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Urbanloop à Nancy : les travaux démarrent

Intermines

01/05/2019

Auteur : Jean-Philippe MANGEOT

A l’heure où la mobilité urbaine se réinvente, quatre grandes écoles d’ingénieur de l’Université de Lorraine développent Urbanloop, un système innovant de mobilité urbaine permettant de voyager rapidement d’un bout à l’autre d’une ville, sans correspondance et sans arrêt. Ainsi, le voyageur est transporté dans une capsule individuelle, pour une durée moyenne de seulement quelques minutes.

Les objectifs d’Urbanloop sont clairs : réduire le temps de transport pour les usagers, limiter les coûts des infrastructures de transports publics et contribuer à réduire les émissions de CO2 en remplaçant des véhicules classiques.

Le projet est porté par quatre écoles d’ingénieurs de Lorraine-INP : Mines Nancy, ENSEM, Télécom Nancy et ENSG, et cofinancé par la région Grand Est à hauteur de 500k€ dans le cadre du PACTE Grandes Écoles.

Comment fonctionne Urbanloop ?

Les personnes sont transportées de manière individuelle sans arrêt, sans correspondance, dans des capsules sur pneus sur un réseau de rails interconnectés où les stations sont en dérivation. L’idée générale est de router automatiquement les capsules sur le réseau de boucles comme l’on route des trames IP sur un réseau Ethernet. Ce principe rompt avec les solutions de transport urbain de masse traditionnels (bus, tram, métro) qui s’arrêtent à chaque station et qui nécessitent une voirie dédiée volumineuse. Cette personnalisation du voyage permet de gagner du temps, d’augmenter la capacité du nombre de passagers transportés par jour tout en réduisant les dimensions et les consommations des infrastructures.

Les idées directrices d’Urbanloop sont :

un transport par capsule individuelle, capsule pour deux personnes face à face, pour Personne à Mobilité Réduite ou pour du transport de marchandises ;
un réseau urbain et périurbain sur rail posé au sol, aérien, semi-enterré ou enterré ;
une courte distance (
des tronçons en site propre protégés par un tube lorsque la vitesse dépasse 15 km/h ;
des tronçons à l’air libre où la capsule évolue de manière autonome, posée sur deux rails incrustés dans le sol lorsque la vitesse est inférieure à 15 km/h ;
les rails sont espacés de 85 cm et le tube protecteur est de diamètre 120cm.

La conception des capsules intègre des composants mécaniques très courants. Les organes destinés à assurer le roulage, la transmission de puissance, le freinage sont identiques aux dispositifs implantés sur des systèmes mécaniques éprouvés et fiabilisés depuis de nombreuses années dans le domaine des métros sur pneus automatisés.

Le guidage dans le circuit est assuré par des bogies munis de bras latéraux équipés d’un galet. En fonction de l’itinéraire programmé, l’un ou l’autre descendra pour prendre appui sur l’extérieur du rail afin de changer de voie.

Le bogie arrière est entrainé par un moteur brushless synchrone d’une puissance de 3KW, qui assure la propulsion de la capsule. Un variateur intégré permet de réguler la vitesse du moteur. L’essieu est entraîné en rotation par une transmission mécanique à chaîne, et un boitier différentiel permet d’assurer la stabilité lors du passage en courbe. L’alimentation électrique du moteur est fournie par le rail via un contact frottant par balai ; un super-condensateur est employé pour assurer la stabilité de l’alimentation électrique.

L’innovation majeure : un système de routage centralisé des capsules

Chaque capsule communique sa position régulièrement via un réseau de capteurs, et les latences très courtes atteintes aujourd’hui (de l’ordre de quelques millisecondes) permettent le contrôle fin des positions. les échanges avec un système centralisé de commande permettent de superviser l’optimisation des vitesses, le délestage des boucles surchargées, l’approvisionnement de toutes les stations à tout moment, l’anticipation des périodes de fortes charges, etc.

L’interaction de chaque capsule avec son environnement permet en temps réel de rechercher le meilleur trajet entre deux points de l’espace urbain. Cet optimum est naturellement fondé à réduire les distances parcourues pour minimiser la consommation d’énergie. La consommation globale en énergie est également améliorée par le transit groupé des capsules, cet état de fonctionnement apportant la réduction de la résistance aérodynamique à l’avancement.

