L’allègement des véhicules ferroviaires, qu’il s’agisse des locomotives, des voitures et wagons, est assez consubstantiel à l’histoire du chemin de fer depuis 200 ans, d’abord dans un objectif d’accroissement de la vitesse, avec donc aussi la maîtrise de la masse déplacée. Le TGV file à 320 km/h et sa masse à l’essieu n’excède pas 17 tonnes, alors qu’une locomotive BB classique affiche 88 à 90 tonnes pour une vitesse maximale de 200 km/h.
La relance d’un vieux débat
Les « trains légers » sont revenus dans le débat français en 2018, relayés par un Secrétaire d’Etat aux Transports qui y voyait le moyen de contourner le problème du besoin d’investissement sur le réseau ferroviaire et singulièrement sur les lignes de desserte fine du territoire. C’est une posture et un travers bien française que de ne pas affronter le problème pour le régler, mais de croire aux solutions miracles permettant de l’esquiver. Rien de véritablement nouveau sur le plan technique, puisque dès les années 1930, des expérimentations d’autorails de faible masse ont été menées à plus ou moins grande échelle, avec parfois de simples autocars avec roues ferroviaires.
L’heure de gloire de l’autorail léger remonte aux années 1945-1950. L’objectif était d’abord d’éliminer la traction à vapeur sur de nombreuses dessertes omnibus pour réduire les coûts d’exploitation sur des lignes à faible fréquentation. La Fédération Nationale des Cheminots, affiliée à la CGT, avait proposé un autorail (X5600) sur 2 essieux disposant d’une quarantaine de places. Les Etablissements Billard avaient développé toute une gamme pour les chemins de fer départementaux à voie métrique mais aussi pour des lignes à voie normale,à bogies avec une suspension spécifiquement étudiée pour les mauvaises voies des lignes secondaires. La SNCF avait conçu un autorail unifié de 150 chevaux (séries X5500 et X5800), plus puissant, plus capacitaire et un peu plus rapide.
Leur carrière fut cependant courte puisque les FNC furent réformés entre 1960 et 1966 tandis que les derniers U150 cessèrent leur service en 1977. Pas assez capacitaires, ni performants et au roulement médiocre, les X 5500/5800 étaient très décriés pour leur tenue de voie – et globalement fragiles, ces engins avaient quand même divisé par 3 les coûts d’exploitation. Ils furent remplacés par des autorails plus classiques, comme les X3800, plus lourds, avec une masse à vide de 8 tonnes par essieu… ou par des autocars lors de fermetures de ligne. Cependant, on ne peut établir de lien direct entre la fin de carrière des « trains légers » de l’après-guerre et l’arrêt d’exploitation d’une partie du réseau, d’abord motivé par le déficit d’exploitation et non par le besoin d’investir sur les infrastructures. D’une certaine façon, l’autocar Saviem S53 a été le successeur des premiers trains légers.
Le débat a refait surface dans les années 1980 avec une petite concrétisation en 1990 : l’A2E, autorail à 2 essieux, série X97150. Plus puissant (209 kW), mais avec une vitesse maximale de 90 km/h et une capacité assise de seulement 50 places (38 fauteuils et 12 strapontins), les 3 autorails construits pour les besoins des lignes Guingamp – Carhaix et Guingamp – Paimpol alors affermées à CFTA eurent une carrière en demi-teinte, pour les mêmes raisons principales : capacité et fiabilité insuffisante de leur chaine cinématique (conception prototype).
CFTA devait maintenir en service des autorails plus classiques, plus anciens aussi – d’abord des X2400 puis des X2800 – pour assurer les trains les plus fréquentés, notamment pour les scolaires. La Région a ensuite engagé des X2100 puis, après leur réforme, des X73500 : en quelque sorte, ces lignes exploitées par Transdev Rail Bretagne sont rentrées dans le rang.
Les A2E n’ont pas démérité en permettant la relance des lignes subsistantes de l’ancien réseau breton ce qui a permis d’éviter leur fermeture, mais leur architecture serait aujourd’hui inappropriée vis-à-vis des normes PMR notamment (plancher haut).
Et pourtant, avec 25,5 tonnes sur 2 essieux, l’A2E pouvait-il être réellement qualifié de léger ? La comparaison avec les autres autorails monocaisses apparus depuis 1980 (tableau ci-après) montre que le dernier modèle français, l’X73500, constitue un optimum performant entre vitesse, confort et capacité. Souvent pris en comparaison, le RS1 développé par ADTranz et finalement repris par Stadler, affiche une masse certes inférieure, mais avec une motorisation plus simple, avec boîte de vitesses Voith plutôt qu’une transmission hydraulique, et moins performante, l’autorail plafonnant à 120 km/h. Stadler a présenté à Innotrans 2024 un prototype RS0, avec une environ 60 places, mais surtout une sérieuse prise de poids.
