Des vitres innovantes conjuguent isolation et téléphonie mobile

EPFLLa haute école fédérale travaille avec la compagnie suisse BLS pour améliorer les propriétés des fenêtres des trains.

Andreas Schüler et Olivia Bouvard, deux des chercheurs ayant mis au point une méthode garantissant la réception téléphonique mobile dans un train à travers les vitres.

Andreas Schüler et Olivia Bouvard, deux des chercheurs ayant mis au point une méthode garantissant la réception téléphonique mobile dans un train à travers les vitres. Image: Alain Herzog/EPFL

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Comment éviter d’avoir des wagons qui soient des passoires énergétiques tout en s’assurant que les ondes de téléphonie mobile puissent se faufiler normalement par les fenêtres du train. Des chercheurs de l’EPFL, dans le Laboratoire d’énergie solaire et physique du bâtiment (LESO-PB), ont trouvé une solution. Et ils ont pu la tester de concert avec la compagnie de chemin de fer suisse BLS, grâce notamment à un financement de l’Office fédéral des transports.

Le problème d’un train est que le véhicule agit comme une boîte métallique imperméable aux ondes électromagnétiques, ce qu’on appelle en physique une cage de Faraday. Même les fenêtres, quand elles sont conçues pour limiter les déperditions de chaleur, sont recouvertes d’une fine couche métallique qui fait obstacle à la bonne pratique de la téléphonie.

Pour contourner ce problème, il est fréquent que les compagnies de chemins de fer, à l’instar des CFF en Suisse, équipent leurs trains de boîtiers répéteurs de signaux téléphoniques.

Filtrer les types d'ondes

Andreas Schüler, du groupe de nanotechnologie pour la conversion de l’énergie solaire, au sein du LESO-PB, a eu une autre idée, développée avec deux autres scientifiques, Olivia Bouvard et Luc Burnier. Il s’agit en substance de sculpter sur la fenêtre une couche métallique qui laisse passer les ondes de la lumière visible (de taille nanométrique) et les micro-ondes utilisées pour la téléphonie (de taille centimétrique), mais qui réfléchisse les ondes de chaleur (de taille micrométrique, se situant entre les deux premières).

«La question de la dépense d’énergie du fait du chauffage ou de la climatisation n’est pas anodine, précise Andreas Schüler. L’Université de Bâle a mené des tests, et ils montrent qu’en plaine, environ un tiers de l’énergie consommée par le train est utilisée à cet effet.» Il ajoute que les fenêtres, si elles ne sont pas très isolantes, peuvent occasionner des déperditions de l’ordre de 3%. A contrario, un double vitrage équipé d’une couche métallique ultramince multiplie par quatre l’efficacité énergétique.

Ménager la chèvre et le chou

Concrètement, la solution mise au point par l’EPFL consiste à effectuer des découpes fines en surface, avec des lasers. La géométrie de la paroi de fenêtre qui en résulte a pour effet de ménager la chèvre et le chou (l’isolation thermique et le passage des micro-ondes). Un prototype taille réelle a été réalisé grâce à l’expertise conjointe des sociétés AGC Verres Industriels, à Moutier, et Class4Laser, à Lyss. Il a été utilisé sur une rame régionale du BLS de type Nina, et son efficacité a été comparée avec des fenêtres classiques sur le même genre de train. «La perte de signal était non significative», se réjouit Andreas Schüler.

La compagnie BLS, convaincue, a décidé d’installer les nouveaux vitrages sur la majorité de ses 36 rames automotrices régionales. Ils seront montés dès septembre 2016 dans le cadre du programme de modernisation en cours sur ces véhicules.

Selon Andreas Schüler, d’autres sociétés de transport ferroviaire seraient intéressées en Suisse, surtout alémanique. «Oui, c’est une innovation intéressante, réagit Daniel Pasche, de la direction du MBC, qui exploite la ligne BAM entre Morges et le pied du Jura vaudois. Mais d’une part nous venons de rénover notre matériel roulant, et de l’autre il faudrait d’abord s’assurer auprès des opérateurs de téléphonie mobile que leur réseau comporte moins de trous de réception le long de la ligne de train.» (24 heures)

Créé: 31.08.2016, 20h00

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