Une simulation sur Nancy (http://urbanloop.univ-lorraine.fr/etude/) propose une répartition de 145 de stations qui desservent les 18 communes de la métropole . Les capsules électriques sillonnent 106 km de lignes (10km de lignes enterrées, 73 km de lignes semi-enterrées, 7,5km posées au sol et 16km de lignes aériennes) et effectuent 90 000 trajets par jour avec 3800 capsules. Le coût total du projet est estimé à 294 M€. Le coût énergétique estimé pour le déplacement d’une personne est de 4 centimes d’euros par km parcouru.

Pourquoi ce système répond-il aux enjeux sociétaux ?

D’abord Urbanloop s’inscrit dans le développement durable des territoires :

Face aux défis posés par la densification urbaine et pour répondre aux enjeux de la transition écologique, le secteur des transports évolue en faisant émerger des solutions innovantes qui s’adaptent aux nouveaux usages tout en étant faiblement émettrices de CO2. Urbanloop est l’une de ces solutions : compact et peu consommateur d’énergie, ce système urbain intelligent se positionne comme une alternative aux véhicules individuels en zone urbaine et périurbaine.

Ainsi, Urbanloop contribue à la promotion d’une énergie sûre, propre et efficace, et s’inscrit pleinement dans la stratégie de développement durable des territoires.

Ensuite, il s’agit d’un système de transport flexible qui s’adapte aux nouvelles mobilités :

Face à la complexité grandissante des modes de vie et des possibilités offertes par les nouvelles technologies, les citoyens ont de nouveaux besoins en termes de mobilité :
L’optimisation des trajets, avec notamment la réduction du temps passé entre le domicile et le travail.
Une gestion plus individualisée des transports, qui s’adapte aux spécificités de chacun.
La flexibilité et la facilité d’utilisation de plusieurs moyens de transport pour réaliser un trajet.

Le système Urbanloop a été conçu pour répondre à ces nouveaux besoins en proposant une expérience de transport rapide, individuelle et qui s’intègre aux plate-formes multimodales qui verront le jour dans la ville de demain.

Enfin, c’est un projet au service d’une plus grande justice sociale :

La ville est synonyme de développement économique, d’innovation et d’échanges culturels. Ainsi, la capacité de mobilité en ville est un vecteur majeur d’intégration sociale et d’accès à l’emploi. L’absence ou l’inadéquation des transports en commun dans certaines zones urbaines et périurbaines (horaires irréguliers ou décalés) privent de nombreux citoyens, en général les plus fragiles, de cette capacité de déplacement, accentuant ainsi les inégalités parmi la population.

En facilitant l’accès aux transports en commun aux personnes à mobilité réduite (personnes handicapées, personnes âgées, personnes en situation de précarité) et en offrant un prix raisonnable à tous (1€ par trajet), Urbanloop s’attache à réduire les inégalités sociales et œuvre ainsi pour plus de justice sociale.

Qui sommes-nous ?

Notre équipe est composée de multiples sensibilités et compétences humaines. Les chercheurs des laboratoires de recherche de l’Université de Lorraine mettent leur expertise en commun pour répondre aux nouveaux défis relevés par Urbanloop. L’école des Mines de Nancy, l’école nationale supérieure d’électricité et de mécanique, Telecom Nancy et l’école nationale supérieure de géologie contribuent à ce projet de par la diversité des profils de compétences. Les travaux menés par une centaine d’étudiants abordent des sujets très variés : informatique, mécanique, urbanisme etc. Enfin, l’accès à de nombreux équipements expérimentaux permet la mise au point rapide et adaptée des solutions techniques.

Le projet est aujourd’hui cofinancé par les écoles et la région Grand Est. Il entre à ce stade dans une phase qui nécessite la recherche de partenaires industriels pour développer concrètement les solutions techniques et apporter un niveau de financement à la hauteur des ambitions.

