Depuis leur invention, les transports ferroviaires marquent les différentes périodes de l’histoire contemporaine. Souvent l’objet de grandes innovations, ils garantissent des déplacements de plus en plus rapides et sûrs, pour les personnes comme pour les marchandises. De nos jours, ce mode de transport est confronté à de nouveaux enjeux écologiques, sociétaux et numériques. Pour poursuivre l’innovation, une multiplicité d’acteurs, au sein d’un système ferroviaire, est mise à contribution.

Un mode de transport en perpétuelle évolution

Si le ferroviaire est considéré comme un mode de transport, il est aussi une industrie puissante. Or, le leadership mondial de l'industrie ferroviaire européenne est aujourd’hui remis en question¹ par l’émergence de grands acteurs industriels en Asie et particulièrement en Chine. La filière doit donc relever plusieurs grands défis au niveau européen : réduire de moitié les coûts du cycle de vie, doubler la capacité ferroviaire (le nombre de trains circulant en même temps), augmenter considérablement la fiabilité et la ponctualité, tout en maintenant le même niveau de sécurité et en réduisant les temps de mise sur le marché.

Pour mieux répondre à ces défis concurrentiels, l’innovation est vitale et doit être abordée dans toute sa complexité en sollicitant l’ensemble des acteurs du système ferroviaire ainsi qu’en mobilisant tout un panel de disciplines scientifiques et de compétences techniques. Le train autonome, les concepts en rupture comme Hyperloop² ou Clip-Air³, sont des innovations majeures qui vont révolutionner le système ferroviaire dans sa globalité.

Un système ferroviaire riche mais complexe

Le système ferroviaire ne se limite pas aux trains et aux infrastructures. Il prend également en compte la signalisation, la gestion des circulations et des horaires, les télécommunications, la surveillance, la maintenance, etc.

Plus schématiquement, il représente un système complexe qui regroupe, lui-même, plusieurs sous-systèmes dans lesquels interagissent une multiplicité d’acteurs publics et privés : constructeurs, opérateurs, gestionnaires, organismes de certification et d’homologation, clients, etc. avec leurs propres systèmes de gouvernance.

La sécurité est la clef de voute du système ferroviaire, c’est à la fois sa force et sa faiblesse. En effet, il est soumis à des méthodes et des processus de démonstration de conformité et de la sécurité très exigeants qui aujourd’hui freinent l’innovation.

Enfin, le système ferroviaire, par ses infrastructures mais aussi ses gares, est inscrit dans les territoires et doit ainsi être questionné dans ses rapports à l’aménagement des territoires et des villes.

Un objet de recherche innovant
L’approche système du secteur ferroviaire favorise les échanges entre un certain nombre d’organismes et d’universités. Dans le paysage national, il convient de mentionner l’IRT Railenium, dont l’Ifsttar est l’un des fondateurs, et l’IRT SystemX⁴. Au niveau européen, le partenariat public-privé Shift2rail a été créé pour gérer et coordonner toutes les activités de recherche et d'innovation axées sur le transport ferroviaire.

L’approche système de l’Ifsttar prend en compte la complexité des territoires, des transports guidés, des grands objets d'ingénierie et d’innovation dont s'occupe l'Institut et où l'homme joue un rôle central.
Ses travaux de recherche s’articulent autour des thématiques infrastructures et ouvrages d’art, géotechnique, composants et systèmes clés (capacité ferroviaire, signalisation, sécurité, communications, cybersécurité, maintenance, fiabilité…) afin de répondre aux enjeux socio-économiques, environnementaux et d'aménagement du système ferroviaire.
Pour cela, l’Ifsttar dispose d’un large patrimoine d’équipements scientifiques et spécifiques qui lui permet de développer une recherche et une expertise de haut niveau.

¹ Source : https://shift2rail.org/about-shift2rail/

² Le transport à hyper grande vitesse sous vide (Hyperloop) par Cédric Villani (2018)

³ Clip-Air, l’avion modulaire pour un transport flexible

⁴ « Destinés à supporter une stratégie industrielle de conquête sur des marchés porteurs, les instituts de recherche technologique (I.R.T.) sont basés sur des partenariats de long terme entre les établissements d'enseignement supérieur et de recherche et les entreprises. » L’I.R.T. Railenium est dédié aux infrastructures ferroviaires et l’I.R.T. SystemX à l’ingénierie numérique des systèmes du futur.

Programme scientifique multi annuel et programme annuel Shift2rail

Rail2050 par the European Rail Research Advisory Council (ERRAC)