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Une nouvelle série d'automotrices pour l'Ile de France... mais pas pour la ligne D du RER

 

Vue extérieure de la NAT (maquette)

Vue extérieure de la maquette de la NAT (photo (C) Aquarius)

Comment est née la NAT ?

L'étude d'un nouveau matériel a commencé au début des années 2000: il fallait en fait définir ce que devait être le cahier des charges de ce matériel, tant en fonction des besoins des diverses lignes du réseau Transilien, des ateliers qui auraient à gérer ce matériel en maintenance, des souhaits de la clientèle...

Le marché de la NAT a été lancé par un appel d'offres SNCF de février 2004 portant sur une tranche ferme de 172 élements et une tranche conditionnelle (options) portant sur 200 éléments complémentaires.

L'objectif premier est de remplacer un ensemble de séries de matériels vieillissantes, soit directement (remplacement des trains inox Z6100 de la région nord), soit indirectement (remplacement de certaines Z20500 par des NAT, les Z20500 libérées étant renvoyées dans d'autres régions où elles remplaceront par exemple des trains inox Z5300, comme sur la région sud-est). En 3 mots, les objectifs assignés par la SNCF étaient confort, capacité et fiabilité, auxquels s'ajoutent habitabilité, accessibilité, sûreté, faibles nuisances, respect de l'environnement, performances, sécurité et maintenabilité.

En mai 2006, l'appel d'offres a été remporté par Bombardier Transport France, qui fabriquera les rames NAT dans son usine française de Crespin (département du Nord). Cette usine est l'ancienne usine d'ANF Industrie (Ateliers du Nord de la France), société rachetée par la société canadienne Bombardier en 1989, et devenue Bombardier Transport France en 2003. Cette usine a construit plusieurs générations de matériels ferroviaires depuis sa création en 1882; son activité ces dernières années a concerné notamment le TGV Duplex, le TER2N NG, le ZTER, l'AGC, le MI2N de la ligne RER A, le MF2000 (devenu MF01) de la ligne M 2 du métro parisien.

Le montant de la commande passée le 20 novembre 2006 et correspondant à la tranche ferme de 172 éléments est de 1,85 milliard d'euros, ce qui fait un prix moyen d'un peu plus de 10 millions d'euros par élément, financés à 50 % par la SNCF et à 50 % par le STIF.


Qu'est-ce que la NAT ?

La NAT est une automotrice électrique, un matériel à un seul niveau, appelé Spacium 3.06 dans la gamme Bombardier.

Il ne s'agit donc pas d'un matériel destiné à remplacer les Z2N existant en Ile de France (un autre appel d'offres est en cours afin de définir ce remplacement).

Chaque élément de la NAT a une longueur de 112,5 m (94,3 m pour un élément destiné aux lignes de St-Lazare). On forme ainsi des rames en UM2 (unités multiples doubles) d'une longueur de 225 m (188,6 m pour St-Lazare, où les quais ont une longueur de 190 m seulement), voire des UM3.

La première nouveauté se situe de la structure des éléments. Le nombre de caisses est en effet de 8 (6 pour St Lazare), ce qui signifie que les caisses sont nettement plus courtes que sur les matériels d'Ile de France actuellement: la longueur de la caisse NAT est de seulement 13 m. Pour mémoire, les caisses de 20500 (Z2N de la ligne D) ont une longueur de 26 m (24 m pour les rames à caisses courtes).

La seconde nouveauté découle de la première: elle se trouve dans la largeur des caisses. Des caisses nettement plus courtes ont un encombrement réduit dans les virages (les extrémités des caisses débordent moins de la ligne des rails). Il est ainsi possible, tout en restant dans le même gabarit, d'élargir sensiblement les caisses. La largeur des caisses passe en effet à 3,06 m. Il est ainsi possible d'installer 5 sièges de front tout en disposant d'une allée de largeur convenable, même pour que 2 personnes se croisent (55 cm, 103 cm dans le cas d'un aménagement à 4 places de front). La NAT sera donc le matériel le plus large dans le parc SNCF.

