Consortium de recherche et d’innovation en transport urbain au Canada
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Programme Innovation ferroviaire intelligente 2022-2025

 

Aperçu : Les possibilités pour le secteur ferroviaire d’être un chef de file des innovations technologiques ont été indiquées dans le rapport Rail Innovation in Canada: Top 10 Technology Areas for Passenger and Freight Rail June 2020, dans le cadre du Fonds pour le transport en commun à zéro émission annoncé par le gouvernement du Canada en 2021 et dans le secteur du changement climatique et du transport durable.

 

Résumé : En raison de l’évolution des tendances en matière de transport, des différents modèles d’achalandage et de la nécessité d’une reprise du secteur depuis la propagation de la COVID-19, de nouvelles possibilités sont apparues pour le secteur ferroviaire. La 2e Conférence sur la technologie ferroviaire intelligente organisée par le CRITUC en décembre 2021 a révélé un intérêt accru pour les innovations ferroviaires qui renforcent les engagements en matière de changement climatique et qui améliorent l’exploitation ferroviaire existante pour les passagers et le fret. Avec des représentants des ordres de gouvernement municipal, régional et national du gouvernement du Canada, les sujets abordés comprenaient la consommation d’énergie, la décarbonisation, la cybersécurité, les mégadonnées, l’électrification et l’hydrogène. Les représentants gouvernementaux ont clairement formulé l’appui aux initiatives ferroviaires innovantes. Les participants à la conférence internationale ont fait ressortir les meilleures pratiques dans le secteur ferroviaire, et transmis ainsi un puissant message selon lequel les innovations technologiques ont eu une incidence significative sur le rail.

 

Pour contribuer à la lutte contre le changement climatique au moyen d’innovations et d’initiatives en transport, le CRITUC a étendu ses domaines d’expertise technologique afin d’augmenter la valeur potentielle du lancement de projets. Ces domaines élargis d’expertise technologique sont les suivants :

 

  • Modélisation de la faisabilité d’un transport ferroviaire à l’hydrogène et déploiement pilote
  • Intégration des autobus électriques à batterie avec l’équipement de recharge d’une gare ferroviaire
  • Analyse des données relatives aux passagers et intégration de la planification du transport en commun du rail à l’autobus
  • Analyse de faisabilité des passages à niveau d’autobus autonomes avec des systèmes ferroviaires autonomes
  • Orientation de la politique canadienne en matière de trains à grande fréquence par opposition à des trains à grande vitesse

 

La section suivante explique comment le CRITUC pourrait étendre la portée des travaux sur chaque initiative.

 

Modélisation de la faisabilité d’un transport ferroviaire à l’hydrogène et déploiement pilote

La modélisation a été reconnue comme un outil puissant pour les décideurs dans le secteur des transports. Le CRITUC a mené de multiples projets dans ce domaine, aidant les agences de transport en commun à transformer les activités de transport existantes grâce à l’intégration de nouvelles technologies. L’outil de simulation  du CRITUC peut continuer de fournir des analyses techniques significatives dans le cadre de projets ferroviaires axés sur l’hydrogène. Des analyses comparatives entre les véhicules au diesel et ceux qui utilisent la technologie de l’hydrogène peuvent être effectuées, y compris les économies d’énergie et la réduction des émissions. En ce qui concerne les déploiements, le secteur ferroviaire est à l’avant-garde de la commercialisation de la technologie de l’hydrogène en Europe et au stade initial au Canada. À titre d’exemple, le Chemin de fer Canadien Pacifique (CFCP) a récemment converti à l’hydrogène des locomotives au diesel.

 

L’avenir

 

Le programme de locomotives à l’hydrogène du CFCP illustre l’importance actuelle et future de cette technologie au Canada [1]. En janvier 2022, le projet FCH2RAIL a annoncé qu’il sera le pionnier dans le domaine des trains bimodes sans émission, avec une utilisation combinée sur des voies régulières sans lignes aériennes [2]. Ces exemples concrets illustrent comment la technologie de l’hydrogène progresse. La modélisation est un outil puissant pour anticiper les orientations que les projets devront prendre pour réussir. La modélisation dans le transport ferroviaire à l’hydrogène pourrait accélérer le développement de la technologie à un niveau élevé au Canada et elle contribuera grandement au développement de projets réussis dans le secteur de l’hydrogène.

