Démonstration du Coradia iLint d’Alstom : premier train de passagers à hydrogène en Amérique
RÉSEAU CHARLEVOIX/CHEMIN DE FER CHARLEVOIX
/ FERROVIAIRE / TOURISME VERT / VÉHICULES ÉLECTRIQUES /
Projet de démonstration d’un premier train de passager à hydrogène sans émission de carbone directe, adapté aux besoins de la région touristique de Charlevoix.
UN PROJET DE
Réseau Charlevoix a opéré le premier train de passagers au monde à hydrogène, Coradia iLint d’Alstom, dans le territoire de Charlevoix, géré par le Chemin de Fer de Charlevoix. Ce projet de démonstration constitue une vitrine pour le Québec, première juridiction en Amérique du Nord à faire circuler un train de passagers à hydrogène.
C’est le fruit d’un partenariat entre Alstom, initiateur du projet et fabricant du train, Harnois Énergies, fournisseur de l’hydrogène vert produit sur son site de la Ville de Québec, Réseau Charlevoix, opérateur du Train de Charlevoix, Chemin de Fer de Charlevoix, propriétaire du réseau et Accelera by Cummins, fournisseur de la pile à combustible, ainsi que le Gouvernement du Québec, partenaire financier.
Alimenté par une pile à hydrogène, qui produit de l’énergie électrique pour tous les équipements dont la traction, ce train à zéro émission directe de carbone émet uniquement de l’eau. Conçu spécialement pour les lignes non ou partiellement électrifiées jusqu’à 1 000 km, il est entré en service commercial pour la première fois en Allemagne en 2018, et a parcouru à ce jour, plus de 220 000 kilomètres dans huit pays européens. De juin à octobre 2023, le Coradia iLint a assuré la liaison entre Québec et Baie-St-Paul sur le réseau privé du Chemin de fer Charlevoix.
Cette expérimentation conjugue développement économique et innovation technologique tout en positionnant le leadership de la province et de la région de Charlevoix en matière de décarbonation des transports. En effet, les partenaires industriels ont pu établir et tester les étapes de développements nécessaires à la mise en place d’un écosystème de transport ferroviaire axé sur l’hydrogène vert, tout en permettant à Réseau Charlevoix et Chemin de fer Charlevoix, (appartenant au Groupe Le Massif), de renforcer l’attractivité de cette région à vocation touristique, en offrant une solution de transport durable et silencieuse à ses voyageurs.
Objectifs du projet
Technologiques :
- Développer et démontrer une solution de mobilité verte et sécuritaire alimentée par l’hydrogène vert, pour le transport de passager par rail au Québec ;
- Consolider l’expertise québécoise quant à la production, manipulation et distribution de l’hydrogène vert ;
- Avoir un système agile de ravitaillement d’hydrogène vert ;
- Avoir une solution qui peut être répliquée ailleurs ;
- Faire la démonstration que la technologie à base d’hydrogène vert peut très bien s’intégrer dans le secteur ferroviaire, sans perturber les opérations des trains à diesel ;
- Démystifier et améliorer l’acceptabilité sociale de l’hydrogène vert.
Économiques et environnementaux :
- Encourager le développement de réseaux de chemins de fers privés au Québec ;
- Faire découvrir le circuit touristique de Charlevoix.
Partenaires du projet*
- Alstom – Développeur de solution en transport ferroviaire et fournisseur du train
- Harnois Énergies– Producteur et distributeur de l’hydrogène alimentant le train
- Réseau de Charlevoix – Gestion d’équipements publics qui a son produit vedette, le Train de Charlevoix
- Chemin de fer Charlevoix – Chemin de fer privé, d’intérêt local qui appartient depuis 2009 au groupe Le Massif, milieu preneur où s’est déroulée l’expérimentation
- HTEC – A mis en œuvre la solution de recharge d’hydrogène mobile
- Institut de recherche en hydrogène de l’Université du Québec à Trois-Rivières – expertise et analyse sur les résultats de l’expérimentation
- Gouvernement du Québec – partenaire financier et autorité règlementaire
* L’entrevue dans le cadre de cette fiche a été mené avec Réseau Charlevoix, Chemin de fer Charlevoix, Alstom et Harnois Énergies
Ensemble, soutenons et accélérons l’innovation par le partage des connaissances et de bonnes pratiques!
1. Méthodologie du projet
PROJET PILOTE – GRANDES ÉTAPES
1. Phase exploratoire – conception du projet au Québec
Alstom devait trouver un cadre d’expérimentation et les parties prenantes nécessaires afin de mener ce projet.
Suite aux discussions avec Réseau Charlevoix et Harnois Énergies, plusieurs scénarii ont été étudiés, nécessitant des approches et essais, pour la sélection finale du lieu de démonstration et du fournisseur et distributeur d’hydrogène vert.