Le tableau ci-dessous illustre le lien entre la masse des véhicules, leurs performances, leurs capacités, leurs équipements et l’évolution des normes de sécurité. Plus on veut transporter de voyageurs, plus on veut rouler vite, plus le train prend du poids… encore que, selon qu’on raisonne en masse à l’essieu ou par voyageur transporté, le résultat n’est pas le même et peut se révéler surprenant, l’X2100 étant plus lourd (780 kg par siège) que l’AGC (743 kg )…
Plus léger, du moins en apparence
Plus légers encore, les trams-trains sont nettement sous la barre des 10 tonnes à vide, mais avec un gabarit réduit et des sujétions liées à la possibilité de circuler sur des réseaux urbains. Les trams-trains plafonnent à 100 km/h et sont le plus souvent cantonnés à des lignes électrifiées, même si certaines versions bimodes existent, comme à Chemnitz (cliché ci-contre). Les Citylink, livrés par Vossloh avant la reprise de cette activité par Stadler, affichent 68 tonnes à vide, sur 4 bogies, soit une masse à l’essieu de 8,7 tonnes.
L’allègement provient pour partie du gabarit réduit à 2,65 m, jouant sur le confort à bord : c’est a minima 17 cm de moins qu’un train classique, affectant la largeur des sièges et du couloir. La vitesse maximale de 100 km/h participe aussi à cette réduction de masse, tout comme l’équilibre entre sécurité passive (la résistance de la structure de la rame) et sécurité active (les performances au freinage pour éviter un choc ou au moins réduire significativement la vitesse d’impact).
En 2025, CAF a fini par mettre en service les 12 éléments Nexio (série 455) sur la Schönbuchbahn, modernisée et électrifiée, succédant aux autorails RS1 Stadler. On peut aussi juger de la masse à l’essieu, comparable à un tram-train, et par siège, supérieure à celle d’un AGC français.
Quelques conclusions d’expérience
- Le matériel a pris du poids au fil des décennies, par des exigences accrues de performance, d’équipements, de confort à bord, l’application de normes de sécurité accrues et des Spécifications Techniques d’Interopérabilité ;
- « Plus c’est léger, moins c’est interopérable » : les matériels ferroviaires les moins lourds ne sont pas aptes à circuler en mixité avec des trains conventionnels de voyageurs et de fret : un train de fret de 1800 tonnes et un simple tramway urbain (entre 5 et 7 tonnes par essieu) par exemple. Il est donc essentiel de distinguer les concepts qui sont compatibles avec le réseau actuellement exploité de ceux qui, dépourvus des équipements de sécurité et s’affranchissant des spécifications techniques d’interopérabilité, et qui ne pourront circuler que sur des lignes dédiées et strictement distinctes ;
- La réduction de masse procède d’abord de la réduction de la vitesse maximale avec un effet de seuil à 100 km/h, délimitant aujourd’hui la frontière entre le train et le tramway (ou le tram-train), puis d’une réduction de la capacité assise. Les matériels de moins de 10 tonnes à l’essieu ne dépassent pas 100 km/h ;
- Les matériels légers ne sont généralement pas « bons shunteurs » pour les circuits de voie, encore nombreux sur le réseau français ;
- La moindre masse ne signifie pas nécessairement qu’un matériel léger ne sera pas agressif pour la voie (voir le cas du Dualis par exemple) ;
- L’excès dans la quête d’allègement du train (qui n’est pas totalement inutile) peut réduire sa durée de vie (et son confort) du fait des sollicitations subies par les structures du fait du roulement acier/acier (l’histoire ferroviaire montre que cela a été la raison de la radiation anticipée de beaucoup de matériels – trop – allégés) ;
- L’allègement du véhicule n’élude pas la réflexion sur la consistance de l’offre, qui peut évidemment être envisagée avec les matériels existants, d’autant que leur durée de vie résiduelle est encore importante (au moins 15 ans) ;
- L’allègement du véhicule n’est nullement une alternative destinée à remettre en cause la nécessité de procéder aux investissements de renouvellement de l’infrastructure, car ils supportent beaucoup moins bien (voire pas du tout) une voie en mauvais état, ce qui impacte leur durée de vie. Cette idée reçue propagée par les promoteurs des systèmes légers est en réalité une contre-vérité.
Dans le ferroviaire, c’est toujours la simplicité de conception et d’exploitation qui a été le gage de matériels réussis et durables. Les 141R et 140C ont été les dernières locomotives à vapeur utilisées, et non les machines transformées par André Chapelon, économies en énergie, mais trop complexes d’entretien, Les BB 67400 sont encore exploitées aujourd’hui, alors que les RTG aux gourmandes en en entretien et combustibles turbines sont radiées depuis longtemps. Les BB 9200 ont vécu plus longtemps que les magnifiques mais complexes CC 6500 (moteurs doubles induit autoventilés et partie transmission des bogies complexe).
6 décembre 2025