Mars 2019 : Les travaux démarrent

Afin de prouver la réalité du concept, un démonstrateur à taille réelle est construit sur le campus de Brabois Ingénierie. Les travaux ont démarré en mars 2019 pour réaliser une boucle de 200 mètres de longueur, comportant une portion semi-enterrée. Des pentes de 10 % et une zone d’embarquement/débarquement au niveau de la chaussée recréent l’environnement urbain. Le financement par le PACTE grande école se concrétise dans une infra-structure qui permettra aux étudiants de tester les solutions techniques développées dans leur projet. ■

Plus d’informations sur www.urbanloop.fr

Urbanloop à Nancy : les travaux démarrent

2019-05-01 15:15:51

inter-mines.org

https://inter-mines.org/medias/image/9818392516888dc2627171.png

2024-01-11 10:23:33

2019-05-01 15:15:51

Intermines Staff

Auteur : Jean-Philippe MANGEOT A l’heure où la mobilité urbaine se réinvente, quatre grandes écoles d’ingénieur de l’Université de Lorraine développent Urbanloop, un système innovant de mobilité urbaine permettant de voyager rapidement d’un bout à l’autre d’une ville, sans correspondance et sans arrêt. Ainsi, le voyageur est transporté dans une capsule individuelle, pour une durée moyenne de seulement quelques minutes. Les objectifs d’Urbanloop sont clairs : réduire le temps de transport pour les usagers, limiter les coûts des infrastructures de transports publics et contribuer à réduire les émissions de CO2 en remplaçant des véhicules classiques. Le projet est porté par quatre écoles d’ingénieurs de Lorraine-INP : Mines Nancy, ENSEM, Télécom Nancy et ENSG, et cofinancé par la région Grand Est à hauteur de 500k€ dans le cadre du PACTE Grandes Écoles. Comment fonctionne Urbanloop ? Les personnes sont transportées de manière individuelle sans arrêt, sans correspondance, dans des capsules sur pneus sur un réseau de rails interconnectés où les stations sont en dérivation. L’idée générale est de router automatiquement les capsules sur le réseau de boucles comme l’on route des trames IP sur un réseau Ethernet. Ce principe rompt avec les solutions de transport urbain de masse traditionnels (bus, tram, métro) qui s’arrêtent à chaque station et qui nécessitent une voirie dédiée volumineuse. Cette personnalisation du voyage permet de gagner du temps, d’augmenter la capacité du nombre de passagers transportés par jour tout en réduisant les dimensions et les consommations des infrastructures. Les idées directrices d’Urbanloop sont : un transport par capsule individuelle, capsule pour deux personnes face à face, pour Personne à Mobilité Réduite ou pour du transport de marchandises ; un réseau urbain et périurbain sur rail posé au sol, aérien, semi-enterré ou enterré ; une courte distance ( des tronçons en site propre protégés par un tube lorsque la vitesse dépasse 15 km/h ; des tronçons à l’air libre où la capsule évolue de manière autonome, posée sur deux rails incrustés dans le sol lorsque la vitesse est inférieure à 15 km/h ; les rails sont espacés de 85 cm et le tube protecteur est de diamètre 120cm. La conception des capsules intègre des composants mécaniques très courants. Les organes destinés à assurer le roulage, la transmission de puissance, le freinage sont identiques aux dispositifs implantés sur des systèmes mécaniques éprouvés et fiabilisés depuis de nombreuses années dans le domaine des métros sur pneus automatisés. Le guidage dans le circuit est assuré par des bogies munis de bras latéraux équipés d’un galet. En fonction de l’itinéraire programmé, l’un ou l’autre descendra pour prendre appui sur l’extérieur du rail afin de changer de voie. Le bogie arrière est entrainé par un moteur brushless synchrone d’une puissance de 3KW, qui assure la propulsion de la capsule. Un variateur intégré permet de réguler la vitesse du moteur. L’essieu est entraîné en rotation par une transmission mécanique à chaîne, et un boitier différentiel permet d’assurer la stabilité lors du passage en courbe. L’alimentation électrique du moteur est fournie par le rail via un contact frottant par balai ; un super-condensateur est employé pour assurer la stabilité de l’alimentation électrique. L’innovation majeure : un système de routage centralisé des capsules Chaque capsule communique sa position régulièrement via un réseau de capteurs, et les latences très courtes atteintes aujourd’hui (de l’ordre de quelques millisecondes) permettent le contrôle fin des positions. les échanges avec un système centralisé de commande permettent de superviser l’optimisation des vitesses, le délestage des boucles surchargées, l’approvisionnement de toutes les stations à tout moment, l’anticipation des périodes de fortes charges, etc. L’interaction de chaque capsule avec son environnement permet en temps réel de rechercher le meilleur trajet entre deux points de l’espace urbain. Cet optimum