Le DLR conçoit un concept de train à deux niveaux allégé pour les futurs trains de nuit européens

Le Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique (DLR), en collaboration avec les partenaires industriels ferroviaires TRICON, GETA, satek et k+v Ingenieurgesellschaft, a développé l’architecture de matériel roulant allégé ALISA destinée au transport ferroviaire de voyageurs longue distance en Europe. Financé par le ministère fédéral de l’Économie et de l’Énergie (BMWE), ce concept modulaire de véhicule à deux niveaux intègre un train de roulement mécatronique à roues indépendantes ainsi que des composants structurels multi-matériaux, réconciliant capacité de transport, intimité acoustique et spatiale, et rentabilité d’exploitation diurne.

Optimisation structurelle et répartition des charges multi-matériaux
L’exploitation ferroviaire transfrontalière européenne est confrontée à une hausse de la fréquentation tout en composant avec des contraintes d’infrastructure rigoureuses, notamment les limites de charge à l’essieu qui restreignent habituellement l’intégration de matériels roulants à deux niveaux plus massifs. Afin de lever ces verrous, les chercheurs du DLR ont optimisé la structure porteuse primaire afin de distribuer les charges dynamiques de torsion et de flexion sur des sections variables. Les nœuds structuraux fortement sollicités ont fait l’objet d’un renforcement ciblé, tandis que les zones soumises à de faibles efforts ont été allégées pour réduire la masse à vide.

Cette réduction de masse a été obtenue grâce à l’intégration fonctionnelle et à l’ingénierie multi-matériaux. Les profilés filés structuraux remplissent des fonctions secondaires en logeant directement les gaines techniques électriques et les points de fixation intérieurs au sein de l’ossature porteuse. La caisse extérieure et les cloisons intérieures intègrent des panneaux sandwichs composites associant des parements externes en aluminium à des âmes en nid-d’abeilles d’aluminium ou de bois d’ingénierie. Cette approche permet un gain de 40 pour cent de la capacité en passagers par rapport aux configurations de voitures-lits modernes de référence à un seul niveau, sans excéder les charges limites standard à l’essieu.

Train de roulement mécatronique à roues indépendantes et intercirculations continues à deux niveaux
L’ossature de base de la rame ALISA se compose de trois voitures à deux niveaux couplées de manière indissociable, pour une longueur totale d’environ 46 mètres. Les bogies ferroviaires conventionnels utilisent des essieux transversaux rigides continus qui empiètent sur le gabarit intérieur de la salle basse, empêchant une circulation continue de plain-pied sur les deux niveaux. ALISA contourne cette contrainte géométrique en adoptant un train de roulement mécatronique à roues indépendantes développé et testé par le DLR.

La suppression des essieux traditionnels abaisse le plancher médian, instaurant des passerelles d’intercirculation continues et totalement accessibles sur les niveaux supérieur et inférieur sur l’ensemble de la rame. Grâce à des modules structuraux standardisés, les exploitants peuvent atteler plusieurs rames tri-caisses de manière dynamique pour s’adapter aux fluctuations saisonnières et aux contraintes d’itinéraires, sans concevoir de caisses spécifiques. Des zones d’accès dédiées en salle basse intègrent des espaces pour les passagers à mobilité réduite (PMR) à hauteur immédiate des quais, complétés par des compartiments familiaux dédiés.

Compartiments reconfigurables et rentabilisation diurne du matériel
Le matériel roulant de nuit traditionnel (voitures-lits et couchettes) affiche un taux d’utilisation opérationnelle restreint, restant souvent stationné à l’arrêt pendant la journée en raison du caractère fixe des couchettes. Pour améliorer la rentabilité des flottes, le consortium a intégré des aménagements intérieurs modulables conçus par TRICON, complétés par des modules sanitaires intégrés de satek et des revêtements intérieurs allégés développés par GETA.

Des mécanismes cinématiques permettent de transformer les compartiments de nuit et suites doubles privatives en salons d’affaires confortables pour les trajets de jour. En configuration assise, une disposition en sièges vis-à-vis décalés (« butterfly ») optimise la densité d’occupation tout en préservant l’espace individuel. Cette polyvalence jour/nuit permet aux exploitants de mobiliser le même train en continu sur des cycles de 24 heures, assurant un service assis longue distance le jour et une offre de train de nuit.

