Article sur le concept de bogie actif développé par Serise Technologie. Article on the active bogie concept developed by Serise Technologie. In French with English translation.

1. QUébEc ScIEncE 30 octobRE - noVEmbRE 2017
our l’instant, les wagons de
train de marchandises se
laissent tirer par les loco-
motives.Maisilspourraient
jouer un rôle plus actif, et
générer des économies d’énergie, grâce
à l’ingénieur Serge Mai qui a imaginé un
module de traction autonome pour bogie,
ce chariot sous le véhicule ferroviaire.
Comment ? En récupérant l’énergie
cinétique produite par le bogie lors du
freinage. Dans les systèmes mécaniques
traditionnels, cette énergie est perdue,
car elle se dissipe en chaleur. L’inven-
tion de Serge Mai la transforme plutôt
en électricité et l’emmagasine dans une
batterie lithium-ion qui alimente ensuite
un effort de traction si le train accélère
ou grimpe une pente.
La récupération de l’énergie générée
par le freinage dans une batterie n’est pas
nouvelle. Les automobiles électriques et
hybrides fonctionnent sur ce principe.
En revanche, aucun système comparable
n’existe pour gérer de manière autonome
l’énergie sur un seul wagon de train. Et
c’est ce que M. Mai propose avec son
concept breveté au Canada, aux États-
Unis et en Europe.
Pasbesoindechercherloinpourtrouver
la plupart des composantes nécessaires:
la taille et la puissance des moteurs,
convertisseurs et batteries mis au point
pour les automobiles électriques corres-
pondent aux besoins d’un bogie. Il suffit
de les adapter au chariot, d’ajouter un
contrôleurélectroniqueetdelesrattacher
àdiverscapteurspouridentifierlavitesse,
l’inclinaison, l’accélération et la pression
enregistrées par les essieux.
Àl’aidedecesinformations,lesmodules
déterminentdemanièreautonomelemode
approprié pour fournir une assistance à la
locomotive, sans alimentation extérieure.
«Il n’est pas question d’avoir un système
avec un câble de communication ou une
communication radio entre la locomotive
etlewagon»,soulignel’ingénieur.Laraison
est simple: les wagons de marchandises
sont décrochés d’un convoi ferroviaire,
puisarrimésàunautreàplusieursreprises
au cours d’un même voyage.
Selonleconcepteur,l’installationdumo-
dule sur la moitié des wagons réduirait de
30% la consommation en carburant d’une
locomotive. Actuellement, le transport
ferroviaire de marchandises génère à lui
seul l’équivalent de plus de 7 millions de
tonnes de CO2
par année au pays, selon
les chiffres d’Environnement Canada.
Comme les locomotives appartiennent
rarement aux propriétaires de wagons,
SeriseTechnologies,lajeunepoussecréée
parSergeMaiautourdesoninvention,cible
d’abord les compagnies minières. Pour
transporter leur minerai, ces dernières
possèdentsouventleurslocomotives,leurs
wagons et leurs voies ferrées. «L’impact
bogie
Super
nom Serise
InvEntEuR Serge Mai
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2. QUébEc ScIEncE 31 octobRE - noVEmbRE 2017
deséconomiesetdesavantages,ellesvont
le voir directement», affirme-t-il.
Lemoduleprofiteraittoutdemêmeaux
compagnies uniquement propriétaires
de wagons. La batterie suffirait pour les
déplacer dans une gare de triage sans
avoir recours à une locomotive ou à une
dénivellationdusol.Danslecasd’unwagon
réfrigéré, elle assurerait en permanence
la climatisation.
La gestion autonome du bogie amélio-
rerait par ailleurs la sécurité. Le module
pourrait activer les freins lorsqu’il détec-
terait une vitesse anormalement élevée,
de façon à prévenir des événements
similaires à la catastrophe ferroviaire de
2013 à Lac-Mégantic.
En 2011, Serise Technologies a amorcé
des discussions avec TM4, une filiale
d’Hydro-Québec spécialisée dans les
moteurs électriques, et l’entreprise
Centre de réalisation d’outils innovateurs
(C.R.O.I.).Lecoûtpourledéveloppement,
la construction et la validation de deux
prototypes de démonstration a alors
été estimé à 1,5 million de dollars. Le
Bureau de l’efficacité et de l’innovation
énergétiques du Québec, par l’entremise
duprogrammeTechnoclimat,avaitpromis
de couvrir 50% des coûts si une entente
était signée avec un utilisateur final.
Mais le projet a été mis sur la glace. En
2013, C.R.O.I. a fait faillite et l’industrie
minière traversait un ralentissement éco-
nomique. Serge Mai n’a pas abandonné.
En 2014 et 2015, il a fait appel à la firme
de génie-conseil Merkur pour réaliser
une étude de faisabilité technique. «Mon
intention est de repartir avec mon bâton
depèlerinaucoursdel’annéeprochaine»,
explique l’inventeur qui travaille en paral-
lèle comme directeur technique à CDPQ
Infra, une filiale de la Caisse de dépôt et
de placement du Québec.
Le contexte semble désormais jouer en
sa faveur. Le secteur minier a repris de la
vigueur. Le prix des batteries lithium-ion,
la composante la plus coûteuse, ne cesse
de chuter; il pourrait descendre sous les
100$dukilowattheured’ici2020etrendre
leproduitplusabordablequeprévu.Ilreste
à percer un marché plutôt conservateur.
