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title: "Trains “Zéro-émission” : transition énergétique ou greenwashing ?"
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date_published: 2020-11-19
date_modified: 2021-06-24
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  - Transition énergétique
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# Trains “Zéro-émission” : transition énergétique ou greenwashing ?

![Trains “Zéro-émission” : transition énergétique ou greenwashing ?](https://www.systra.com/wp-content/uploads/2020/11/bandeau_re_trains_zerp_emissions.jpg)

Le ferroviaire voit ses acteurs proposer, les uns après les autres, des
matériels roulants labellisés « zéro-émission » et rivalisant d’innovations
technologiques. Jusqu’à présent limitée aux bus et tramways, cette tendance se
généralise au rail conventionnel et suscite de nombreux espoirs de croissance
durable. Mais le « verdissement » de nos transports régionaux ou périurbains
est-il si facile ? À quel prix ? Et ces trains sont-ils vraiment « zéro-émission
 » ?

## Quelles technologies pour des trains ⏎ « zéro-émission » ?

Au-delà des trains alimentés par caténaire – qui sont déjà « zéro-émission » sur
leur parcours– de nombreuses technologies ont vu le jour pour remplacer les
trains diesels actuels : gaz naturel, batteries de traction, hydrogène et même
panneaux solaires, seuls ou combinés en trains « hybrides ».

- **L’énergie solaire** peut rapidement être écartée des solutions autonomes :
  le rayonnement solaire à la surface de la Terre est insuffisant pour alimenter
  un train en service régulier et, accessoirement, rouler de nuit est
  problématique.

- Les carburants alternatifs comme le **gaz naturel** ne constituent pas en
  général des alternatives pertinentes au diesel en termes d’émissions au sens
  large. Une exception néanmoins : le **biogaz**, lorsqu’il est utilisé à partir
  de déchets agricoles. Sa combustion émet certes d’autres particules que les
  Gaz à Effet de Serre (GES), et son application à grande échelle est un défi,
  mais transformer le méthane en dioxyde de carbone en fait une technologie à
  émissions négatives à court et moyen-terme !

- **Les trains à batteries** sont l’évolution directe des trains électriques
  classiques : le stockage d’énergie embarquée leur permet de rouler sur des
  lignes non électrifiées et de bénéficier de l’efficacité énergétique
  capitalisée par des décennies d’ingénierie ferroviaire, du contact roue-rail
  au freinage par récupération. L’autonomie et le cycle de vie (production,
  démantèlement) des batteries en sont les principaux facteurs limitants à
  l’heure actuelle.

![1-vlcsnap-2020-11-16-15h14m53s755](https://www.systra.com/wp-content/uploads/2020/11/1-vlcsnap-2020-11-16-15h14m53s755.png)

![2-vlcsnap-2020-11-16-15h15m37s811](https://www.systra.com/wp-content/uploads/2020/11/2-vlcsnap-2020-11-16-15h15m37s811.png)

_Train à batteries ©Bombardier_

![3-vlcsnap-2020-11-16-15h16m50s593](https://www.systra.com/wp-content/uploads/2020/11/3-vlcsnap-2020-11-16-15h16m50s593.png)

- **Les trains à hydrogène** utilisent une « pile à combustible » pour générer
  de l’électricité à partir d’hydrogène. Les piles à combustible fonctionnant en
  régime stabilisé, des batteries sont ajoutées pour répondre aux pics de
  puissance nécessités par la propulsion du train. Les trains à hydrogène sont
  donc aussi des trains à batteries, palliant leur autonomie limitée par une
  grande capacité de stockage d’hydrogène sous haute pression. L’hydrogène
  n’étant pas directement accessible, le challenge se déplace au niveau de sa
  production et de ses enjeux économiques, énergétiques et environnementaux.
  Bien plus que les trains à batteries, le caractère « zéro-émission » d’un
  train à hydrogène est avant tout celui de l’électricité utilisée pour le
  produire !

![alstom-h2](https://www.systra.com/wp-content/uploads/2020/11/alstom-h2-1024x577.png)

_Différentes sources d’énergie pour une même propulsion : train à hydrogène ©Alstom_

## Quelle est la meilleure solution ?

Toutes ces technologies ont leurs avantages et inconvénients : comment choisir ?

- Dès que le mix énergétique permet d’obtenir des émissions de GES comparables,
  ce sont** les réalités de l’exploitation **qui font la différence :
  s’interroger sur « Quelle est la distance entre les arrêts ? », « Combien de
  temps disponibles avant de repartir ? », « Le profil de la ligne est-il
  accidenté ? » permet de faire rapidement émerger les meilleures solutions
  possibles.

- La **capacité d’adaptation de l’existant**, infrastructures comme matériel
  roulant, est également un critère de décision. L’adaptation de motorisations
  thermiques au biogaz ou l’intégration de batteries dans des trains hybrides
  est l’opportunité de viser le « zéro-émission » en limitant les impacts sur
  les modèles d’exploitation et sur l’intégrité des réseaux existants.

- En termes d’investissement, **l’effet d’échelle** est incontournable, car le
  choix de la technologie est aussi le choix de la répartition des coûts entre
  infrastructures, matériel roulant et consommation d’énergie : l’étendue du
  réseau, de la flotte et des installations requises sont spécifiques au service
  envisagé et déterminent la pertinence de chaque application.

