L’ouverture à la concurrence du transport de fret ferroviaire en Europe entraîne des évolutions de structures significatives. La SNCF - opérateur historique – doit engager une mutation sans précédent. De nouveaux opérateurs s’implantent en France et doivent recruter et former du personnel. Dans un premier temps, le fonctionnement de ces nouveaux acteurs s’effectue principalement grâce à du personnel retraité de la SNCF. On assiste également à la création d’Opérateurs Ferroviaires de Proximité (OFP). Ces entités, généralement de petite taille, viennent compléter le travail effectué par les entreprises ferroviaires sur des dessertes terminales. Les OFP ont également besoin de compétences ferroviaires. Notre recherche porte donc sur les moyens nécessaires pour construire des compétences ferroviaires dans le respect des principes de sécurité et en intégrant le fonctionnement spécifique des structures OFP. La création d’une structure virtuelle peut contribuer à l’identification et la construction de compétences ferroviaires. / The opening to compétition of rail freight in Europe leads to significant changes in structures. The SNCF, incumbent, must commit unprecedented change. New operators setting up in France and need to recruit and train staff. At first, these new operators mainly use SNCF retired staff. Furthermore, Short Lines establishing are observed. These entities, generally small, complement the work of railway undertakings for the last kilometres. Short Lines also need skills rail. Our research focuses on necessary means to acquire skills rail in accordance with safety principles and by working according to Short Lines specific operating. Virtual structure creation can help skills rail identification and définition.

La promotion du transport ferroviaire de marchandises permet d'améliorer l'impact environnemental du transport de marchandises, à travers la réduction de la part modale de la route, qui est responsable d'environ un quart des émissions européennes de CO2. L'objet de cette thèse est d'analyser les flux de marchandises afin de proposer des solutions opérationnelles qui permettraient d'augmenter la part de marché du transport de fret ferroviaire, notamment grâce à une meilleure utilisation des terminaux intermodaux. La première partie de la thèse fournit une synthèse des principales modèles théoriques concernant l'analyse de la demande et de l'offre de transport de marchandises, afin d'analyser le lien entre activité économique et transport de marchandises. Une analyse détaillée des sources statistiques disponibles au niveau européen, national et régional, est aussi fournie. Dans la deuxième partie, une application au cas des chantiers de transbordement rail-route en France est présentée, et une comparaison avec d'autres pays européens est réalisée. L'objectif de cette analyse est d'estimer la demande potentielle de transport combiné, d'évaluer la productivité des terminaux intermodaux et d'étudier l'impact socio-économique et financier des investissements dans les terminaux intermodaux, en évaluant également la possibilité des nouveaux montages financiers (PPP). Les résultats de l'analyse montrent un large potentiel pour le transport combiné, en particulier en lien avec l'activité des ports maritimes, et une productivité faible dans les terminaux existants. En conséquence, cette analyse suggèrerait de concentrer les investissements sur un nombre limité de sites à haut potentiel, afin d'attirer des investissements privés et optimiser l'utilisation des fonds publics. Les implications politiques de cette analyse sont multiples : elles concernent d'abord le gestionnaire d'infrastructure et les opérateurs ferroviaires, qui doivent mieux planifier les investissements en fonction de la demande commerciale. Elles concernent aussi l'Etat et les collectivités locales, qui doivent optimiser l'utilisation des fonds publics en favorisant les localisations à haut potentiel.

