Gestion du trafic et sobriété énergétique : les ingrédients clés d'Urbanloop

Une boucle de 1 200 mètres de rails et, dessus, une étroite capsule bleue. À l’aérodrome de Nancy-Essey, à Tomblaine, le projet de transport urbain individuel et intelligent Urbanloop a franchi une nouvelle étape vendredi 28 mai. Ses concepteurs, les quatre écoles d’ingénieurs lorraines (Ensem, Mines Nancy, Télécom Nancy et ENSG) et la société Urbanloop, se sont félicités d'avoir établi le « record du monde de la plus faible consommation énergétique au kilomètre pour un véhicule autonome sur rail ».

Derrière cette annonce ronflante, « nous souhaitons en fait faire authentifier le chiffre clé d’Urbanloop, à savoir une consommation de 1 centime d’euro d’électricité, ou moins, par kilomètre », justifiait François Rousseau, directeur général des Mines Nancy, quelques jours avant la tentative de record. Tentative réussie, puisque l’agence de certification ferroviaire Certifer a homologué la mesure de 50 Wh, l’équivalent de 0,47 centime d’euro, consommés au cours du kilomètre parcouru. Sur le petit circuit, la capsule a atteint une vitesse maximale de 52 km/h, légèrement au-dessous de la vitesse moyenne attendue en conditions réelles (de l’ordre de 60 km/h).

Une innovation de rupture

À terme, Urbanloop « vise à remplacer la voiture sur les trajets du quotidien », veut croire François Rousseau. Le concept : un réseau de boucles interconnectées où des capsules individuelles sans conducteur circuleraient en flux ininterrompu. Le réseau pourrait ainsi desservir une ville moyenne à la fois dans sa globalité et à l’échelle des quartiers, et relier les villages aux alentours.

Des voies de dégagement parallèles au circuit principal permettraient à chaque usager d’embarquer ou de descendre à la station voulue sans perturber le débit des capsules. Ainsi, chaque trajet s’effectuerait d’une traite, sans arrêt aux stations intermédiaires et sans correspondance entre les différentes boucles. « Ce n’est pas une innovation incrémentale mais bien une innovation de rupture », assure François Rousseau.

Vue d'artiste d'une station Urbanloop

Pour atteindre une faible consommation énergétique, Urbanloop compte en premier lieu sur le poids plume de ses capsules (200 kg). L’absence de batterie – afin de réduire le coût et l’impact environnemental des véhicules – y participe. Le moteur électrique, une machine synchrone auto-pilotée à aimants permanents d'une puissance de 3 kW, est alimenté par les rails électrifiés et via un supercondensateur qui stocke et restitue ensuite l’énergie au moteur. « L’alimentation des rails est gérée localement grâce à un smart grid », précise Jean-Philippe Mangeot, directeur du projet et fondateur de la société Urbanloop.

Smart grid et intelligence artificielle

Pour autant, « l’innovation la plus importante réside dans la gestion du trafic », souligne François Rousseau. En effet, le trajet de chaque capsule jusqu’à la destination désignée par l’usager est géré automatiquement par un programme. Celui-ci assure en temps réel la fluidité du trafic sur l’ensemble du réseau.

Trois couches de logiciels se superposent, détaille Jean-Philippe Mangeot : « La couche haute, dite d’exploitation, gère la circulation des capsules pleines et répartit les capsules vides entre les stations en anticipant les comportements des usagers. Elle s’appuie sur des algorithmes d’apprentissage qui exploitent l'historiques des données du réseau, des informations accessibles en ligne comme la météo ou les événements du jour associés à une plus grande affluence, et les données de géolocalisation des usagers qui le souhaitent. La couche intermédiaire assure les échanges entre les ordres de l’exploitation et l’ensemble des véhicules, grâce à des logiciels de positionnement sécurisés. Enfin, la couche électronique assure en temps réel les calculs de positionnement, de vitesse, etc. »

Et de conclure : « Nous avons résolu cette difficulté de la gestion de la flotte sur nos simulations, reste maintenant à la résoudre en vrai, sur le terrain ! » Autre défi : passer les certifications du Service technique des remontées mécaniques et des transports guidés (STRMTG) en matière de sécurité. Avec, en vue, un test grandeur réelle aux JO...

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