Parmi les autres points, on retiendra l'apparition d'une intercirculation complète ressemblant davantage à celles des métros des lignes RATP 1, 2 et 14 (MP89 - MF01) ou des tramways modernes d'Ile de France. On se trouve ainsi dans une salle très allongée davantage que dans des voitures distinctes. Ceci permet de répondre à plusieurs besoins, une meilleure circulation des passagers et une augmentation de leur sécurité.

Le plancher est un plancher plat intégral (pente maximale de 4 %), situé approximativement à 1 mètre du niveau des rails: les entrées se situent précisément à 0,985 m au-dessus de la hauteur des rails. Ceci permet de loger tous les équipements techniques en partie basse, sous le plancher.
L'accès de plain pied implique donc d'avoir des quais à la hauteur de 92 cm. Grâce à un comble-lacune, les PMR (personnes à mobilité réduite) en fauteuil roulant pourront accéder aux 2 voitures d'extrémité.
Si les quais sont à la hauteur de 55 cm, un emmarchement est nécessaire pour compenser la dénivellation d'une quarantaine de centimètres.

Ces caractéristiques en font un matériel relativement capacitaire (905 places par élément long, soit 503 assises et 402 debout - 754 passagers soit 407 assises et 347 debout par élément court; et pour mémoire, 908 places pour un élément long avec un aménagement à 4 places de front, soit 425 assises et 483 debout), l'absence d'un second niveau étant compensé par la meilleure utilisation de l'espace (pas d'escaliers, équipements techniques sous les planchers) et la largeur plus importante des caisses. Bombardier considère que l'avantage du matériel à 2 niveaux est en partie théorique, car les usagers n'ont pas naturellement tendance à se répartir sur l'ensemble des longueurs de couloirs et restent davantage sur les plates-formes réduisant d'autant les possibilités de circulation à l'intérieur de la rame.

Une autre particularité réside dans la répartition distribuée de la motorisation et du freinage, qui devrait améliorer les performances et la fiabilité.

Comme sur d'autres matériels, l'énergie de freinage est récupérée, ce qui rend le coût électrique d'un arrêt nettement moins important que dans les matériels les plus anciens.

Enfin, une architecture informatique basée sur un réseau IP permet de relier tous les composants du train, un système d'autodiagnostic, un certain nombre de dispositifs redondants et une possibilité de communication avec l'atelier de maintenance permettent d'anticiper une haute fiabilité (un certain nombre de ces fonctionnalités existent déjà sur l'AGC). Puisque les problèmes liés aux portes représentent généralement 30 à 40 % des pannes sur un train, les dispositifs d'ouverture et de fermeture ont fait l'objet de nombreux tests. Notons en passant que ces portes intègrent un dispositif de comptage qui permet entre autres d'ajuster la température des salles.

Pour les voyageurs, les spécificités résident non seulement dans les dimensions de la rame, notamment en largeur, mais aussi dans d'autres points relatifs au confort.

  • Des sièges plus larges que dans les matériels actuels (dossier de 49 cm au lieu de 45 cm, assise de 45 cm) décrits comme confortables, avec accoudoirs (disons séparation physique des sièges) et appuie-tête, disposés en rangées plus écartées que dans les matériels actuels (1,65 m, au lieu de 1,54 m, comme sur les matériels TER). Les sièges seront accrochés aux seules parois latérales, permettant un entretien des trains plus facile.
  • Des portes plus larges que sur les matériels de même type des générations précédentes
  • Un espace vélos, des espaces pour les PMR en fauteuils roulants, pour les personnes avec des poussettes ou des bagages encombrants
  • Une ambiance très colorée, qui changera des trains inox, et même des Z2N, même après leur rénovation
  • Des fenêtres de grandes dimensions
  • Un plancher chauffant permettant d'éviter l'occupation de l'espace sous les sièges par les radiateurs et séchant plus rapidement le sol par temps humide
  • Un éclairage complet, assuré par des LED (diodes électroluminescentes)
  • Des écrans d'information sur la mission du train et de télévision (TNT). Des messages sonores complèteront les informations concernant la mission du train. Le son des programmes d'agrément serait transmis via des écouteurs individuels.
  • la présence de la climatisation (tant dans les salles voyageurs que dans les cabines de conduite)
  • l'installation de caméras embarquées de vidéosurveillance (comme sur d'autres matériels récents: rames MP89 CA de la ligne M 14, tramways, et un certain nombre d'autobus d'Ile de France.