 
Intégration des autobus électriques à batterie avec l’équipement de recharge d’une gare ferroviaire

Les gares ferroviaires doivent aménager de nouveaux éléments d’infrastructure énergétique pour bien intégrer les autobus électriques de transport en commun. Plusieurs projets d’électrification du parc de véhicules de transport en commun au Canada, auxquels le CRITUC et ses membres ont contribué de façon importante et reconnue, vont de l’avant. Un bon exemple est la phase I de l’essai pancanadien de démonstration et d’intégration d’autobus électriques à batterie lancé en 2016, en partenariat avec les constructeurs canadiens d’autobus électriques ainsi que des partenaires internationaux. Les réussites et les leçons tirées ont été partagées et le projet sera étendu jusqu’en 2024 [3]. Le CRITUC a joué un rôle clé dans la mise en œuvre de stratégies de collaboration efficaces, ainsi que dans la planification et dans les étapes de livraison du projet.

 

En particulier, l’intégration des pôles de transport en commun à l’infrastructure ferroviaire est essentielle et une combinaison d’efforts est nécessaire non seulement au stade de la planification, mais aussi pour les actions à moyen et à long terme. L’absence de pôles intégrés entraîne des retards et des perturbations du service. Le thème « Mobilité durable interactive au Canada – Les pôles de transport de l’innovation comme liens entre les innovateurs de multiples parties prenantes » a récemment été mis en évidence le 18 janvier 2022 au Forum du savoir sur la mobilité et le transport en commun organisé par le Conseil de recherches en sciences humaines et Infrastructure Canada, où HEC Montréal a animé le thème. Des cas européens ont été présentés comme des exemples de meilleures pratiques. Les programmes d’autobus électriques au Canada ont été mentionnés comme des projets pilotes qui pourraient être liés au partage des connaissances avec un intérêt technologique et scientifique commun.

 

L’avenir

 

Les agences d’infrastructure, les exploitants de transport en commun, les services publics et les fabricants doivent fournir les meilleures connaissances et stratégies pour travailler ensemble afin d’assurer la réussite des projets d’autobus électriques. Pour tirer parti des avantages de projets de grande envergure, les organismes de transport en commun du Canada doivent collaborer efficacement en faisant part de leur expérience et de leur information. Les gares répondront alors aux besoins d’exploitation du transport en commun et l’infrastructure pourra être améliorée en conséquence.

 

Avec les initiatives pour le développement de la technologie des autobus électriques indiquées ci-dessus, l’horizon de ce thème semble très prometteur. Récemment, lors d’une réunion en personne le 9 février sur le thème Bruce Power – Powering Ontario Forward, le ministre de l’Énergie de l’Ontario, Todd Smith, a transmis un message fort sur l’engagement du Canada en faveur de l’énergie sans émission et sur le rôle important que jouent les partenaires en énergie nucléaire et le milieu universitaire aujourd’hui et à l’avenir. L’accent mis sur la fourniture d’énergie propre aux nouvelles technologies dans le secteur des transports, en particulier pour alimenter les chargeurs de véhicules électriques, a été souligné comme l’une des prochaines étapes que la Bruce Power franchira en tant que chef de file de l’énergie propre au Canada. Dans ce contexte, il ressort clairement que la stratégie à suivre pourrait consister à étendre la technologie des autobus électriques à batterie pour l’intégrer aux pôles ferroviaires dans les régions canadiennes. Les améliorations et les avantages de l’électrification des pôles ferroviaires ont été des thèmes de grand intérêt lors de la 2e Conférence sur la technologie ferroviaire intelligente du CRITUC. Un bon exemple de ce thème était la présentation Pourquoi l’avenir de l’électrification des bus dépend de l’électrification des gares, qui a illustré des faits indiquant certaines des voies à suivre.

 

Analyse des données sur les passagers et intégration de la planification du transport en commun du rail à l’autobus

Les données dans le secteur ferroviaire, comme dans d’autres modes de transport, ont historiquement servi de base à la détermination des besoins, des rendements et des stratégies de maintenance des chemins de fer. Une caractéristique intéressante pour le système de transport ferroviaire serait un horaire synchronisé entre le train et le transport en commun afin de répondre aux attentes accrues en matière de service et d’augmenter le nombre d’usagers. Les usagers du transport en commun à Ottawa et dans d’autres villes canadiennes dotées d’un réseau de métro léger sont confrontés à de longues attentes pour monter dans les véhicules aux arrêts d’autobus. Des situations similaires se produisent également pour l’embarquement à bord des trains. Les avantages des données pour aider aux opérations et pour répondre aux besoins par la simulation et la modélisation ajouteraient une grande valeur à cette question, un thème traité lors de la 2e Conférence sur la technologie ferroviaire intelligente du CRITUC en ce qui concerne l’exploitation et la programmation du transport en commun.

