Il analyse les nouvelles exigences et les développements du Système Ferroviaire dans une perspective dynamique et en s'appuyant sur la vaste expérience d'un excellent corps enseignant" 

Le chemin de fer n'est pas né d'une idée spontanée, mais d'un long processus qui a débuté au XVIIe siècle pour améliorer le transport du charbon. À l'époque, les voies étaient construites avec des poutres en bois qui étaient soutenues et clouées à des traverses. Au fil du temps, ce système a évolué et a reçu un plus grand soutien des gouvernements des États. Cela l'a aidé à devenir un moyen de transport écologiquement durable, ce qui est très demandé dans l'industrie d'aujourd'hui. Ainsi, il est devenu fondamental pour les ingénieurs de ce secteur de poursuivre leurs études universitaires et de se spécialiser dans un domaine à forte projection internationale.

Ce Mastère spécialisé explore l'ingénierie et l'exploitation ferroviaire dans une perspective technique et opérationnelle traditionnelle, mais en tenant compte du contexte international actuel, qui établit de nouvelles exigences spécifiques pour les professionnels de ce secteur. Un accent particulier est mis sur les nouvelles tendances et technologies vers lesquelles le chemin de fer se dirige afin d'accroître son efficacité technique et son service à la société. De même, une analyse des nouvelles exigences de sécurité qui conditionnent considérablement la conception et l'exploitation des Systèmes Ferroviaires est également envisagée.

Le programme est applicable à toutes les zones géographiques des chemins de fer, avec un aspect international évident. Dans tous les cas, les aspects spécifiques des réseaux, des projets et des services ferroviaires ont été pris en compte, ce qui représente une référence exceptionnelle dans le domaine ferroviaire et donc un grand intérêt pour l'étudiant. La planification du Mastère spécialisé a été abordée de manière pratique, afin que son contenu puisse être directement appliqué dans les différents domaines professionnels du chemin de fer.
Les nouvelles technologies jouent un rôle important dans ce programme. Le secteur ferroviaire exige des professionnels qui, ayant déjà des compétences techniques dans les aspects traditionnels du secteur, connaissent et savent quels sont les nouveaux défis auxquels le chemin de fer est confronté. C'est pourquoi ce programme comprend des modules spécifiques sur la recherche, le développement et l'innovation dans le secteur et sur la transformation numérique qu'il subit, qui sont des éléments clés de la nouvelle stratégie à suivre.

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Module 1. Le chemin de fer et son ingénierie dans le Contexte Actuel

1.1. Le chemin de fer dans les transports

1.1.1. Sa position et sa concurrence avec les autres modes
1.1.2. Analyse sectorielle
1.1.3. Financement
1.1.4. Langage spécialisée et Terminologie Ferroviaire

1.2. Organisation

1.2.1. Organismes de réglementation et de surveillance
1.2.2. Industrie
1.2.3. Gestionnaires d'infrastructures
1.2.4. Entreprises de Transport Ferroviaire
1.2.5. Institutions et associations

1.3. Réglementation, législation et normes

1.3.1. Cadre juridique et réglementation
1.3.2. Libéralisation du Transport Ferroviaire
1.3.3. Règlements techniques

1.4. Nouvelles tendances et stratégies

1.4.1. Inter opérabilité de différents systèmes technologiques
1.4.2. Vers la numérisation : le chemin de fer 4.0
1.4.3. Un nouveau modèle de service à la société

1.5. Description des Services Ferroviaires

1.5.1. Services urbains
1.5.2. Services de moyenne et longue distance
1.5.3. Services à haut débit
1.5.4. Services de fret

1.6. Classification et principaux systèmes d'infrastructure

1.6.1. Énergie de traction électrique
1.6.2. Contrôle, commande et signalisation
1.6.3. Télécommunications
1.6.4. Infrastructures civiles

1.7. Classification et principaux systèmes matériel roulant

1.7.1. Principaux types
1.7.2. Traction
1.7.3. Freinage
1.7.4. Contrôle, commande et signalisation
1.7.5. Rolling

1.8. Interaction entre le véhicule et l'infrastructure

1.8.1. Les différentes interactions
1.8.2. La compatibilité technique du véhicule avec l'infrastructure
1.8.3. Le problème de l'écartement des voies et ses principales solutions

1.9. Critères et contraintes techniques du chemin de fer

1.9.1. Vitesse de fonctionnement maximale
1.9.2. La typologie du matériel roulant
1.9.3. La capacité de transport
1.9.4. L'interrelation entre les différents sous-systèmes

1.10. Cas de référence mondiaux

1.10.1. Réseaux et Services Ferroviaires
1.10.2. Infrastructures en construction et en service
1.10.3. Projets technologiques

Module 2. Énergie Électrique de Traction

2.1. L'énergie électrique et le chemin de fer

2.1.1. Le Semi-conducteur de Puissance
2.1.2. Tension et courant électrique sur le chemin de fer
2.1.3. Évaluation globale de l'Électrification Ferroviaire dans le monde