2. Installation et configuration
Un prototype du train a été importé d’Allemagne par Alstom afin de réaliser le projet d’expérimentation au Québec. Étant donné qu’il s’agissait d’un projet de démonstration, l’objectif était de tester la mise en opération du train tout en apportant le moins de modifications possibles. Les principaux éléments configurés, tel que l’ajout d’un deuxième siège de conducteur, ont été effectués afin de répondre aux réglementations provinciales en matière de transport ferroviaire.
3. Formation et sécurité
- Alstom a accueilli et formé sur son site de Salzgitter en Allemagne quatre conducteurs du Réseau Charlevoix ainsi qu’un groupe de gestionnaires en Allemagne afin de se familiariser avec la technologie du train, et le mécanisme du matériel roulant. Le fonctionnement du Coradia iLint requiert davantage de procédures de vérifications car plusieurs éléments anciennement mécaniques sont à présents électroniques ;
- De nombreuses rencontres et présentations ont été faites auprès des acteurs municipaux par les partenaires du projet (la zone de circulation du train traversait deux municipalités régionales de comtés) ;
- En collaboration avec l’Université du Québec à Trois-Rivières, une formation sur la sécurité de la main d’œuvre autour de l’hydrogène vert a spécifiquement été développée pour les opérateurs ;
- Un nouveau plan d’urgence spécifiquement adapté à l’hydrogène a également été développé afin de former les services d’intervention dans Charlevoix ;
- Suite à la présentation du dossier de sécurité du Coradia iLint, le MTQ a donné à chemin de fer de Charlevoix, l’autorisation d’opérer le train Coradia iLint sur son réseau privé.
4. Mise en service du train
2.Financement
Le coût du projet s’élève à 8M$ dont 3M$ financé par le Gouvernement du Québec.
3.Résultats obtenus*
- En partenariat avec Réseau Charlevoix, Chemin de fer Charlevoix et Harnois Énergies, Alstom a réalisé cette première expérimentation en Amérique du Nord comme preuve de concept dans des conditions réelles d’exploitation pour les trains à hydrogène (apportant de multiples avantages, notamment l’absence d’émission de carbone et la réduction du bruit) ;
- Sur un total de 130 trajets et 10 660 kilomètres parcourus entre les gares de la Chute-Montmorency et Baie-Saint-Paul : Réseau Charlevoix a pu économiser environ 8 400 litres de diesel, l’équivalent de 22 tonnes de CO2 en comparaison du reste de sa flotte à diesel ;
- En partenariat avec Réseau Charlevoix, Chemin de fer Charlevoix et Harnois Énergies, Alstom a réalisé cette première expérimentation en Amérique du Nord comme preuve de concept dans des conditions réelles d’exploitation pour les trains à hydrogène (apportant de multiples avantages, notamment l’absence d’émission de carbone et la réduction du bruit) ;
- Il a également été démontré que des technologiques différentes peuvent cohabiter puisque le Coradia iLint n’a pas eu d’impact sur les autres trains à diesel opérés par Réseau Charlevoix et Chemin de Fer Charlevoix ;
- Les premiers retours des utilisateurs du train étaient très positifs : la clientèle était très curieuse et réceptive de la technologie, et de son impact environnemental. Ce sont plus de 10 000 passagers qui ont pu tester le train durant le projet ;
- Le projet a bénéficié d’une grande notoriété: 34 délégations d’Amérique du Nord se sont déplacées ;
- Le développement d’une nouvelle offre d’hydrogène vert à 450 bars, permettant de rejoindre plus de clients ;
*Les données et résultats quantitatifs ont été estimés, fournis et validés par les différents partenaires du projet.
4.Leçons apprises
Facteurs de succès
- Avoir un esprit de collaboration entre les parties prenantes ;
- Avoir le support de la haute direction ;
- Avoir un objectif commun ;
- La flexibilité, l’agilité, l’esprit d’ouverture, et la capacité à s’adapter des parties prenantes pour répondre aux défis rencontrés (délais, approvisionnement, tests, bris) ;
- Une planification rigoureuse, prenant en considération plusieurs scénarii incluant des plans de gestion des risques prêts à être déployés rapidement ;
- L’avant-gardisme de Réseau Charlevoix, qui s’est doté en 2010 de trois trains légers européens à diésel. La mise en service de ces trains lui a permis d’acquérir une expérience importante dans la gestion d’une technologie ferroviaire différente, et a ouvert la porte à la technologie du Coradia iLint 12 ans plus tard ;
5.Défis et conseils pratiques
Les défis rencontrés lors d’un projet pilote, et les solutions élaborées à la suite des phases de tests et la collaboration entre les parties prenantes.