![img_train_paca](https://www.systra.com/wp-content/uploads/2020/11/img_train_paca.jpg)

_Un train diesel en région PACA, accompagnée par SYSTRA pour évaluer les alternatives « zéro-émissions » pertinentes ©CAF_

Il n’y a pas de solution universelle, en particulier si l’on considère les
services voyageurs, allant de dessertes touristiques et régionales à des réseaux
suburbains à forte densité. L’électrification par caténaires ou les batteries
embarquées trouvent d’ores et déjà un vaste domaine de pertinence, s’avérant les
plus efficaces et économiques dans la majorité des cas d’usage, compte-tenu des
distances inter-gares usuelles et de l’intensité de l’offre ferroviaire.
L’hydrogène et le biogaz ont leurs avantages, mais sont dépendants du
développement de leur propre filière énergétique et nécessitent incitations et
opportunités externes, qu’il s’agisse de partenariats locaux ou d’effets
d’échelle avec d’autres secteurs clients.

Mais cette diversité de solutions est aussi une opportunité d’un point de vue
international. Elle rend l’industrie ferroviaire capable de proposer des
solutions de réduction des émissions de GES adaptées à chaque contexte. Les pays
émergents au développement progressif de leurs filières énergétiques, ou
fortement orientés vers les ressources naturelles localement prépondérantes, ne
sont pas contraints au choix du diesel : ils peuvent bénéficier de technologies
« zéro-émission » adaptées à leur profil énergétique et ainsi démontrer que
développement économique et transition énergétique ne sont pas antagonistes.

## Quelles perspectives d’évolution ?

La transition énergétique sera de plus en plus inscrite dans les
réglementations, c’est une tendance de fond. C’est déjà le cas pour les bus dans
certains pays comme la France : SYSTRA en est un leader via de nombreux projets
liés à l’électromobilité et en conseillant les autorités organisatrices de
transport désireuses d’anticiper des changements similaires pour les services
ferroviaires.

- Les **batteries** présentent un fort potentiel d’amélioration au cours des
  prochaines années. Les leviers de l’industrie automobile sont à même de
  générer des augmentations de capacité et de durée de vie des cellules de
  batteries tout en réduisant leur coût, ce dont l’industrie ferroviaire
  bénéficiera également… Voir des géants pétroliers racheter des fabricants de
  batterie n’est pas anodin.

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- **Le biogaz** souffre d’un déficit d’image, pour des raisons culturelles et
  historiques, et son potentiel volume de production est limité. Mais ses
  qualités intrinsèques pourraient générer bien des opportunités pour des
  initiatives locales permettant de « verdir » facilement et rapidement
  l’exploitation de lignes à faible densité de trafic.

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- **L’hydrogène **est un sujet en soi. Du seul point de vue du transport et de
  la mobilité, la solution à hydrogène peine à trouver son domaine de
  pertinence, en l’état actuel de la technologie. Mais bien plus qu’un carburant
  pour le transport, l’hydrogène est un vecteur énergétique doté de capacités de
  stockage d’électricité décarbonée. En d’autres termes, dans le cadre d’une
  stratégie multi-secteurs associant génération d’électricité bas-carbone,
  production d’hydrogène et industrie ferroviaire, le train à hydrogène pourrait
  être le vaisseau amiral de l’export de la mobilité « zéro-émissions » vers les
  pays à mix électrique fortement carbonés…

![img_train_hydrogene](https://www.systra.com/wp-content/uploads/2020/11/img_train_hydrogene.png)

> …Train à Hydrogène : le vaisseau amiral de l’export de la mobilité «
> zéro-émission » vers les pays à électricité fortement carbonée… ©Alstom

## Trains « zéros-émissions » : la complémentarité, solution idéale ?

Quand le trafic s’avère insuffisant pour justifier l’électrification d’une
ligne, l’industrie ferroviaire n’est pas en manque de solutions pour proposer
des alternatives permettant de réduire l’empreinte environnementale du transport
à coûts maîtrisés. Mais pour l’heure, aucune solution autonome ne peut rivaliser
entièrement avec une caténaire.

Si les batteries disposent d’une efficacité inégalée, elles présentent aussi des
contraintes opérationnelles sur leur cycle de vie complet : des progrès
technologiques sont indispensables pour réaliser leur plein potentiel.
L’hydrogène acclamé et le biogaz méprisé sont tous deux dépendants du
développement de filières externes de production à grande échelle et de circuits
de distribution – qui ne peuvent être assumés par les seules lignes ferroviaires
de faible trafic. Mais plutôt que de réaliser un pari sur l’avenir en
privilégiant une technologie, la solution la plus sage consiste à préserver la
complémentarité de ce portefeuille technologique, permettant de sélectionner la
solution la plus adaptée aux besoins de l’offre ferroviaire et aux opportunités
énergétiques locales.

Plus généralement, le label « zéro-émission » étant directement dépendant du mix
électrique local, les technologies de trains « zéro-émission » dépassent le
simple cadre de la mobilité. Mettant en évidence la possibilité de transformer
de l’électricité bas-carbone en produits stockables et transportables, elles
ouvrent la voie d’un marché international de l’énergie bas-carbone à coûts
maîtrisés. Et dont le train « zéro-émission » serait le premier messager…