2.2. Relation entre les Services Ferroviaires et l'électrification

2.2.1. Services urbains
2.2.2. Services interurbains
2.2.3. Services à haut débit

2.3. Électrification et freinage des trains

2.3.1. Performances du freinage électrique au niveau de la traction
2.3.2. Performances du freinage électrique au niveau de la infrastructure
2.3.3. Influence générale du freinage électrique par récupération

2.4. Le système Électrique Ferroviaire

2.4.1. Éléments constitutifs
2.4.2. L'environnement électrique
2.4.3. Le TPS (Traction Power System)

2.5. Le TPS (Traction Power System)

2.5.1. Composants
2.5.2. Types de TPS en fonction de la fréquence de fonctionnement électrique
2.5.3. Contrôle SCADA

2.6. La Sous-station Électrique de Traction (SET)

2.6.1. Fonction
2.6.2. Types
2.6.3. Architecture et composants
2.6.4. Connexion électrique

2.7. Ligne de Transmission (LT)

2.7.1. Fonction
2.7.2. Types
2.7.3. Architecture et composants
2.7.4. La captation de l'énergie électrique par le train
2.7.5. La ligne aérienne élastique de transmission
2.7.6. La ligne aérienne rigide de transmission

2.8. Le Système Électrique Ferroviaire à courant continu

2.8.1. Particularités spécifiques
2.8.2. Paramètres techniques
2.8.3. Exploitation

2.9. Le Système Électrique Ferroviaire à courant alternatif monophasé

2.9.1. Particularités spécifiques
2.9.2. Paramètres techniques
2.9.3. Perturbations et principales solutions
2.9.4. Exploitation

2.10. Projet de Génie Civil

2.10.1. Règlementation
2.10.2. Index du projet
2.10.3. Planification, exécution et mise en service

Module 3. Contrôle, Commande et Signalisation (CCS)

3.1. Le CCS et le chemin de fer

3.1.1. Évolution
3.1.2. La Sécurité Ferroviaire
3.1.3. L'importance de la RAMS
3.1.4. Inter opérabilité Ferroviaire
3.1.5. Composants du sous-système CCS

3.2. L'enclavement

3.2.1. Évolution
3.2.2. Principe de fonctionnement
3.2.3. Types
3.2.4. Autres éléments
3.2.5. Le programmation d'exploitation
3.2.6. Développements futurs

3.3. Le blocage

3.3.1. Évolution
3.3.2. Types
3.3.3. La capacité de transport et le blocage
3.3.4. Critères de conception
3.3.5. Communication du blocage
3.3.6. Applications spécifiques

3.4. La détection du train

3.4.1. Circuits de voie
3.4.2. Compteurs d'essieux
3.4.3. Critères de conception
3.4.4. Autres technologies

3.5. Les éléments du champ

3.5.1. Appareils de voie
3.5.2. Les signaux
3.5.3. Systèmes de protection des passages à niveau
3.5.4. Les détecteurs de soutien à l'exploitation

3.6. Système de protection du train

3.6.1. Évolution
3.6.2. Types
3.6.3. Systèmes embarqués
3.6.4. ATP
3.6.5. ATO
3.6.6. Critères de conception
3.6.7. Développements futurs

3.7. Le système ERTMS

3.7.1. Évolution
3.7.2. Règlementation
3.7.3. Architecture et composants
3.7.4. Niveaux
3.7.5. Modes d'opération
3.7.6. Critères de conception

3.8. Le système CBTC

3.8.1. Évolution
3.8.2. Règlementation
3.8.3. Architecture et composants
3.8.4. Modes d'opération
3.8.5. Critères de conception

3.9. Relation entre les Services Ferroviaires et la CCS

3.9.1. Services urbains
3.9.2. Services interurbains
3.9.3. Services à haut débit

3.10. Projet de Génie Civil

3.10.1. Règlementation
3.10.2. Index du projet
3.10.3. Planification, exécution et mise en service

Module 4. Télécommunications

4.1. Télécommunications Ferroviaires

4.1.1. Sécurité et disponibilité des systèmes de télécommunications
4.1.2. Classification des systèmes de Télécommunications Ferroviaires
4.1.3. Convergence vers les réseaux IP

4.2. Concepts de transmission par câble
4.3. Moyens de transmission

4.3.1. Câbles en cuivre
4.3.2. Liens radio
4.3.3. Fibre optique

4.4. Réseaux de transport et d'accès

4.4.1. La transmission numérique
4.4.2. Systèmes PDH
4.4.3. Systèmes SDH
4.4.4. Évolution des systèmes

4.5. Réseaux de commutation vocale

4.5.1. Téléphonie d'exploitation traditionnelle
4.5.2. Téléphonie commutée
4.5.3. Voix sur IP
4.5.4. Architecture réseau vocal
4.5.5. Plan numéroté

