Découvrez les différents pour les trains, du carburant diesel traditionnel aux options innovantes comme les piles à combustible à hydrogène et l’énergie solaire. Explorez les avantages et les inconvénients de chaque option pour comprendre sur quels trains circulent.
Sources d’énergie pour les trains
Les trains sont un mode de transport important, permettant de déplacer des personnes et des marchandises sur de vastes distances. Ils nécessitent une source d’énergie fiable et efficace pour fonctionner. Examinons de plus près les trois principaux éléments pour les trains : le carburant diesel, l’énergie électrique et les piles à combustible à hydrogène.
Diesel
Les moteurs diesel propulsent les trains depuis plus d’un siècle. Ils fonctionnent en comprimant l’air dans les cylindres, ce qui enflamme le carburant et crée de l’énergie. Le carburant diesel est largement disponible et possède une densité énergétique élevée, ce qui en fait un choix efficace pour les longs courriers. De plus, les moteurs diesel ont une longue durée de vie et sont relativement faciles à entretenir.
Cependant, le carburant diesel présente également certains inconvénients. Les moteurs diesel émettent des polluants nocifs, tels que des oxydes d’azote et des particules, qui peuvent contribuer à la pollution de l’air. Cela a conduit à une réglementation accrue et au développement d’alternatives plus propres.
Puissance électrique
Les trains électriques utilisent une source d’énergie externe pour entraîner des moteurs électriques qui alimentent les roues du train. Cela peut être réalisé de différentes manières, notamment par lignes aériennes, troisième rail et alimentation par batterie.
Les lignes aériennes sont la méthode la plus courante pour fournir de l’énergie électrique aux . Les fils sont tendus au-dessus des voies et le train utilise un pantographe pour se connecter aux fils et tirer de l’énergie. Les systèmes de troisième rail ont un rail conducteur qui longe les voies, dont le train tire son énergie à l’aide d’un sabot ou d’un autre dispositif. Les trains alimentés par batterie utilisent de grosses batteries pour stocker et libérer de l’énergie selon les besoins.
Les trains électriques sont très efficaces et ne produisent aucune émission au point d’utilisation. Cependant, la production d’électricité génère toujours des émissions, de sorte que l’impact environnemental global dépend de la manière dont l’électricité est produite. De plus, les trains électriques nécessitent des infrastructures importantes, telles que des câbles aériens ou des troisièmes rails, qui peuvent être coûteux à installer et à entretenir.
Pile à combustible à hydrogène
Les piles à combustible à hydrogène sont une technologie plus récente en cours de développement pour être utilisée dans les trains. Ils fonctionnent en combinant l’hydrogène et l’oxygène pour créer de l’électricité, qui alimente un moteur électrique. Le seul sous-produit de ce processus est l’eau, ce qui fait des piles à combustible à hydrogène une alternative propre et efficace aux combustibles fossiles.
Les piles à combustible à hydrogène en sont encore aux premiers stades de développement pour être utilisées dans les trains, mais elles s’avèrent prometteuses en tant qu’option durable et à faibles émissions. Cependant, il reste encore des défis à relever, comme le coût élevé de la production et de la distribution de l’hydrogène.
*Sources :
– « Moteurs de locomotives diesel ». GE Transport, www.getransportation.com/locomotives/diesel-locomotive-engines.
– « Locomotive électrique ». Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., www.britannica.com/technology/electric-locomotive.
– « Trains à pile à hydrogène : une énergie propre pour l’avenir du rail. » FuelCellsWorks, 3 août 2021, fuelcellsworks.com/news/hydrogen-fuel-cell-trains-clean-energy-for-the-future-of-rail/.
Trains diesel
Le diesel est courant sur les voies ferrées du monde entier. Ils utilisent des moteurs diesel comme source d’énergie pour se propulser vers l’avant. Le moteur diesel est un moteur à combustion interne qui fonctionne en comprimant l’air et le carburant ensemble, puis en l’allumant pour créer de l’énergie. Cette énergie est ensuite captée par la transmission du train et convertie en puissance mécanique qui entraîne les roues.
