SNCF Réseau maitrise la végétation grâce au LiDAR
Avec 28 000 kilomètres de lignes en France, majoritairement situées en zone rurale, SNCF Réseau parie sur la technologie LiDAR (Light Detection and Ranging) pour suivre la croissance de la végétation et maintenir un haut niveau de sécurité sur son réseau.
Publié le
Par La Redaction
SNCF Réseau exploite un réseau de 28 000 kilomètres dont près de 16 000 km de lignes électrifiées au moyen de caténaires, des câbles permettant d’acheminer le courant à bord des trains.
Des caténaires impactées par la flore aux abords des voies
Arbres sur les voies – Paysage de Loire – SNCF Réseau
Indispensables à l’alimentation électrique des TGV, TER, Intercités et autres trains dédiés au FRET, ces caténaires sont parfois mises hors service par des branches d’arbres, arrachées lors des tempêtes, ou qui ont simplement poussé dans la mauvaise direction.
Arbres sur les voies – Paysage de Loire – SNCF Réseau
Si les chutes d’arbres lors des tempêtes sont difficiles à anticiper, la croissance de la végétation est un point de vigilance des équipes au sol depuis de nombreuses années. Malgré les interventions régulières des équipes pour limiter la croissance de la végétation, l’intervalle entre deux passages laisse la place à certaines plantes de proliférer rapidement.
Depuis 2019, SNCF Réseau a décidé d’adresser ce problème avec un projet baptisé « VEGESCAN ». Son ambition est de pouvoir suivre avec LiDAR la croissance de la végétation le long des voies ferrées, d’analyser ces données et de permettre ainsi aux équipes d’anticiper les risques en priorisant leurs interventions.
VEGESCAN, un scanner 3D pour surveiller la végétation
Contrairement au Radar ou au Sonar qui fonctionnent en émettant des ondes sonores, la technologie LiDAR utilise des impulsions laser. Il permet de mesurer le temps que met le faisceau laser à revenir après avoir rebondi sur les objets environnants. En une fraction de seconde, le LiDAR établit une carte 3D détaillée de l’environnement à partir de milliers de points de mesure.
Pour le projet VEGESCAN, SNCF Réseau s’est ainsi appuyée sur des LiDAR industriels, fournis par la société Riegl, déjà présents sur les trois engins de surveillance voie (ESV), qui sillonnent toute l’année son réseau.
180 000 kilomètres
de voies scannées par les ESV en 1 an
70 km/h
c’est la vitesse de passage des ESV pour récupérer les données nécessaires
En très peu de temps, ces LiDAR sont ainsi en mesure de produire des milliers de plans 3D, qui sont ensuite téléchargés et stockés dans le cloud, et retravaillés par des ingénieurs de la cellule Data 3D Patrimoine de SNCF Réseau.
Détection de végétation à partir des données LiDAR 3D – SNCF Réseau
Analyse 3D de la densité de végétation dans chaque strate – SNCF Réseau
Calcule de la densité de végétation grâce à des cylindres de rayon croissant – SNCF Réseau
200 Téraoctets de données par an
Toutes ces cartes représentent entre 150 et 200 Téraoctets de données par an, que nous devons retraiter pour bien identifier l’infrastructure ferroviaire, voies, ballast, poteaux, fils électriques et caténaires, et les distinguer de la végétation. Ensuite, nous réalisons une sorte de carte de chaleur, pour identifier la distance entre la végétation et les infrastructures critiques comme les caténaires. Nous transmettons ces cartes par l'application métier (SIGMA) à nos équipe terrain, qui peuvent ainsi prioriser efficacement leurs interventions.
Après plusieurs années d’optimisation des algorithmes et une campagne de validation sur des centaines de kilomètres dans les Landes, les Vosges et le Jura, l’expérimentation VEGESCAN a donné entière satisfaction.
Vision 3D de la détection de végétation sur les voies – SNCF Réseau
Vision 3D de la détection de végétation sur les voies extérieures – SNCF Réseau
Jusqu’à 95% de réussite dans l’analyse
Même en vérifiant les données plusieurs jours après le passage des trains, nos équipes sur le terrain ont confirmé que les observations du LiDAR étaient fiables à 90-95%. Cela signifie qu'à l'avenir, elles pourront se fier au système pour cibler leurs interventions uniquement sur les zones où la végétation a une croissance excessive.
Avec un coût au kilomètre très compétitif, la solution VEGESCAN pourrait être déployée sur l’ensemble du réseau au cours des prochaines années. En partenariat avec Altametris, SNCF Réseau utilise également ce type de technologie pour évaluer l’état du ballast ou de certaines infrastructures.
Un brevet et de grandes ambitions
Première mondiale, la technologie VEGESCAN a été brevetée par SNCF Réseau et intéresse déjà d’autres acteurs des transports, notamment des exploitants d’autoroutes, cherchant à surveiller la croissance de la végétation sur les grands axes routiers.
Un intérêt qui démontre une fois de plus l’expertise de SNCF Réseau et du Groupe SNCF dans le numérique et le traitement des données, pour non seulement sécuriser ses infrastructures mais également réduire le coût environnemental de ses opérations de maintenance.