La disponibilité des pièces liées à l’hydrogène vert
Les technologies de propulsion à l’hydrogène, n’ayant pas encore atteint le niveau de maturité de celles fonctionnant à batterie, nécessitent un entretien plus important. A cela se sont ajoutées deux contraintes, à savoir la disponibilité limitée de certaines pièces et l’infrastructure émergente (un seul électrolyseur était à Québec). Des plans de contingences ont dû être déployés pour ne pas perturber les activités opérationnelles du train.
Cadre réglementaire
Alstom s’est basé sur la règlementation existantes et a déterminé quelle nouvelle action serait nécessaire dans le cadre d’une implémentation d’une nouvelle technologie. Subséquemment Alstom en concertation avec Harnois Énergies a ajouté une clôture autour de la station de recharge, bien que non mandatée.
Pour Réseau Charlevoix, il fallait également travailler avec deux instances gouvernementales pour le cadre réglementaire du projet : au niveau du fédéral, avec Transport Canada, et au niveau provincial, avec le Ministère des Transports et de la Mobilité durable (MTMD, précédemment MTQ).
Le train à hydrogène Coradia iLint a été homologué selon les plus haut standards européen et Alstom a travaillé conjointement avec le MTMD afin de s’assurer de rencontrer tous les requis de sécurité et réglementaires pour permettre l’opération d’un train à hydrogène avec passagers.
Deux fonctionnaires du MTMD se sont d’ailleurs déplacés en Allemagne dans les locaux d’Alstom afin de mieux comprendre la technologie, et un grand travail au niveau du cadre réglementaire a été fait avec Réseau Charlevoix, afin d’assurer la mise à l’essai du train au Québec. Une liste de vingt-un requis émis par L’Association of American Railroads (AAR), le chef de file mondial en matière de réglementation de l’industrie ferroviaire, de recherches et de technologies ont dû être adressés.
Cela a inclus l’adaptation d’un système de klaxon et de la lumière à l’avant du train pour rencontrer les requis de la réglementation.
L’envergure du projet conjuguée à la diversité des partenaires
Un défi d’envergure dans des projets multipartenaires impliquant des entreprises à taille distincte, est l’arrimage entre les différents processus de prises de décisions. Une plus grande équipe à plus d’échelons, et la communication entre les parties prenantes doit être adaptée.
Poussés par un objectif commun et passionnés par l’innovation, les partenaires de ce projet pilote ont pu relever ce défi grâce à leurs efforts de communication, la collaboration, la flexibilité et la bonne ambiance générale de travail au sein de l’équipe.
6.Prochaines étapes pour les parties prenantes
La mobilité ferroviaire alimentée par hydrogène nécessite de mettre en place un système de production, de stockage et de distribution rapide et agile. L’Amérique du Nord en est à ses balbutiements vers l’établissement de ce type d’écosystème. Des investissements accrus, ainsi qu’une adaptation des normes réglementaires sont indispensables afin d’aller de l’avant.
Cette expérimentation, qui a pris fin en septembre 2023, représente un jalon important à cet égard. Les parties prenantes poursuivent leurs activités respectives et peuvent capitaliser sur les retombées du projet grâce aux nombreux apprentissages acquis, le tout en vue de développer de nouvelles opportunités.
Train de Charlevoix/Chemin de fer Charlevoix :
- Faire évoluer l’offre de transport et de tourisme durables au sein de la région grâce à des projets de vitrines technologiques comme celui-ci ;
- Le modèle de train est conçu pour opérer dans les dernières lignes de trajets. Un des objectifs est de pouvoir développer la technologie pour être capable de voyager sur des lignes régionales (Amtrak, Via Rail), ainsi que de pouvoir agrandir et connecter ces lignes autour de la région de la ville de Québec.
Harnois Énergies :
- Décarbonation des opérations et des offres en énergie.
Alstom :
- Finalisation du rapport de l’Institut de recherche en hydrogène de l’Université du Québec à Trois-Rivières ;
- Collaborer avec les autorités réglementaires pour faire évoluer les normes et tirer les conclusions de la démonstration ;
- Développer un écosystème autour des technologies vertes pour accompagner les clients dans leur transition vers la propulsion verte ;
- Développer des partenariats stratégiques.
Ressources
Approfondissez vos connaissances du projet :
Personne-contact du projet
- Alstom – Développeur de solution en transport ferroviaire et fournisseur du train
- Harnois Énergies– Producteur et distributeur de l’hydrogène alimentant le train
- Réseau de Charlevoix – Gestion d’équipements publics qui a son produit vedette, le Train de Charlevoix
- Chemin de fer Charlevoix – Chemin de fer privé, d’intérêt local qui appartient depuis 2009 au groupe Le Massif, milieu preneur où s’est déroulée l’expérimentation
Vous avez un projet en phase d’expérimentation?
Propulsion Québec mène une série d’entrevues visant à extraire les apprentissages réalisés au travers une série de projets d’expérimentation qui ont eu lieu dans les dernières années au Québec…
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