«C’est un concept qui brise toutes les
habitudes de l’industrie», concède l’in-
génieur qui reste néanmoins déterminé
à remettre le projet sur les rails. lQS
Par Etienne Plamondon
Emond
ouisFourniers’échinedepuis
cinq ans à concevoir une
borne de stationnement
conviviale pour les adeptes
de vélo urbain. Selon lui, les
options qui s’offrent à eux sont inadé-
quates. « Actuellement, je n’ai d’autre
choix que d’accrocher ma machine qui
vaut plusieurs centaines de dollars à un
support peu invitant en métal rouillé»,
déplore le président de l’entreprise d’usi-
nage saguenéenne Comp-XTR.
Son invention, la VéloVoûte, veut ré-
soudre ce problème. « Je suis parti du
principe que le cycliste moderne pense
comme un automobiliste. En matière de
stationnement,ils’attenddoncàêtreservi
de la même manière», élabore l’homme
de 55 ans. L’infrastructure consiste en un
châssis ergonomique en aluminium épais
etsoudéquipermetdestationnerunvéloà
laverticale.Desventousesencaoutchouc
stabilisent la roue avant.
Labornecomprendégalementuncasier
derangementassezgrandpourylaisserun
casqueetunsac,ainsiqu’unerobustequin-
caillerie antivol, dont une chaîne réputée
«indestructible».Lapossibilitéd’yintégrer
destechnologiesdecommunicationssans
fil en fait un véritable parcomètre pour
cyclistes.Letoutpour900$à5000$,selon
les modèles et options choisis.
La VéloVoûte est destinée aux entre-
prisesprivéesetauxinstitutionspubliques.
Aucoursdel’été2016,laVilledeQuébeca
mis deux unités à l’essai près de la gare du
PalaisetdumarchéduVieux-Port.Depuis,
la Capitale Nationale a néanmoins décidé
de lancer un concours pour la création
d’un support à vélo signature.
Une rebuffade qui ne refroidit pas les
ardeurs de l’inventeur: «Je sais que la
VéloVoûte trouvera preneur puisqu’elle
réussitàconvaincrelescyclistesd’ylaisser
leur vélo.» Ce qui n’est pas peu dire. lQS
Par Maxime Bilodeau
futur
Le stationnement cycliste du
nomVéloVoûte
InvEntEuRLouisFournier
stadededéveloppementConCeptValidationprototypepré-CommerCialisationCommerCialisation
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3. Super bogie – Translation into English
For now, freight train wagons are being pulled by locomotives. But they could play a more
active role, and generate energy savings, thanks to the engineer Serge Mai who devised an
independent traction module for bogie, this trolley under the railway vehicle.
How? By recovering the kinetic energy produced by the bogie during braking. In
traditional mechanical systems, this energy is lost because it dissipates into heat. Serge
Mai's invention turns it into electricity and stores it in a lithium-ion battery that then drives
a traction effort if the train accelerates or climbs a slope. Recovery of the energy generated
by braking in a battery is not new. Electric and hybrid cars operate on this principle. On
the other hand, no comparable system exists to independently manage energy on a single
train car. And that's what Mr. Mai offers with its concept patented in Canada, the United
States and Europe.
No need to look far to find most of the necessary components: the size and power of motors,
converters and batteries developed for electric cars suit the needs of a bogie. Simply adapt
them to the truck, add an electronic controller and attach them to various sensors to
identify the speed, incline, acceleration and pressure recorded by the axles.
Using this information, the modules autonomously determine the appropriate mode for
providing assistance to the locomotive without external power. "There is no question of
having a system with a communication cable or radio communication between the
locomotive and the car," says the engineer. The reason is simple: freight cars are unhooked
from a train consist and then coupled to another on several occasions during the same trip.
According to the designer, installing the module on half of the cars of a consist would
reduce the fuel consumption of a locomotive by 30%. Currently, rail freight alone
generates more than 7 million tons of CO2 per year in Canada, according to Environment
Canada figures.
As locomotives rarely belong to car owners, Serise Technologies, the young start-up
created by Serge Mai around its invention, targets mining companies first. To transport
their ore, they often have their locomotives, wagons and railroads. "The impact of savings
and benefits, they will see it directly," he says.
The module would still benefit the railroad cars owners companies. The battery would
suffice to move within a shunt yard without the use of a locomotive or gravity going
downhill (hump shunting). In the case of a refrigerated wagon, it would provide permanent
cooling power.
Independent control of the bogie would also improve safety. The module could activate the
brakes when it detects an abnormally high speed, so as to prevent events similar to the
2013 railway disaster in Lac-Mégantic.
In 2011, Serise Technologies began discussions with TM4, a subsidiary of Hydro-Québec
specializing in electric motors, and the Centre de réalisation d’outils innovateurs
(C.R.O.I.). The cost for the development, construction and validation of two demonstration
prototypes was estimated at $ 1.5 million. The Office of Energy Efficiency and Innovation

4. of Quebec, through the Technoclimat program, had promised to cover 50% of the costs if
an agreement was signed with an end user.
But the project was put on the ice. In 2013, C.R.O.I. went bankrupt and the mining industry
was experiencing an economic downturn. Serge Mai did not give up. In 2014 and 2015, he
called on the consulting engineering firm Merkur to carry out a technical feasibility study.
"My intention is to take-up my pilgrim’s staff again next year," explains the inventor who
works in parallel as engineering director at CDPQ Infra, a subsidiary of the Caisse de
depot et de placement du Québec.
The context now seems to be in his favor. The mining sector has recovered. The price of
lithium-ion batteries, the most expensive component, is constantly falling; it could drop
below $ 100 per kilowatt-hour by 2020 and make the product more affordable than
expected. There remains a rather conservative market. "It's a concept that breaks all the
habits of the industry," concedes the engineer who nevertheless remains determined to put
the project back on track.
By Etienne Plamondon Emond