 

L’avenir

 

La nécessité d’établir un horaire précis et intégré pour les usagers entre les gares ferroviaires a été déterminée comme étant essentielle à l’efficacité du système. Les données sur les chemins de fer et les transports en commun doivent être reliées, car la programmation est un élément clé de ce système. Des efforts coordonnés nécessitent l’expérience des innovateurs, des fabricants et des professionnels du domaine, car ils peuvent apporter de la valeur au thème de l’analyse des données sur les passagers et l’intégration du transport ferroviaire. L’amélioration de l’intégration basée sur les données en tant qu’outil est et sera d’autant plus nécessaire en ces temps de changements de l’achalandage, alors que les secteurs du transport en commun et du rail doivent regagner la confiance des usagers par l’excellence de l’exploitation.

 

 

Analyse de faisabilité des passages à niveau d’autobus autonomes avec des systèmes ferroviaires autonomes

Par le passé, les transports canadiens ont connu des événements malheureux aux passages à niveau. Les conducteurs de véhicules de transport en commun ont en effet causé des pertes de vies humaines, des interruptions de service et des dommages aux véhicules ou des véhicules perdus. En 2013, dans la banlieue de Barrhaven, à Ottawa, un autobus à deux étages a percuté un train, de multiples facteurs liés au système ferroviaire et à l’erreur humaine ayant été attribués à cet accident mortel [4].

 

Avec la technologie des véhicules autonomes qui progresse et les développements en matière de capteurs, de 5egénération (5G) et d’intelligence artificielle (IA), il est possible d’explorer la façon d’incorporer l’exploitation de véhicules de transport en commun intelligents aux passages à niveau, tout en améliorant la sécurité du réseau et en réduisant les risques de collision. La sécurité des usagers du rail et des transports en commun doit être une priorité, et les croyances existantes selon lesquelles les passages à niveau pour les véhicules autonomes ne sont pas sûrs doivent être dissipées.

 

L’avenir

 

La 2e Conférence sur la technologie ferroviaire intelligente a révélé dans le monde de nombreux exemples dans lesquels la sécurité aux passages à niveau a été efficacement mise en œuvre. Au Canada, il existe des entreprises de premier plan dans le domaine du contrôle de l’automatisation ferroviaire, des systèmes de protection des passages à niveau, des produits de signalisation, des enclenchements électroniques, des systèmes de contrôle automatique des trains, des systèmes de contrôle des opérations et d’autres solutions intelligentes qui pourraient englober la communication avec les transports en commun aux passages à niveau et améliorer l’interopérabilité entre le transport en commun et le rail. Des initiatives telles que l’Expansion de Go – le projet On-Corridor Works en Ontario et l’engagement de Metrolinx, ainsi que des communautés environnantes, à l’égard de l’expansion indiquent que le rail continuera à susciter un niveau élevé de discussion dans les communautés qui s’intéressent à la sûreté et à la sécurité.

 

Orientation de la politique canadienne en matière de trains à grande fréquence par opposition à des trains à grande vitesse

Le moment où la reprise économique et les engagements en matière de changement climatique sont des priorités présente le scénario parfait pour relancer et promouvoir les initiatives de train à grande vitesse. Cependant, les multiples débats sur la nécessité d’un train à grande vitesse au Canada ont entraîné des retards importants dans sa mise en œuvre. Malgré l’évaluation de la façon dont les régions bénéficieraient de la croissance et du développement économiques grâce au train à grande vitesse dans Train à grande vitesse en Ontario : Rapport final du conseiller spécial (2016) [5], le projet, qui a identifié le corridor Toronto-Windsor comme une option préférable, a subi un revers en 2019. La province a interrompu tout le financement de la proposition de train à grande vitesse pour améliorer plutôt les infrastructures et les services de transport existants. À l’époque, le coût du projet proposé était évalué à 21 milliards de dollars canadiens. Comme l’indique le rapport, le Canada est le seul pays du G8 à n’avoir aucune construction ni exploitation de train à grande vitesse sur son territoire.

