trimode

Une locomotive ou un train tri-mode est conçu pour tirer son énergie de trois sources distinctes : les lignes électriques aériennes là où elles existent, un générateur diesel embarqué là où les lignes ne sont pas électrifiées, et des batteries rechargeables pour les courtes sections non électrifiées. Cette flexibilité permet à un seul véhicule de fonctionner sur des réseaux ferroviaires mixtes sans changement de moteur, ce qui le rend inestimable sur les itinéraires qui passent de segments urbains électrifiés à des embranchements ruraux diesel.

Les trois systèmes fonctionnent en parallèle. Le pantographe se connecte à la caténaire aérienne (généralement 25 kV CA en Europe, 1,5 kV CC dans certains réseaux plus anciens). Le moteur diesel entraîne un générateur qui produit la même tension pour les moteurs de traction. Les batteries, généralement au lithium-ion dans les unités modernes, fournissent une puissance supplémentaire pendant de courtes périodes non électrifiées ou agissent comme tampons pendant les pics de demande. Le système de contrôle embarqué bascule entre les sources automatiquement ou via une commande du conducteur, en sélectionnant celle qui est disponible.

Pourquoi le tri-mode est important en pratique

Les opérateurs évitent le coût et la complexité de l'entretien de flottes diesel et électriques distinctes. Une seule unité tri-mode peut assurer le service de banlieue du matin sur les lignes électrifiées vers la ville, puis exploiter le service d'embranchement de l'après-midi vers les petites villes où les caténaires n'ont jamais été installées. L'autonomie des batteries est généralement de 20 à 80 kilomètres selon le terrain et la charge, ce qui la rend réaliste pour un véritable travail sur les embranchements plutôt que pour une fiction marketing.

Les inconvénients sont le poids et le coût. Une unité tri-mode transporte un réservoir diesel, un générateur, des batteries et leurs contrôleurs, ce qui la rend plus lourde qu'un équivalent purement électrique. La maintenance devient plus complexe : les opérateurs doivent gérer trois systèmes d'alimentation indépendants plutôt qu'un seul. La conception du moteur de traction doit tolérer les variations de tension des trois sources sans dommage. Le freinage par récupération (récupération d'énergie lors du ralentissement) fonctionne différemment selon le mode d'alimentation.

Les trains tri-modes sont apparus dans les années 2010, lorsque la technologie des batteries est devenue suffisamment fiable pour un usage industriel. La British Rail Class 769 en est un exemple notable, convertie à partir de châssis existants. Les opérateurs allemands et scandinaves ont adopté des rames tri-modes sur les réseaux régionaux où l'électrification complète était économiquement irréalisable. Le concept est un compromis technique : plus flexible qu'un pur électrique, moins d'émissions qu'un pur diesel, mais n'offrant ni la simplicité de l'électrification ni l'autonomie du diesel-électrique traditionnel.