Optimisation de la sécurité et de la performance des tramways grâce à la maintenance préventive des lignes aériennes de contact

Contexte : prévention des risques de défauts des lignes de contact  

Lorsqu’ils circulent dans les villes, les tramways sont alimentés par un système de lignes de contact électrifiées et d’un pantographe : un dispositif installé sur le toit pour transmettre la puissance de la ligne électrique vers le tramway. Au fil du temps, la tension continue entre les deux peut dégrader les lignes de contact ou le pantographe lui-même.

Ces dégradations ont des conséquences négatives sur la disponibilité du matériel roulant, la sécurité opérationnelle et les coûts de maintenance. À Lyon, par exemple, chaque année, 10 incidents liés aux lignes de contact et aux pantographes se produisent en moyenne. Les plus graves entraînent des perturbations du réseau. En octobre 2020, un incident de pantographe a ainsi provoqué une demi-journée d ’arrêt sur deux lignes, un coût de 30 000 euros de maintenance, la perte de 57 trajets et un risque majeur pour la sécurité.

La maintenance préventive pour les lignes de contact et les pantographes est donc essentielle sur les réseaux de tramways. Elle est cependant complexe. Elle ne peut être réalisée que par une inspection des lignes à haute tension, situées jusqu'à 6,5 mètres de hauteur, souvent au milieu de la circulation.

Innovation : vidéo et analyse des données d’IA pour identifier les dégradations

Afin d’anticiper ces risques, les équipes de Keolis Lyon, elles ont intégré un dispositif innovant intitulé « Pantographe IA ». Il combine vidéo, capteurs et analyse des données d’IA directement sur le pantographe pour permettre un service de maintenance préventive des lignes de tramway de la ville. 

Concrètement, la solution comprend un accéléromètre monté sur le pantographe, une caméra enregistrant chaque choc sur la ligne et une boîte 3G qui transmet toutes les données à une plateforme centralisée pour analyse. La deuxième étape consiste à trier et sélectionner des données sur les centaines que génère chaque jour un tramway. Ce processus peut passer par une IA qui extrapole un score pour chaque choc enregistré. Ce score repose sur plusieurs critères, tels que la vitesse du tram ou l'accélération du pantographe, pondérés et ajustés grâce au retour d’expérience de l’équipe opérationnelle Pour améliorer la maintenance préventive, l’IA classe les données et indique les points principaux du réseau qui nécessitent une inspection plus approfondie.

En parallèle, Keolis Manchester met à l'essai une solution innovante pour surveiller l'état des lignes de contact sur son réseau. Ce nouveau système automatisé a été conçu pour remplacer les inspections manuelles coûteuses, chronophages et fastidieuses des lignes électrifiées. Grâce à son optimisation des opérations de maintenance, il devrait générer un retour sur investissement rapide.

Bénéfice : améliorer la maintenance préventive, c’est renforcer la sécurité et la performance du réseau

Grâce à ces informations et à l’analyse des données d’IA, les équipes de Keolis Lyon et de Keolis Manchester peuvent améliorer l'efficacité de leur service de maintenance préventive. En réduisant au maximum les risques associés aux lignes de contact, les équipes améliorent à la fois la sécurité et les performances opérationnelles de leurs réseaux de tramways et au final l'expérience utilisateurs grâce à une réduction des perturbations du réseau.

La pertinence de ces dispositifs a démontré la capacité de Keolis à innover en termes de maintenance 4.0, tout en démontrant l’excellence opérationnelle de ses équipes. Celles-ci vont continuer d'évaluer la fiabilité de ces systèmes, notamment le nombre d'incidents évités, tout en chiffrant leur impact économique potentiel.

Prochaines étapes : déploiement à plus grande échelle et ajout de fonctions

À l'avenir, les équipes de Keolis Lyon prévoient d’intégrer et d’étendre cette solution à d’autres réseaux.

En parallèle, elles développent de nouveaux outils faciliter l’utilisation de cette solution par les équipes et d'accéder rapidement aux résultats. Ces fonctionnalités comprendront un tableau de bord avancé avec des informations clés pour les responsables, comme les tendances générales en termes de défauts, d'incidents et d'état de l'équipement.

Les équipes prévoient d’élargir l’usage des données d’IA du système afin de  générer des alertes automatisées, fournir des informations en temps réel à l'équipe en charge des LAC ou encore améliorer davantage les opérations de maintenance préventive.

En outre, la prochaine version de la solution permettra aux équipes d'ajuster les paramètres de chaque point du réseau pour collecter les données nécessaires aux inspections à réaliser.

À terme, la solution Pantographe IA de Keolis Lyon pourrait être combinée au Remote Condition Monitoring de Keolis Manchester pour former un système complet d'optimisation de la maintenance préventive sur les LAC. Encore une bel exemple des synergies internationales rendues possibles par le Groupe Keolis !