 

Depuis 2019, certaines initiatives dans le secteur ferroviaire ont été développées et sont des indicateurs clairs que l’avancée du rail au Canada est partagée entre deux systèmes : le train à grande fréquence et le train à grande vitesse. Une proposition de ligne ferroviaire à grande vitesse entre Edmonton et Calgary, qui profiterait aux passagers et au fret, et dont le coût est estimé à 9 milliards de dollars canadiens, a été soumise au gouvernement de l’Alberta en juin 2021 et elle est en cours d’évaluation [6]. Immédiatement après cette proposition, le plan pour les nouvelles lignes ferroviaires à grande fréquence entre Toronto et Québec a été dévoilé en juillet 2021 et il est actuellement en cours [7]. L’équipe de Prairie Link a déjà commencé à faire participer les Autochtones et elle a établi un comité consultatif pour orienter le développement du projet. D’autre part, l’annonce la plus récente, le 9 mars, a été diffusée par le gouvernement du Canada au sujet de l’avancement du processus d’approvisionnement pour le train à grande fréquence [8]. Les prochaines étapes commenceront avec la demande d’expression d’intérêt en avril 2022 et elles se termineront avec la réponse à la demande de proposition à l’automne 2024.

 

L’avenir

 

Les résultats de la 2e Conférence sur la technologie ferroviaire intelligente comprennent des thèmes relatifs aux innovations en matière de technologie ferroviaire. Le CRITUC cherche à susciter des discussions dynamiques au niveau des gouvernements et à ramener à l’avant-plan le système ferroviaire à grande vitesse et sa technologie au bénéfice de la population canadienne. Les exigences en matière d’infrastructure, les besoins en matière de construction et d’exploitation, les véhicules d’approvisionnement spéciaux, les systèmes de signalisation et la cybersécurité sont de nouvelles tendances qu’il pourrait être intéressant d’intégrer à l’initiative et qui pourraient accélérer les décisions gouvernementales sur le train à grande vitesse au Canada.

En outre, le train à grande vitesse au Canada pourrait ouvrir la voie au développement ou à l’application de technologies nouvelles ou existantes qui placeraient le Canada au niveau des pays déjà actifs dans ce secteur.

 

 

La cybersécurité dans l’exploitation ferroviaire au Canada

Le domaine de la cybersécurité évolue rapidement. Les projets et les initiatives d’expansion ferroviaire du Canada doivent comprendre des mesures d’amélioration de la cybersécurité. En 2018, un examen de la Loi sur la sécurité ferroviaire [1] abordait les préoccupations environnementales en matière de sécurité ferroviaire, ainsi que les normes et les règlements existants à cet effet. Cet examen faisait état des mesures internationales de cybersécurité prises au Canada, aux États-Unis, au Royaume-Uni et sur le territoire de l’Union européenne (UE). 

 

Après avoir examiné le rapport, Transports Canada a conclu que l’absence de législation sur la cybersécurité et le manque de clarté des stratégies de cybersécurité nécessitaient la création d’un groupe de travail sur la cybersécurité et la publication de directives de cybersécurité des systèmes de transport. Transports Canada a aussi recommandé d’étendre la portée du protocole d’entente sur la sécurité ferroviaire proposé en apportant des modifications au Règlement sur le transport des marchandises dangereuses. Cette portée accrue permet d’exiger des exploitants ferroviaires l’adoption de composants de cybersécurité dans leurs plans de sécurité.

 

L’avenir

 

Depuis 2018, le secteur ferroviaire canadien ne cesse d’évoluer grâce à la mise sur pied de nouveaux projets de construction et d’expansion, ainsi qu’à l’adoption de technologies durables et à des engagements en matière de changement climatique. La pandémie a ralenti l’avancement des projets.

 

 

Prochaines étapes

 

Le CRITUC animera des séances de consultation sur ces domaines technologiques afin de les défendre, d’obtenir du soutien et de contribuer davantage aux projets novateurs du programme Innovation ferroviaire intelligente 2022-2025.

 

 

 

 

Maria A. Pinto M. (she/her/elle)

Project Manager Smart Rail Innovation – Chef de projet, Innovation ferroviaire intelligente 

Cellulaire +1 519 589-4020

maria.pinto@cutric-crituc.org