Planifier les horaires des trains qui circulent sur un réseau constitue une tâche complexe. En Europe, elle s'inscrit dans un processus qui voit le gestionnaire d'infrastructure opérer des choix pour répartir une ressource rare, la capacité d'infrastructure, entre des usages concurrents - commerciaux (trains de voyageurs et de marchandises) et de maintenance (travaux) - et des demandeurs multiples. Dans ce travail, nous cherchons à mieux cerner comment s'organise et fonctionne le processus pour le réseau ferré français par le prisme du fret, activité ouverte à la concurrence depuis 2006 mais qui traverse une crise structurelle depuis plusieurs décennies. Les différentes facettes temporelles du processus de répartition des capacités constituent le fil conducteur de notre analyse. A travers une démarche croisant le point de vue du gestionnaire d'infrastructure et celui de ses clients, au premier rang desquels les entreprises ferroviaires, nous montrons que le fret occupe une place singulière dans ce processus qui se structure selon un calendrier spécifique, fruit de dispositions règlementaires européennes et d'héritages et de choix nationaux. La question de la qualité de sillons offerts par le gestionnaire d'infrastructure est appréhendée sous l'angle d'une articulation entre composantes de court et de long termes par rapport à l'échéance de circulation. Activité plurielle, le fret a besoin de flexibilité et de visibilité. Nous nous intéressons enfin aux sillons-catalogue en tant que dispositif participant à garantir de la capacité au fret. Une analyse de la méthode allemande, à travers le projet neXt, est proposée en guise de contrepoint. Nous mettons en évidence que l'équilibre entre des exigences industrielles (standardisation) et commerciales (personnalisation) dans la production des sillons est indispensable mais demeure délicat à établir / Train timetabling on a rail network is a complex task. In Europe, this issue lies within a process for which the infrastructure manager has to consider competing uses - passenger and freight trains as well as maintenance work - and several users of a scarce resource, infrastructure capacity. The aim of this research is to better understand the way this process is organised and works on the French rail network. We have chosen to tackle this issue focusing on freight as an activity which has been opened up to competition since 2006 but has experienced structural difficulties for decades. The various time aspects of the capacity allocation process are the key focus of our analysis. Our approach considers the perspectives of the infrastructure manager and of their customers, foremost among which are train operating companies. We highlight that freight occupies a unique place in this process which is based on a schedule resulting from both European regulations and the legacy of decisions taken at the national level. The issue of the quality of the train paths offered by the infrastructure manager is studied with a focus on the links between short and long term requirements with regard to the train running deadline. In spite of their diversity, we demonstrate that freight operators need flexibility and visibility. Finally, we analyse catalogue paths as a specific offer that aims to guarantee capacity for freight. The German method, through the neXt project, provides an alternative insight into this issue. Accommodating freight train paths into the timetable is essentially a necessary but delicate balance of interests: standardisation vs. customisation

La promotion du transport ferroviaire de marchandises permet d’améliorer l’impact environnemental du transport de marchandises, à travers la réduction de la part modale de la route, qui est responsable d’environ un quart des émissions européennes de CO2. L’objet de cette thèse est d’analyser les flux de marchandises afin de proposer des solutions opérationnelles qui permettraient d’augmenter la part de marché du transport de fret ferroviaire, notamment grâce à une meilleure utilisation des terminaux intermodaux. La première partie de la thèse fournit une synthèse des principales modèles théoriques concernant l’analyse de la demande et de l’offre de transport de marchandises, afin d’analyser le lien entre activité économique et transport de marchandises. Une analyse détaillée des sources statistiques disponibles au niveau européen, national et régional, est aussi fournie. Dans la deuxième partie, une application au cas des chantiers de transbordement rail-route en France est présentée, et une comparaison avec d’autres pays européens est réalisée. L’objectif de cette analyse est d’estimer la demande potentielle de transport combiné, d’évaluer la productivité des terminaux intermodaux et d’étudier l’impact socio-économique et financier des investissements dans les terminaux intermodaux, en évaluant également la possibilité des nouveaux montages financiers (PPP). Les résultats de l’analyse montrent un large potentiel pour le transport combiné, en particulier en lien avec l’activité des ports maritimes, et une productivité faible dans les terminaux existants. En conséquence, cette analyse suggèrerait de concentrer les investissements sur un nombre limité de sites à haut potentiel, afin d’attirer des investissements privés et optimiser l’utilisation des fonds publics. Les implications politiques de cette analyse sont multiples : elles concernent d’abord le gestionnaire d’infrastructure et les opérateurs ferroviaires, qui doivent mieux planifier les investissements en fonction de la demande commerciale. Elles concernent aussi l’Etat et les collectivités locales, qui doivent optimiser l’utilisation des fonds publics en favorisant les localisations à haut potentiel. / The promotion of railway modal share has large benefits on the environment by reducing the modal share of road transport, which is responsible for about one-fourth of European CO2 emissions. The aim of this dissertation is to analyse freight transport flows in order to provide operational solutions to increase the modal share of railways transport through a better use of intermodal terminals. In the first part of the dissertation a theoretical survey of freight transport models is provided, in order to show the linkage between freight transport and economic activities. A comprehensive analysis of data sources at European, national and regional levels is also provided. In the second part of the dissertation an application to the case of railway intermodal terminals in France is provided, with some comparisons to other European countries. The scope of the analysis is to estimate the potential demand of combined transport, to assess the productivity of intermodal terminals and to evaluate the socio-economic and financial impact of new investments in terminals, also through new project financing schemes (PPPs). The results show a large potential for railway intermodal transport, especially in connection with maritime ports, and low productivity in existing terminals. As a consequence it’s fundamental to concentrate new investments in a few high potential locations, in order to attract private investments and to provide a better use of public funds. The policy implications of this analysis are multiple: it concerns first the railway companies and the infrastructure managers, which should better plan their investments according to commercial needs. It concerns also governments and regional authorities which should better concentrate public funds on optimal terminal locations.

