ReUseB91: technologie pour le réemploi des traverses de chemin de fer en béton

Le réemploi de traverses en béton usagées peut réduire de plus de 80 % les émissions de CO₂ et préserver les ressources. Des méthodes d’essai innovantes assurent une économie circulaire sûre et économique pour le secteur ferroviaire.

Fiche signalétique

Départements participants Architecture, bois et génie civil
Institut(s) Institut des matériaux de construction et des produits biosourcés IBBM
Unité(s) de recherche Unité Matériaux et écobilan FGWO
Organisation d'encouragement Innosuisse
Durée (prévue) 01.02.2026 - 28.02.2029
Direction du projet Dr. Anita Katheras
Équipe du projet Leonhard Seidl
Partenaire Vigier Rail AG
Mots-clés Économie circulaire, Réemploi des traverses ferroviaires en béton, Réduction des émissions de CO₂, Analyse du cycle de vie (ACV), Infrastructure ferroviaire

Situation

L’infrastructure ferroviaire suisse compte environ 13 millions de traverses. Parmi celles-ci, on dénombre environ 4,4 millions de traverses en béton de type B91, utilisées depuis 1991 sur le réseau suisse à voie normale et constituant aujourd'hui le produit phare de Vigier Rail. Les plus anciennes atteindront bientôt leur durée de vie théorique de 40 ans, mais l’expérience montre que beaucoup pourraient servir pour de nouvelles phases d’exploitation. Actuellement, lors du démantèlement des voies, les traverses en béton sont généralement broyées et recyclées sous forme de granulats. Si le recyclage préserve les matières premières, il n’évite pas le cout énergétique et carbone de la fabrication de composants neufs. Le réemploi permettrait d’exploiter plus longtemps les ressources et l’énergie de fabrication. Au regard des objectifs climatiques des CFF et de la réduction visée des émissions du Scope 3, prolonger la durée de vie des infrastructures existantes devient crucial. Le potentiel du réemploi des traverses en béton est majeur: comparé à une production neuve – intégrant du béton recyclé –, les émissions de CO2 peuvent être réduites de plus de 80 % et les ressources naturelles préservées. À ce jour, il n‘existe pas de procédés fiables et économiquement viables pour evaluer, estimer de la durée de vie résiduelle et reconditionner les traverses usagées. Ce projet comble cette lacune en développant des méthodes innovantes et pose ainsi les bases d’un réemploi sûr.

Approche

Ce projet vise à développer une technologie permettant la réutilisation sûre et économiquement viable des traverses de chemin de fer en béton usagées. Dans un premier temps, les exigences et les types de dommages sont analysés pour établir un catalogue de critères d’évaluation. Des examens approfondis sont ensuite menés sur les traverses démontées, en croisant contrôles visuels, essais non destructifs, tests mécaniques et historique des sollicitations subies. Cette approche permet de concevoir des méthodes d’évaluation innovantes: une analyse d’images assistée par IA pour la détection automatisée des dommages, un protocole de qualité standardisé et un modèle décisionnel probabiliste pour estimer la durée de vie résiduelle. Parallèlement, des procédés de reconditionnement des traverses sont développés, notamment le nettoyage, le remplacement des chevilles en plastique, ainsi que la mise à jour au standard actuel avec la pose de semelles, l’actualisation du marquage et l’intégration d’une puce RFID pour la traçabilité. Ces solutions seront validées lors d’un essai pratique en conditions réelles. Enfin, des analyses de cycle de vie et de rentabilité évalueront les impacts écologiques et économiques de la démarche. Le projet posera ainsi des bases solides pour l’application industrielle d’une solution circulaire, éco-efficiente et rentable dans la construction d’infrastructures ferroviaires.

Résultat

Le succès du projet sera jugé à sa capacité à démontrer la viabilité technique, écologique et économique du réemploi des traverses en béton. Une condition préalable essentielle est de prouver, par des essais de durabilité, que les traverses démontées ne présentent aucun dommage critique et conviennent à de nouvelles phases d’utilisation. De plus, le projet fournira des outils pour une évaluation fiable et objective des traverses usagées: détection automatisée des dommages, critères de qualité normalisés et modèles d’estimation de la durée de vie résiduelle. Ces solutions visent un haut niveau de fiabilité, d’applicabilité pratique et d’efficacité. Il s’agit de démontrer la faisabilité technique du reconditionnement et de mettre en évidence son avantage économique par rapport à la production de matériel neuf. Une analyse de cycle de vie quantifiera précisément l’impact environnemental, apportant toute la transparence nécessaire sur les économies de ressources et les réductions d’émissions de CO2 réalisables. Le projet sera considéré comme mené à bien lorsque les procédés développés auront été validés dans des conditions réelles et qu’une base aura été établie pour la mise en œuvre industrielle de la réutilisation des traverses.

Perspectives

Ce projet pose les jalons d’une économie circulaire pour les traverses en béton et ouvre la voie à une infrastructure ferroviaire éco-efficiente. En cas de succès, ces processus pourront être transposés à d’autres types de traverses ainsi qu’à d’autres réseaux en Suisse et à l’étranger. Les perspectives dépassent également ce seul cadre: les essais non destructifs et l’évaluation d’état par l’IA pourraient à l’avenir servir à inspecter des traverses directement sur les voies ou à analyser d’autres structures en béton. De plus, l’initiative a valeur de modèle pour tout le secteur de la construction. Avec Vigier Rail en tant que fabricant et les CFF en tant que client principal, les conditions sont réunies pour mettre en œuvre concrètement une économie circulaire opérationnelle. L’analyse du cycle de vie réalisée dans le cadre du projet quantifie les impacts environnementaux de la réutilisation et met en évidence la contribution que les solutions circulaires peuvent apporter à la réalisation des objectifs de réduction des émissions de CO2. En cas de réussite, ce savoir et ces méthodes pourront servir de référence pour d’autres produits de construction et chaînes de valeur circulaires. Les résultats soutiennent ainsi non seulement la décarbonisation du secteur ferroviaire, mais contribuent également à la transformation du secteur de la construction vers une économie circulaire économe en ressources.