Comment fonctionnent les moteurs diesel
Les moteurs diesel sont connus pour leur rendement élevé et leur durabilité. Ils fonctionnent en comprimant l’air dans un cylindre, puis en injectant du carburant diesel dans le cylindre au bon moment. La chaleur générée par l’air comprimé provoque l’inflammation du carburant, créant une explosion contrôlée. Cette explosion force le piston vers le bas, ce qui fait tourner le vilebrequin et entraîne les roues.
Les moteurs diesel sont fiables et puissants, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans les trains. Ils peuvent générer beaucoup de couple à basse vitesse, ce qui est essentiel pour déplacer de lourdes charges. De plus, les moteurs diesel peuvent fonctionner longtemps sans nécessiter d’entretien, ce qui les rend rentables.
Avantages des trains diesel
Les trains diesel présentent plusieurs avantages par rapport aux autres types de trains. D’une part, ils sont très efficaces et peuvent parcourir de longues distances sans avoir besoin de faire le plein. Le carburant diesel est largement disponible, ce qui facilite l’exploitation des trains diesel dans les zones reculées.
Un autre avantage des trains diesel est leur durabilité. Les moteurs diesel sont robustes et peuvent résister à des conditions difficiles, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans les trains circulant sur des terrains accidentés. De plus, les trains diesel sont rentables à exploiter, car le carburant diesel est relativement peu coûteux.
Inconvénients des trains diesel
Malgré leurs avantages, les trains diesel présentent également plusieurs inconvénients. Un inconvénient majeur est leur impact environnemental. Les moteurs diesel émettent des polluants, notamment des particules et des oxydes d’azote, qui peuvent nuire à l’environnement et à la santé humaine.
Les diesels sont également bruyants, ce qui peut être une nuisance pour les personnes vivant à proximité des voies ferrées. De plus, le carburant diesel est une ressource non renouvelable, ce qui signifie que son approvisionnement est limité. En conséquence, les trains diesel pourraient devenir moins viables à l’avenir, à mesure que les sources de carburant alternatives deviendront plus répandues.
Trains électriques
Les trains électriques sont un mode de transport populaire utilisé depuis plus d’un siècle. Ces trains sont alimentés par de l’électricité qui est fournie au train via des lignes aériennes, un troisième rail ou une batterie. Dans cette section, nous explorerons les différentes utilisations des trains électriques ainsi que les avantages et les inconvénients de chacun.
Lignes aériennes
Les trains électriques qui utilisent des lignes aériennes sont également appelés systèmes caténaires. Ces trains sont équipés d’un pantographe, qui est un dispositif qui récupère l’électricité des lignes aériennes. L’électricité est ensuite transférée au moteur du train, qui entraîne les roues. Les lignes aériennes sont la méthode la plus courante pour alimenter les trains électriques et sont utilisées dans de nombreux pays à travers le monde.
L’un des avantages des lignes aériennes est qu’elles fournissent une source d’énergie constante et fiable au train. Cela signifie que les trains électriques utilisant des lignes aériennes peuvent circuler à des vitesses élevées et avoir une plus grande autonomie que les autres types de trains électriques. Cependant, les lignes aériennes peuvent être coûteuses à installer et à entretenir, et elles peuvent être inesthétiques dans certaines zones.
Troisième rail
Une autre méthode d’alimentation électrique consiste à utiliser un troisième rail. Il s’agit d’un rail conducteur parallèle à la voie ferrée et qui alimente le train en énergie. Le train est équipé d’un sabot qui récupère l’électricité du troisième rail et la transfère au moteur du train.
L’un des avantages des systèmes sur troisième rail est qu’ils sont plus compacts et nécessitent moins d’espace que les lignes aériennes. Cela en fait un choix populaire pour les zones urbaines où l’espace est limité. Cependant, les systèmes de troisième rail peuvent être dangereux, car des personnes et des animaux peuvent entrer en contact avec le rail électrifié.
Puissance de la batterie
Les trains électriques alimentés par batterie constituent un développement relativement nouveau dans le monde des transports. Ces trains utilisent des batteries rechargeables pour alimenter le moteur, éliminant ainsi le besoin de lignes aériennes ou d’un troisième rail. Les trains alimentés par batterie sont de plus en plus populaires, en particulier dans les zones où il est difficile ou coûteux d’installer des lignes aériennes ou un troisième rail.