Intérieur NAT (maquette)

Maquette de la NAT (photo (C) Aquarius)

La NAT en chiffres

Les dimensions extérieures

  • Longueur caisse extrémité 16,53 m
  • Longueur caisse intermédiaire 13,24 m
  • Largeur 3,06 m
  • Hauteur 4,28 m

Les dimensions intérieures

  • Hauteur du plancher de la salle par rapport au rail 1,05 m
  • Largeur de porte 1,95 m
  • Hauteur des salles 2,15 à 2,31 m
  • Largeur intercirculations 2,30 m (aux épaules)

La mécanique

  • Tension d'alimentation 1500 V CC / 25 kV CA
  • Vitesse maximale 140 km/h
  • Accélération (0 à 50 km/h) 0,87 m/s2
  • Freinage en service 1,05 m/s2
  • Freinage Disques ventilés
  • Suspensions primaire à ressorts et secondaire pneumatique
  • Puissance continue traction 2,62 MW

Les différences entre éléments longs et éléments courts

 

Eléments Longs

Eléments Courts

Longueur d'un élément

112,50 m

94,31 m

Nombre de voitures

8

7 (dont une de 8 m de long)

Nombre de bogies

9
(5 moteurs, 4 porteurs) 

8
(5 moteurs, 3 porteurs)

Nombre de portes
(total des 2 faces)

16

14

Nombre de places 

905

754

Masse à vide

235 t

210 t


Où rencontrer la NAT ?

Vue générale de la maquette de la NAT

Vue générale de la maquette de la NAT présentée fin octobre 2007 sur les Champs-Elysées
(Fête des Transports 2007) - (photo (C) Aquarius)

En ce début 2009, probablement uniquement sur son site de fabrication à Crespin dans le département du Nord (où la première présentation officielle a eu lieu le 6 février 2009) et sur quelques voies d'essais en France et ailleurs en Europe (7 éléments prévus pour les essais). Il est cependant probable qu'elle sera en évidence dans les prochaines expositions ferroviaires (Fête des Transports, Journées Portes Ouvertes, ...)

Les premières rames entreront en circulation commerciale le 13 décembre 2009 sur la ligne Paris-Nord - Luzarches.

Le déploiement des 172 rames de la tranche ferme se fera ensuite sur les lignes suivantes:

  • ligne H (Nord, partie ouest): Paris - Luzarches (fin 2009 à mi 2010), Paris - Persan via Montsoult-Maffliers (mi 2010 à début 2011), Paris - Persan via Valmondois (début 2011 à mi 2012), Paris - Pontoise (début 2011 à mi 2012): 82 rames longues
  • ligne J (St Lazare, partie nord): Paris - Mantes par Poissy et par Conflans, Paris - Cergy et Paris - Ermont: 55 rames courtes (2013 à 2014)
  • ligne P (Est): Paris - Meaux, Paris - Coulommiers: 35 rames longues (20 entre mi 2012 et fin 2012, 15 entre fin 2014 et mi 2015)

Le déploiement de la NAT permettra d'éradiquer les rames inox en 2015 sur l'ensemble des lignes de la région Ile de France.

Les 200 rames optionnelles se répartissent en 70 éléments longs et 130 élements courts.


NAT alias...

L'appellation commerciale de cette automotrice est Francilien. Il a été choisi à la suite d'un sondage organisé à la Fête des Transports 2007 (Paris, Champs-Elysées) et sur le site Internet de la Région Ile-de-France et portant sur 4 propositions retenues par un jury tripartite région / STIF / SNCF Transilien.

Les résultats ont été les suivants:

  • Francilien -> 36 %; élu
  • Citilien -> 28 %
  • Néolien -> 24 %
  • Zilien -> 11 %

Notons au passage que le dit Francilien n'a aucun lien de parenté direct avec la Francilienne (A104, RN104), ni avec la statue du même nom se trouvant au milieu de l'échangeur A6 / RN104 à Corbeil-Essonnes. Par contre, le train et ses passagers s'appelleront de la même façon (c'est toujours mieux que Z5300 ou Z2N...).

