Comment adapter les infrastructures ferroviaires aux fortes chaleurs ?

Si le rail est un des modes de transport les moins émetteurs, il est aussi l’un des plus vulnérables au changement climatique. L’année 2022 et sa succession de vagues de chaleur dans le monde a mis les lignes ferroviaires sous tension. Panorama des solutions pour permettre aux infrastructures ferroviaires de s’adapter à un climat qui change.

Le train est probablement le moyen de transport le moins émetteur de gaz à effet de serre lorsqu’il s’agit d’effectuer des trajets longs. Mais s’il est plus efficace que la voiture et que l’avion, le transport ferroviaire reste fragile face au changement climatique. Les vagues de chaleur de l’été 2022 ont d’ailleurs mis les lignes ferroviaires sous pression, avec de nombreux incidents en Europe comme dans le reste du monde. Notamment sous l’effet de la chaleur, mais aussi des incendies.

Pour y faire face, les solutions d’adaptation, y compris celles basées sur la nature, tardent à être adoptées. Les principales mesures se concentrent davantage sur les crises immédiates que sur l’adaptation à long terme. Pourtant, il y a urgence à ne pas négliger ce sujet.

© Aleksandr Kichigin

Le train, l’un des moyens de transport les moins émetteurs de gaz à effet de serre

Le train est l’un des moyens de transport de passagers les moins émetteurs de gaz à effet de serre. On estime que son intensité carbone, en moyenne, se situe autour de 15 gCO2e par passager et par kilomètre.

Alors qu’il représente approximativement 9 % du transport mondial de passagers et 7 % du fret mondial, le train ne totalise ainsi que 1,5 % des émissions directes de CO2 du secteur des transports. À l’inverse, le transport routier (camions et voitures) est l’un des secteurs d’activités les plus polluants au monde. Sur la plupart des trajets, le train est également moins polluant que le transport maritime et le transport aérien.

Aujourd’hui, les stratégies de décarbonation des acteurs du secteur ferroviaire misent essentiellement sur l’électrification des lignes. Une tendance qui a déjà connu des avancées ces dernières années. D’après les chiffres de l’observatoire Climate Chance, la part des voies ferrées électrifiées dans le monde est passée de 36,7% en 2015 à 40,2% en 2019. On retrouve également des expérimentations de trains fonctionnant grâce à des panneaux solaires. L’hydrogène vert ou bas-carbone représente également une solution d’avenir pour les transporteurs.

Toujours d’après les chiffres de l’observatoire Climate Chance, en Europe, c’est la Suisse qui arrive en tête de l’électrification de ses rails, avec un taux proche de 100 %. La Belgique se situe aux alentours de 86 %, devant les Pays-Bas, la Suède, l’Autriche, l’Italie, la Pologne et l’Espagne. Derrière, on retrouve l’Allemagne (environ 60%) et la France (aux alentours de 58%).

Ces changements de mode de propulsion sont intéressants pour avoir des trains encore plus efficaces sur le plan climatique, puisque nettement moins émetteurs de CO2. En revanche, cela n’assure pas la pérennité du secteur ferroviaire, qui reste très vulnérable aux aléas climatiques. Ainsi, l’un des principaux défis du rail réside dans la capacité du secteur à adapter ses infrastructures.

© inurbanspace de Getty Images

L’adaptation des infrastructures ferroviaires, point faible du rail face au climat ?

Les infrastructures ferroviaires sont en effet très vulnérables aux extrêmes de température et aux phénomènes météorologiques intenses tels que les inondations et les incendies. On parle notamment des risques qui pèsent sur les voies ferrées, la signalisation, les caténaires ou encore les structures de la voie, par exemple les ponts, les tunnels et les viaducs.

Surtout, on constate que la mise hors service de certains éléments peut entraîner des interruptions de service prolongées avec des coûts de remplacement élevés. Or, dans un climat qui change, les canicules, les inondations et les incendies font partie des risques amenés à croître en fréquence et en intensité.

En ce début de mois de juillet 2023, le rail central qui permet de guider le tramway de Clermont-Ferrand s’est déformé sous l’effet de la chaleur et a entraîné l’interruption du trafic. Un fait loin d’être isolé et qui touche aussi bien le tramway que le train. En 2022, les canicules et fortes chaleurs de l’été ont gravement atteint les infrastructures et les itinéraires des trains dans toute l’Europe.

Entre autres, on a assisté à des coupures de services en raison d’incendies et de feux de talus liés au passage des trains. Cela a été le cas en France, en Bretagne. Ailleurs, des problèmes de caténaires et des coupures d’électricité ont entraîné une suspension du trafic dans les Hauts-de-France. Sur l’ensemble du territoire, la SNCF a dû imposer des réductions de vitesse à leurs trains et métros pour éviter le risque de déformation des rails. Ce qu’on a également vu au Royaume-Uni.

©joaolimafotografias sur pixabay

Quelles solutions mises en place ?

Une solution couramment utilisée pour faire face aux températures élevées qui affectent directement les rails consiste à peindre ces derniers en blanc dans les zones exposées au soleil, afin de réduire leur dilatation. Ce qui commence également à se faire dans le domaine du bâtiment. Cette approche a été mise en œuvre dans plusieurs pays, tels que l’Allemagne, l’Italie, la Suisse et le Royaume-Uni. Cependant, l’efficacité de cette méthode est sujette à débat, car certains suggèrent une meilleure anticipation et préparation pour faire face à la dilatation et au flambage des rails en utilisant des matériaux composites ou en utilisant des joints de dilatation qui permettent un espace suffisant.

Lorsqu’il s’agit d’infrastructures telles que les ponts et les viaducs, la méthode de protection la plus courante contre la surchauffe consiste à utiliser des « sprinklers » (systèmes d’arrosage automatique à eau) ou à remplacer les structures existantes par des matériaux résistant à la chaleur.

Pour faire face aux inondations et à l’élévation du niveau de la mer, plusieurs options sont envisagées, notamment l’élévation des gares, la construction de digues et l’installation de pompes, ainsi que la stabilisation des flancs de collines et des pentes. Cependant, l’utilisation des terrains environnants pose souvent des contraintes, car ces terrains ne sont généralement pas la propriété des exploitants ferroviaires, ce qui entraîne parfois des pentes très abruptes le long des voies. Cette limitation empêche de nombreux opérateurs d’agir, tout comme le vieillissement global du réseau ferroviaire.