L’un des avantages des trains alimentés par batterie est qu’ils sont respectueux de l’environnement, car ils ne produisent aucune émission. Ils sont également silencieux et peuvent fonctionner dans des zones où la pollution sonore est préoccupante. Cependant, les appareils alimentés par batterie ont une autonomie limitée et nécessitent une recharge fréquente, ce qui peut constituer un défi pour les voyages longue distance.
- Avantages des lignes aériennes :
- Source d’alimentation fiable
- Haute vitesse et portée
- Largement utilisé
- Inconvénients des lignes aériennes :
- Coûteux à installer et à maintenir
- Inesthétique dans certaines zones
- Avantages du troisième rail :
- Plus compact que les lignes aériennes
- Populaire dans les zones urbaines
- Inconvénients du troisième rail :
- Peut être dangereux
- Nécessite des mesures de sécurité pour éviter l’électrocution
- Avantages de l’alimentation par batterie :
- Respectueux de l’environnement
- Fonctionnement silencieux
- Peut fonctionner dans des zones sans lignes aériennes ni troisièmes rails
- Inconvénients de l’alimentation par batterie :
- Gamme limitée
- Recharge fréquente requise
Trains à carburant alternatif
Les trains à carburant alternatif deviennent de plus en plus populaires à mesure que le monde recherche des options de transport plus durables et plus respectueuses de l’environnement. Ceux-ci utilisent des technologies non traditionnelles telles que les piles à combustible à hydrogène, les biocarburants et l’énergie solaire. Dans cette section, nous explorerons chacune de ces sources de carburant alternatives et leurs avantages.
Trains à pile à combustible à hydrogène
Les trains à pile à combustible à hydrogène sont alimentés par l’électricité générée par une réaction chimique entre l’hydrogène et l’oxygène. Ces trains n’émettent que de la vapeur d’eau, ce qui en fait une option de transport zéro émission. L’un des principaux avantages des trains à pile à combustible à hydrogène est qu’ils ont une autonomie plus longue que les trains alimentés par batterie. Ils peuvent également être ravitaillés rapidement, ce qui en fait une option viable pour les voyages longue distance. Cependant, l’infrastructure nécessaire à la production et au transport de l’hydrogène en est encore à ses balbutiements, ce qui rend l’adoption des trains à pile à combustible à hydrogène un processus lent.
Trains à biocarburant
Les trains à biocarburants utilisent des carburants renouvelables tels que le biodiesel à base d’huiles végétales ou l’éthanol à base de maïs ou de canne à sucre. Ces carburants émettent moins de gaz à effet de serre que le carburant diesel traditionnel, ce qui en fait une option plus durable. Les trains à biocarburant peuvent également utiliser des moteurs diesel existants avec des modifications mineures, ce qui en fait une modernisation relativement facile pour les trains existants. Cependant, la production de biocarburants peut être coûteuse et nécessite une utilisation importante des terres, ce qui peut entraîner la déforestation et d’autres problèmes environnementaux.
Trains à énergie solaire
Les trains à énergie solaire utilisent des panneaux solaires pour produire de l’électricité qui alimente le train. Ces trains sont une source d’énergie entièrement renouvelable et n’émettent aucune émission. L’énergie solaire est particulièrement utile dans les zones très ensoleillées, telles que les régions désertiques. Cependant, ils sont limités par la quantité de lumière solaire disponible et nécessitent des investissements importants dans l’infrastructure de panneaux solaires.
*Avantages des trains à carburant alternatif :
– Zéro émission
– Plus durable
– Source d’énergie renouvelable
– Potentiel de portée plus longue
– Peut utiliser des moteurs existants avec des modifications mineures
*Inconvénients des trains à carburant alternatif :
– Infrastructure coûteuse requise
– Limité par la disponibilité de la source de carburant
– Gamme limitée pour certaines options
– Nécessite un investissement important dans de nouvelles technologies et infrastructures