La série dans la numérotation SNCF est Z50000. Cette (première) exception à la règle de numérotation des matériels bicourants dans la série Z20000-Z29999 est due au fait qu'aucune tranche d'un millier de numéros n'est plus disponible (le fait que la plupart des matériels commandés par la SNCF sont bicourants: continu 1500 V ou alternatif 25000 V 50 Hz n'y est probablement pas étranger).


Les conséquences sur l'évolution du parc de matériel Transilien

A une ou deux unités près, le comparatif prévisionnel 2006-2015 par ligne, hors RER A et B donne:

Réseau

Ligne

Parc 2006

Parc 2015 (projet)

Notes

EstE48 MI2N48 MI2N 
 P39 RIB/RIO
27 Z2N
12 Z2N
35 NAT
23 AGC
Radiation des RIB/RIO en 2015
NordH et K58 Z6100
12 RIB/RIO
15 VB2N
23 Z2N
82 NAT (H sauf Creil - Pontoise)
9 Z6400 (H Creil - Pontoise)
13 Z2N (K)
Radiation des Z6100 en 2012 et des RIB/RIO en 2015
St LazareJ18 RIB/RIO
43 VB2N
46 VB2N
34 NAT
Radiation des RIB/RIO en 2014
 L8 Z2N
75 Z6400
65 Z6400
21 NAT
 
Rive GaucheC et U181 Z2N185 Z2N 
MontparnasseN25 Z5300
22 VB2N
33 VB2NRadiation des Z5300 en 2012-2013
Sud-EstD et R45 Z5300
118 Z2N
143 Z2NRadiation des Z5300 en 2012

 

Plus en détails (comme à l'accoutumée), une réponse de BenJ sur le site debats.sncf.com en septembre 2008:

 

Bonjour,

Votre question sur le matériel roulant Transilien est très vaste, je vais m'efforcer de vous apporter un maximum de précisions.

Commençons ce tour d’horizon par les rames « inox » : 

  • Concernant les rames « petits gris » qui n’ont fait l’objet d’aucune rénovation de grande ampleur (à savoir les Z5300 des lignes D, R et N, et les Z6100 des lignes H et K), leur retrait du service se poursuit. C’est ainsi que la ligne K reçoit peu à peu des « petits gris » entièrement rénovés (RIB/RIO équipés notamment du Système d’Information Voyageur Embarqué - SIVE) en provenance de la ligne P (où ces rames ont été remplacées par des automoteurs Bombardier hybrides bi-mode bi-tension « BiBi »). Sur la ligne D, une étape sera franchie au prochain changement de service en décembre, avec la disparition des Z5300 sur l’axe Melun via Combs-la-Ville (sauf cas de remplacements exceptionnels). La prochaine vague importante de radiations interviendra de début 2010 à début 2013 : l’arrivée du « Francilien » (alias NAT ou Z50000 en interne) sur la ligne H, permettra dans un premier temps de transférer, par échanges de matériels entre lignes, des rames à deux niveaux Z2N vers la ligne D (pour y remplacer les Z5300), puis de remplacer les Z6100.
  • Les RIB/RIO rénovées des lignes H, J et P seront ensuite également remplacées par des Franciliens (Z50000), des échanges de matériels entre lignes permettant en parallèle d’homogénéiser au maximum les parcs pour simplifier la maintenance et l’exploitation.
  • Enfin, les 75 rames Z6400 de la ligne L ont subi une rénovation (livrée, sols, sièges, aménagements intérieurs, SIVE) entre 1999 et 2005. La question de leur remplacement, à partir de 2015, est à l’étude, notamment dans le cadre du schéma directeur du matériel roulant élaboré par le STIF (j’y reviendrai plus loin). 

Poursuivons avec les rames à deux niveaux :