est naturellement fondé à réduire les distances parcourues pour minimiser la consommation d’énergie. La consommation globale en énergie est également améliorée par le transit groupé des capsules, cet état de fonctionnement apportant la réduction de la résistance aérodynamique à l’avancement. Une simulation sur Nancy (http://urbanloop.univ-lorraine.fr/etude/) propose une répartition de 145 de stations qui desservent les 18 communes de la métropole . Les capsules électriques sillonnent 106 km de lignes (10km de lignes enterrées, 73 km de lignes semi-enterrées, 7,5km posées au sol et 16km de lignes aériennes) et effectuent 90 000 trajets par jour avec 3800 capsules. Le coût total du projet est estimé à 294 M€. Le coût énergétique estimé pour le déplacement d’une personne est de 4 centimes d’euros par km parcouru. Pourquoi ce système répond-il aux enjeux sociétaux ? D’abord Urbanloop s’inscrit dans le développement durable des territoires : Face aux défis posés par la densification urbaine et pour répondre aux enjeux de la transition écologique, le secteur des transports évolue en faisant émerger des solutions innovantes qui s’adaptent aux nouveaux usages tout en étant faiblement émettrices de CO2. Urbanloop est l’une de ces solutions : compact et peu consommateur d’énergie, ce système urbain intelligent se positionne comme une alternative aux véhicules individuels en zone urbaine et périurbaine. Ainsi, Urbanloop contribue à la promotion d’une énergie sûre, propre et efficace, et s’inscrit pleinement dans la stratégie de développement durable des territoires. Ensuite, il s’agit d’un système de transport flexible qui s’adapte aux nouvelles mobilités : Face à la complexité grandissante des modes de vie et des possibilités offertes par les nouvelles technologies, les citoyens ont de nouveaux besoins en termes de mobilité : L’optimisation des trajets, avec notamment la réduction du temps passé entre le domicile et le travail. Une gestion plus individualisée des transports, qui s’adapte aux spécificités de chacun. La flexibilité et la facilité d’utilisation de plusieurs moyens de transport pour réaliser un trajet. Le système Urbanloop a été conçu pour répondre à ces nouveaux besoins en proposant une expérience de transport rapide, individuelle et qui s’intègre aux plate-formes multimodales qui verront le jour dans la ville de demain. Enfin, c’est un projet au service d’une plus grande justice sociale : La ville est synonyme de développement économique, d’innovation et d’échanges culturels. Ainsi, la capacité de mobilité en ville est un vecteur majeur d’intégration sociale et d’accès à l’emploi. L’absence ou l’inadéquation des transports en commun dans certaines zones urbaines et périurbaines (horaires irréguliers ou décalés) privent de nombreux citoyens, en général les plus fragiles, de cette capacité de déplacement, accentuant ainsi les inégalités parmi la population. En facilitant l’accès aux transports en commun aux personnes à mobilité réduite (personnes handicapées, personnes âgées, personnes en situation de précarité) et en offrant un prix raisonnable à tous (1€ par trajet), Urbanloop s’attache à réduire les inégalités sociales et œuvre ainsi pour plus de justice sociale. Qui sommes-nous ? Notre équipe est composée de multiples sensibilités et compétences humaines. Les chercheurs des laboratoires de recherche de l’Université de Lorraine mettent leur expertise en commun pour répondre aux nouveaux défis relevés par Urbanloop. L’école des Mines de Nancy, l’école nationale supérieure d’électricité et de mécanique, Telecom Nancy et l’école nationale supérieure de géologie contribuent à ce projet de par la diversité des profils de compétences. Les travaux menés par une centaine d’étudiants abordent des sujets très variés : informatique, mécanique, urbanisme etc. Enfin, l’accès à de nombreux équipements expérimentaux permet la mise au point rapide et adaptée des solutions techniques. Le projet est aujourd’hui cofinancé par les écoles et la région Grand Est. Il entre à ce stade dans une phase qui nécessite la recherche de partenaires industriels pour développer concrètement les solutions techniques et apporter un niveau de financement à la hauteur des ambitions. Mars 2019 : Les travaux démarrent Afin de prouver la réalité du concept, un démonstrateur à taille réelle est construit sur le campus de Brabois Ingénierie. Les travaux ont démarré en mars 2019 pour réaliser une boucle de 200 mètres de longueur, comportant une portion semi-enterrée. Des pentes de 10 % et une zone d’embarquement/débarquement au niveau de la chaussée recréent l’environnement urbain. Le financement par le PACTE grande école se concrétise dans une infra-structure qui permettra aux étudiants de tester les solutions techniques développées dans leur projet. ■ Plus d’informations sur www.urbanloop.fr