Les travaux présentés dans le cadre de cette thèse de doctorat concernent la problématique d’arrachement de bâches de semi-remorques convoyés par le réseau d’autoroutes ferroviaires. En effet, les phénomènes turbulents générés autour d’un tel convoi provoquent d’importantes fluctuations de pression sur les parois bâchées, entrainant des mouvements de forte amplitude menant à la rupture sur de longues périodes de sollicitation. Ce phénomène pouvant provoquer plusieurs types d’incidents pour l’exploitant du réseau (embrasement par contact caténaire, retard des trains, perte de marchandise, etc...), il est nécessaire de comprendre les phénomènes physiques mis en jeu et de dégager une solution de contrôle de l’écoulement satisfaisant les contraintes de l’industrie ferroviaire. Pour ce faire, une étude expérimentale et numérique de l’écoulement autour d’une configuration bidimensionnelle de marche montante a été réalisée afin de caractériser l’influence des différentes zones décollées sur les fluctuations de pression pariétale induites en aval de la marche. A cet effet, une série de mesures de champs de vitesse et de pression pariétale ont été réalisées dans la soufflerie du Lamih. Les résultats observés expérimentalement ont pu être confrontés à ceux obtenus par une approche numérique dans des conditions équivalentes. L’analyse de l’écoulement s’est principalement focalisée sur deux points. Le premier concerne la dynamique des zones de recirculation en interaction avec la couche de cisaillement. Une approche stochastique a été déployée, et a permis de mettre en évidence les mécanismes prépondérants à l’origine du phénomène. Le second point porte sur les liens entretenus entre ces mécanismes et les fluctuations de pression pariétale. Une approche modale, basée sur une décomposition orthogonale aux valeurs propres étendue, a permis de révéler l’importante contribution des basses fréquences dans ce cas de figure. Enfin, une solution de contrôle passive (déflecteur) a été testée et a permis de montrer que la suppression de ces mécanismes basse fréquence permet d’obtenir un gain en termes de pression pariétale pouvant aller jusqu’à 36% selon les configurations. / The work presented in the framework of this doctoral thesis concerns the problem of the tarpaulins tearing off of semi-trailers conveyed by the motorways network. Indeed, the turbulent phenomena generated around such a convoy cause large pressure fluctuations on the walls, resulting in high amplitude movements leading to breakage over long periods of stress. This phenomenon can cause several types of incidents for the operator of the network (ignition by catenary contact, train delay, loss of goods,...), it is necessary to understand the physical phenomena involved and to define a flow control solution that take into account the rail industry constraints. To do this, an experimental and numerical study of the flow around a two-dimensional forward facing step configuration was carried out in order to characterize the influence of the different separated zones on the wall pressure fluctuations induced downstream of the step. For this purpose, a series of velocity field and wall pressure measurements were carried out in the Lamih wind tunnel. The experimental results could be compared with those obtained by a numerical approach under the same conditions. The flow analysis focused mainly on two points. The first concerns the dynamics of the recirculation zones interacting with the shear layer. A stochastic approach has been used, and has made it possible to highlight the dominant mechanisms at the origin of the phenomenon. The second point concerns the dynamical links between these mechanisms and the wall pressure fluctuations. A modal approach, based on an extended orthogonal decomposition, revealed the important contribution of the low frequencies in this case. Finally, a passive control solution (deflector) was tested and showed that the low frequency mechanisms suppression provide a wall pressure gain up to 36 % depending on configurations.