Des ordinateurs quantiques puissants, l’avenir d’un rail sans perturbations, selon le chef de la division numérique de la DB

Ordinateurs quantiques, réception mobile à toute épreuve… Le directeur numérique de la DB explique comment les nouvelles technologies façonneront le réseau ferroviaire allemand dans 20 ans, et notamment comment elles pourraient contribuer à améliorer la ponctualité catastrophique de l’opérateur.

Retards, aiguillages cassés, Wi-Fi défectueux et accumulation de réparations : ces problèmes actuels ont permis à la Deutsche Bahn (DB) de faire la une de l’actualité ferroviaire ces derniers temps. Pourtant, Daniela Gerd tom Markotten, membre du conseil d’administration de la DB pour la numérisation et la technologie, insiste sur le fait que certaines de ces critiques sont exagérées et souligne que la révolution numérique arrive à grands pas pour les chemins de fer allemands.

Dans une interview accordée au magazine technologique allemand t3n sur ce à quoi la DB pourrait ressembler en 2045, elle a esquissé un avenir où l’intelligence artificielle, l’imagerie par satellite et l’informatique quantique rendront les chemins de fer beaucoup plus ponctuels et résilients.

Objectifs de ponctualité

À la question de savoir si les trains de la DB seront enfin à l’heure dans deux décennies, Mme Markotten a fait référence au programme de rénovation S3 en cours de l’opérateur. Elle a indiqué que l’objectif à court terme était de porter la ponctualité sur les longues distances à 75-80 % d’ici à la fin de 2027. Il s’agirait d’une amélioration significative par rapport à juillet dernier, où la ponctualité n’était que de 56,1 %. Toutefois, ce taux reste bien en deçà des 90 % de ponctualité que les associations de voyageurs et les responsables politiques fédéraux jugent depuis longtemps nécessaires pour que le rail soit considéré comme compétitif.

Néanmoins, l’IA donne déjà des résultats. « L’IA avertit très tôt les répartiteurs des conflits potentiels et, en cas de déviation des horaires, fait des suggestions sur la manière de maintenir la circulation des trains aussi fluide que possible et de minimiser les retards. Ce déploiement est déjà en cours », a déclaré M. Markotten.

Elle a ajouté que la maintenance prédictive alimentée par l’analyse des données ferait également la différence : « Je suis convaincue que nous serons encore plus ponctuels dans 20 ans parce que nous serons en mesure d’entretenir les trains de manière beaucoup plus proactive et de gérer le trafic de manière plus intelligente.

Promesses de connectivité

La connectivité à bord des trains est un domaine dans lequel la réputation de la DB est particulièrement mauvaise. Que nous réserve 2045 pour l’internet à bord ? Mme Markotten a tout d’abord défendu l’opérateur, affirmant que les connexions Internet et mobiles sont « souvent bien meilleures que ne le suggère leur réputation ». Elle recommande toutefois aux passagers d’utiliser leur propre smartphone plutôt que le Wi-Fi partagé à bord, où la bande passante est limitée en raison du nombre d’utilisateurs.

Dès le début des années 2030, Markotten prévoit que chaque train disposera d’une bande passante totale d’environ cinq gigabits par seconde. Ce chiffre fait référence à la capacité combinée partagée entre tous les passagers à bord, et non à la vitesse d’une connexion individuelle. Cette capacité reposera sur les réseaux mobiles de la prochaine génération, tels que la 5G et ses successeurs, mais aussi sur une couverture d’antennes plus dense le long des voies, sur des répéteurs améliorés à bord des trains et sur de nouvelles fenêtres perméables aux mobiles qui permettent aux signaux de passer plus facilement à travers les vitres des wagons.

Parallèlement, sur les lignes à faible couverture, la DB travaille avec les quatre fournisseurs allemands de téléphonie mobile pour tester des mâts radio compacts installés tous les kilomètres le long d’une ligne pilote dans le Mecklembourg-Poméranie-Occidentale.

Entrer dans l’ère du quantum

À plus long terme, Mme Markotten a placé cette connectivité dans le contexte plus large de la numérisation. Selon elle, seule l’informatique quantique permettra aux chemins de fer de concrétiser leur vision d’une exploitation sans faille.

« Nos clients [pourront] surfer, travailler et téléphoner n’importe où, sans interruption et à grande vitesse », a-t-elle déclaré à t3n. « L’infrastructure, les trains et les processus sous-jacents sont entièrement numérisés. Cela nous permet de répartir les trains de manière optimale sur l’itinéraire et d’adapter les horaires en temps réel en cas de perturbations ».

« Cependant, cela nécessite de puissants ordinateurs quantiques », a-t-elle ajouté. « La planification optimale des itinéraires en temps réel pour toutes les connexions possibles n’est pas réalisable avec des ordinateurs conventionnels, la puissance de calcul actuelle et à grande vitesse. »

Il est important de souligner que si Mme Markotten a eu l’occasion de spéculer, la technologie quantique n’en est encore qu’à ses débuts. Les machines actuelles ne possèdent que quelques centaines de qubits, sont sujettes aux erreurs et sont principalement accessibles par le biais de partenariats de recherche avec des fournisseurs tels qu’IBM et Google. Leur coût est également astronomique : selon les estimations de l’industrie, les ordinateurs quantiques tolérants aux pannes devraient coûter de plusieurs centaines de millions à plus d’un milliard d’euros par installation au cours des premières décennies de leur existence. Les analystes suggèrent que les applications pratiques à grande échelle ne seront pas disponibles avant au moins une décennie, de sorte que même un déploiement en 2045 dans les opérations ferroviaires serait encore à l’avant-garde de l’utilisation commerciale.

La fragilité demeure

Il n’en reste pas moins que les hypothèses ferroviaires sont toujours amusantes à discuter. Mais la technologie peut-elle vraiment résoudre tous les problèmes des chemins de fer ? M. Markotten admet qu’il y a des limites et que les fondements du rail resteront toujours, dans une certaine mesure, fragiles. Pour l’instant, cela signifie qu’il faut se concentrer sur la modernisation.

« Si un aiguillage se casse ou si un signal tombe en panne, même la meilleure technologie ne nous aidera que dans une mesure limitée », a-t-elle déclaré. « De telles perturbations montrent à quel point le système est encore vulnérable et à quel point nous avons besoin à la fois de systèmes fonctionnels et d’un soutien numérique.

« Si nous voulons réaliser la transition climatique, nous devons faire circuler encore plus de trafic sur les chemins de fer. Pour ce faire, nous avons besoin d’une plus grande capacité. Cela signifie qu’il faut faire circuler plus de trains sur le même itinéraire sans surcharger le réseau. Cela ne sera possible que si les voies et les véhicules deviennent plus numériques. »