Concernant l’architecture du train, Nicolai Schmauder, chef de projet au DLR, a déclaré : « Grâce à la construction allégée et aux méthodes de développement numérique, nous avons conçu et optimisé la structure du véhicule en conséquence. Notre démarche d’allègement systématique nous permet d’augmenter la capacité d’accueil de 40 pour cent sans augmenter la charge à l’essieu, sans que les passagers n’aient à faire de compromis sur le confort ou l’intimité. Notre référence était la dernière génération de trains de nuit Nightjet, exploitée par les Chemins de fer fédéraux autrichiens. »

Schmauder a précisé à propos du processus d’intégration technique : « Cette étroite collaboration et l’expertise de chacun des partenaires du secteur ferroviaire nous ont permis d’harmoniser dès le départ l’aménagement intérieur, la caisse, les matériaux et les équipements techniques, pour aboutir à un concept de véhicule complet. »

Présentation sur salon et essais sur modèles réduits
Le 22 septembre 2026, à l’occasion d’InnoTrans, le salon international des technologies des transports de Berlin, le consortium ALISA a dévoilé cette plateforme ferroviaire aux acteurs européens des transports. Programmée jusqu’au 25 septembre 2026, l’exposition comprenait un modèle d’ingénierie à l’échelle 1:10 de la rame de trois voitures, des maquettes physiques grandeur nature (1:1) des compartiments passagers et des simulations en réalité virtuelle présentant l’architecture porteuse de la caisse.

Contexte additionnel :
Cette section précise les spécifications techniques et l’analyse comparative concurrentielle non mentionnées dans la communication initiale.

L’architecture ALISA se positionne principalement par rapport à la plateforme Siemens Viaggio Next Level exploitée par les Chemins de fer fédéraux autrichiens (ÖBB) pour leur nouvelle génération de trains Nightjet. La rame standard Siemens Viaggio Nightjet à sept voitures mesure environ 186 mètres de long et peut transporter 254 passagers répartis sur deux voitures-lits, trois voitures-couchettes, une voiture multifonctionnelle PMR et une voiture-pilote à places assises. La plateforme Viaggio s’appuie sur des bogies classiques à suspension pneumatique conçus pour des vitesses de croisière de 230 km/h et respecte les gabarits de charge à l’essieu UIC standard de 18 à 20 tonnes.

En comparaison, le concept ALISA atteint une efficacité volumétrique supérieure en exploitant un gabarit à deux niveaux au sein d’une unité modulaire de trois caisses de 46 mètres. Alors que la caisse du Siemens Viaggio repose sur des structures mécano-soudées classiques en acier inoxydable austénitique ou ferritique à un niveau, ALISA intègre des composites sandwichs nid-d’abeilles à parements aluminium au sein de profilés porteurs en aluminium extrudé. Cette conception autorise un schéma à deux niveaux traversant qui augmente la densité linéaire de passagers de 40 pour cent par rapport au Viaggio de base, sans dépasser les limites de charge à l’essieu UIC de catégorie C (20 tonnes par essieu).

Sur le marché ferroviaire européen des lignes principales, les autres plateformes à deux niveaux existantes incluent l’Alstom Coradia Max et le Stadler KISS. Ces matériels commerciaux utilisent des caisses à impériale dont la salle haute est configurée pour une densification des sièges de banlieue ou régionaux, et non pour l’isolation acoustique, l’atténuation vibratoire et les cloisons sanitaires requises pour les voyages de nuit. Par ailleurs, ces rames commerciales à deux niveaux conservent des bogies classiques à deux essieux imposant des dénivelés de plancher au-dessus des pivots de bogie, ce qui empêche les intercirculations planes longitudinales sur les deux niveaux. Le train de roulement mécatronique à roues indépendantes d’ALISA élimine les essieux centraux et assure un franchissement direct et continu aux deux étages, bien qu’il nécessite des systèmes de régulation de suspension pilotés spécifiques pour maintenir la stabilité de roulement à haute vitesse face aux suspensions pneumatiques secondaires traditionnelles éprouvées.

Édité par Natania Lyngdoh, rédactrice d’Induportals, avec l’assistance de l’IA.

www.dlr.com