviaire françaises, la société Modalohr est en mesure d apporter une assistance gracieuse pendant toute la durée de montage et du démarrage du Service sur un grand nombre de domaines (techniques, exploitation, maintenance, contrôle de gabarit, maintenance, etc ). Cette participation active de Modalohr dans le montage du projet est de nature à sécuriser le bon fonctionnement du Service dès le début en évitant de reproduire les erreurs du passées. 8.5) Engagements de Modalohr relatifs aux risques de mise à disposition Les wagons Modalohr ayant déjà été produits en série et déjà autorisés à circuler, les risques ou retards de mise à disposition des wagons sont à la base très limités par rapport à d autres matériels au stade de projet ou prototype. Comme cela a déjà été le cas pour les contrats précédents, Modalohr est prêt à prendre des engagements en vue de couvrir les risques attachés à la mise à disposition des wagons, sous forme de pénalités de retards aussi bien sur les délais de livraison des wagons que sur les délais d obtention des autorisations de circulations des wagons. 32

33 9 ) Les Terminaux de chargement Modalohr 9.1) Caractéristiques d un terminal Modalohr L ouverture des coques et le chargement latéral des wagons Modalohr est réalisée grâce à des systèmes au sol installés à demeure sur les terminaux de transbordement. Indépendamment de la nécessité ou pas d installer des systèmes au sol spécifiques, la création d un véritable Service d autoroute ferroviaire avec une fréquence de plusieurs trains par jour impose la réalisation d un terminal spécifique et spécialisé. L utilisation d une cour de transport combiné déjà en activité parait incompatible avec l ajout des volumes de trafic importants propre au Service d autoroute ferroviaire. Les systèmes au sol sont constitués de composants mécaniques et hydrauliques simples, éprouvés et fiables. Ils sont commandés soit depuis un ordinateur central en mode automatique, soit directement depuis un pupitre en mode manuel. Les systèmes au sol Modalohr nécessaires pour l ouverture d une coque d un wagon double regroupent : - 2 dispositifs de levage situés entre les rails - 2 caissons de rotation intégrant les galets de roulement et de reprise de la charge du wagon ouvert - 1 pupitre de commande locale - 1 dispositif de recentrage pour la moitié des wagons Les systèmes au sol Modalohr ont démontré leur grande fiabilité en exploitation commerciale réelle intensive depuis plus de 5 ans sur l Autoroute Ferroviaire Alpine même dans des conditions climatiques difficiles. 33

34 Grâce au principe de chargement horizontal des camions, un terminal Modalohr peut être équipé de caténaire sur toute sa longueur. Caténaire Le fait d offrir une voie de chargement sous caténaire est particulièrement important pour l exploitation du Service d autoroute ferroviaire car il permet l accès direct des trains avec la locomotive électrique de ligne. Ceci génère un gain de temps considérable dans le délai d accès ferroviaire au terminal et réduit de manière très importante le coût du «dernier kilomètre». En effet, cette disposition évite d avoir à recourir à une reprise du train par une locomotive de manœuvre thermique comme cela est souvent le cas sur des terminaux à manutention verticale. 34

35 Architecture d un terminal Modalohr Les coques des wagons sont ouvertes en épis pour autoriser le chargement latéral. L architecture de la zone de manutention est donc aussi en épis avec une voie de circulation routière faisant une boucle autour de cette zone. Les places de stationnement de semi-remorques en attente de chargement ou en attente après déchargement sont elles aussi positionnées en épis, dans le prolongement de la sortie ou de l entrée des coques des wagons. Les dimensions d un terminal Modalohr par exemple pour une demi-rame de 11 wagons doubles sont d environ 410 m de longueur par 57 m de largueur. Ces dimensions intègrent la voie de chargement centrale équipée des systèmes au sol pour 11 wagons doubles ainsi que 88 places de stationnement en épis pour les semi-remorques. En fonction de la performance souhaitée et du nombre de trains à traiter, on peut adapter la longueur du terminal et le nombre de systèmes au sol. 35

36 Pour un nombre de trains d Autoroute Ferroviaire d environ 4 à 8 trains par jour, il est possible d envisager un terminal de la moitié de la longueur du train. Le chargement et le déchargement du train s effectue alors en deux fois, en déplaçant le train de 360 m avec la locomotive de ligne entre les deux opérations. Le schéma ci-dessous montre la circulation des camions sur le terminal dans ce cas de figure : Un terminal de ce type permet de traiter un train complet de 22 wagons doubles (soit 44 semiremorques) en environ 1h30 à 2h maximum auquel il faut ajouter une marge d exploitation pour absorber d éventuels retards à l arrivée du train. Avec un terminal d une longueur égale à celle du train, les opérations de transbordement peuvent être effectuées en une seule fois. Le temps total de traitement peut alors être réduit à 30 à 40 minutes (temps réel mesuré sur le terminal Modalohr d Aiton de l Autoroute Ferroviaire Alpine). 9.2) Exploitation d un terminal Modalohr Les systèmes au sol permettent l ouverture simultanée de l ensemble des coques des wagons en mode entièrement automatique. Pour la fermeture des wagons, un contrôle visuel du verrouillage des semi-remorques étant requis, l opération est semi-automatique. Du fait des automatismes et de la simultanéité d ouverture des coques, un personnel réduit est suffisant pour surveiller et intervenir sur les opérations de chargement. Ainsi une équipe de l ordre de 4 personnes est suffisante pour assurer les différentes opérations : - 1 chef de cour - 2 opérateurs sur les wagons - 1 opérateur au contrôle d entrée 36