  • Les 80 rames VB2N tractées ou poussées par une locomotive, affectées aux lignes J, N et H, ont toutes fait l’objet d’une rénovation lourde entre 2002 et 2007 (livrée, aménagements intérieurs, sièges, sols, SIVE, ventilation réfrigérée,…). 65 de ces rames circuleront d’ici mi-2009 avec de nouvelles locomotives BB27300 leur conférant des capacités d’accélération et de freinage proches des rames automotrices Z2N. Les 15 rames restantes, transférées de la ligne H vers la ligne N en 2011/2012, seront utilisées avec des BB7200 adaptées au service Transilien. Ces machines présentent une puissance équivalente aux BB27300. La radiation de ces rames VB2N n’est pas prévue avant l’horizon 2015/2020 à ce jour. 
  • Les 52 rames Z5600 des lignes C, D et R, ainsi que les 58 rames Z8800 des lignes C et U (correspondant aux deux premières séries d’automotrices à deux niveaux type Z2N livrées entre 1983 et 1988) vont faire l’objet entre 2009 et 2016 d’un programme de rénovation portant sur le renouvellement des aménagements intérieurs, des sièges, des sols, et l’installation du SIVE et de la vidéo-surveillance à partir de 2010 (les rames traitées en 2009 feront l’objet d’un « retrofit » ultérieur). On pourra signaler à propos des Z5600 des lignes D et R, que celles-ci bénéficient actuellement d’une opération de remise à niveau avant modernisation (comprenant notamment le remplacement des sièges et des vitres embuées).
  • Le programme de rénovation des 194 rames Z20500 circulant sur les lignes C, D, H, L et P, commencé en 2007 sur la ligne D, va se poursuivre sur l’ensemble du parc jusqu’en 2016, selon le même contenu que les Z5600 et Z8800. 
  • Concernant les rames V2N, celles-ci sont affectées aux activités TER (Bourgogne, Picardie,…) ou Corail Intercités. Un programme de rénovation est en cours depuis 2002, portant là encore sur la livrée extérieure, les sièges, les sols,… mais sans installation de nouvelles fonctionnalités pour le moment (pas de climatisation en particulier). 
  • Enfin, aucune opération de rénovation n’est pour l’heure prévue sur les MI2N de la ligne E (Z22500). Leur échéance de première révision est en effet fixée en 2012, ce qui laisse encore du temps pour définir un éventuel programme.

J’en profite pour signaler que les programmes de modernisation des RIB/RIO, VB2N et Z2N, ainsi que l’acquisition des « BiBi » et Franciliens, font l’objet d’un cofinancement STIF – SNCF.

Comme vous l’aurez constaté, l’installation de dispositifs de climatisation n’est pas prévue à bord des Z5600, Z8800 et Z20500. Bien qu’il s’agisse d’une demande forte des voyageurs (près de 60% d’après une récente étude portant sur les premières Z20500 rénovées), nous nous heurtons malheureusement à des contraintes techniques incontournables. En effet, les voyageurs utilisant des rames VB2N rénovées (qui ont reçu la ventilation réfrigérée) ou bien les Z20900 des lignes C et H (version évoluée des Z20500 avec ventilation réfrigérée) auront remarqué que le passage des gaines de diffusion en salle haute, le long des baies, conduit à la suppression d’un siège par travée (disposition en 2+2 et non en 3+2). La question s’est donc posée de diminuer la capacité des rames, au profit d’un dispositif dont l’utilité se porte entre 30 et 60 jours par an. Dans le contexte actuel de progression très forte de la fréquentation sur le réseau Transilien, il a été jugé préférable de ne pas retenir cette hypothèse.

De plus, dans le cadre de l’élaboration du Schéma Directeur du Matériel Roulant, qui doit fixer pour les 20 années à venir les grandes orientations en matière de renouvellement et d’évolutions du parc, le STIF, avec la SNCF, souhaite étudier l’hypothèse d’un remplacement anticipé des rames de type Z2N par un matériel plus performant, tant en termes d’accélération et de freinage, que d’accessibilité et de gestion des flux (notamment pour diminuer les temps de stationnement en gare).

Ce tour d’horizon ne serait pas complet sans évoquer la rénovation profonde qui touchera les 119 rames de la ligne B (MI79 alias Z8100) à partir de 2010. Ce programme cofinancé par le STIF, la RATP et la SNCF comprendra une restructuration complète des aménagements intérieurs, la mise en place du SIVE et l’installation d’une ventilation réfrigérée (qui, là, pose nettement moins de problèmes d’intégration puisqu’il s’agit d’un matériel à un seul niveau).

J’espère avoir répondu à vos interrogations.

Cordialement,

Benjamin


Pour en savoir plus

A propos de la NAT 

A propos de la présentation officielle à Crespin le 6 février 2009:

Informations supplémentaires