4.6. Réseaux de données

4.6.1. Fondements Modèle OSI
4.6.2. Réseaux de commutation de paquets
4.6.3. Réseaux locaux Ethernet
4.6.4. Réseaux IP/ MPLS

4.7. Communications Mobiles

4.7.1. Bases des communications mobiles
4.7.2. Train-terre analogique
4.7.3. Systèmes WIFI
4.7.4. Systèmes TETRA

4.8. Communications Mobiles GSM-R

4.8.1. Caractéristiques spécifiques GSM-R vs GSM (2G)
4.8.2. Architecture
4.8.3. Gestion des appels
4.8.4. Conception du réseau haute disponibilité
4.8.5. ERTMS L2 : GSM-R + ETCS L2
4.8.6. Évolution GSM-R vers la 5G (FRMCS)

4.9. Exploitation et surveillance des réseaux de Télécommunications

4.9.1. Modèle ISO TMNS
4.9.2. Protocoles standard et gestionnaires propriétaires
4.9.3. Systèmes de Gestion Centralisée
4.9.4. Fourniture de services

4.10. Services et clients de télécommunications dans l'Environnement Ferroviaire

4.10.1. Services et clients ferroviaires
4.10.2. Télécommunications fixes
4.10.3. Télécommunications mobiles
4.10.4. Projet de Génie Civil
4.10.5. Règlementation
4.10.6. Index du projet
4.10.7. Planification, exécution et mise en service

Module 5. Infrastructure Civile

5.1. Approche des caractéristiques de l'infrastructure ferroviaire civile

5.1.1. Interaction de l'infrastructure avec le véhicule
5.1.2. Dynamique générale du chemin de fer
5.1.3. Paramètres de conception de l'infrastructure

5.2. La Plateforme Ferroviaire

5.2.1. Constitution de la plateforme
5.2.2. Typologie
5.2.3. Couches de Siège ferroviaires

5.3. Ponts

5.3.1. Typologie
5.3.2. Caractéristiques techniques
5.3.3. Interaction avec le véhicule

5.4. Tunnels

5.4.1. Typologie
5.4.2. Caractéristiques techniques
5.4.3. Interaction avec le véhicule
5.4.4. Particularités aérodynamiques
5.4.5. Particularités dans le domaine de la sécurité et de la protection civile

5.5. La voie en ballast

5.5.1. Typologie
5.5.2. La voie de roulement
5.5.3. Autres composants
5.5.4. Phénomène de flying-ballast

5.6. Voie en plaque

5.6.1. Typologie
5.6.2. Composants
5.6.3. Transition par rail en plat à rail en ballast

5.7. Les appareils de voie

5.7.1. Typologie
5.7.2. Détours et traversées
5.7.3. Équipements de dilatation

5.8. Autres auxiliaires

5.8.1. Tampons et zones de freinage
5.8.2. Obstacles multifonctions
5.8.3. Changeurs de largeur
5.8.4. Balances

5.9. Relation entre les Services Ferroviaires et l'infrastructure civile

5.9.1. Services urbains
5.9.2. Services interurbains
5.9.3. Services à haut débit

5.10. Résilience des infrastructures aux événements extrêmes

5.10.1. Événements climatiques
5.10.2. Glissements de terrain
5.10.3. Tremblements de terre

Module 6. Matériel Roulant

6.1. Véhicules Ferroviaires

6.1.1. Évolution
6.1.2. Classification
6.1.3. Parties fonctionnelles
6.1.4. Normes et processus d'approbation

6.2. Interaction roue-rail

6.2.1. Roues et essieux montés
6.2.2. Bogies et essieux montés
6.2.3. Guidage des roues
6.2.4. Balances
6.2.5. Systèmes à largeur variable

6.3. Dynamique ferroviaire

6.3.1. Équations du mouvement
6.3.2. Courbes de traction
6.3.3. Adhésion
6.3.4. Suspension
6.3.5. Aérodynamique des trains à grande vitesse

6.4. Carrosserie, cabine, portes, WC et aménagement intérieur

6.4.1. Caisse
6.4.2. Cabine de conduite
6.4.3. Portes, WC et décoration intérieure

6.5. Circuits électriques HT et BT

6.5.1. Pantographe
6.5.2. Appareils de commutation et transformateurs HT
6.5.3. Architecture des circuits HT
6.5.4. Convertisseur SSAA et batteries
6.5.5. Architecture des circuits BT

6.6. Traction électrique

6.6.1. Chaîne de traction
6.6.2. Moteurs de traction électriques
6.6.3. Convertisseurs statiques
6.6.4. Filtre

6.7. Traction diesel, traction diesel-électrique et traction hybride

6.7.1. Traction diesel
6.7.2. Traction diesel-électrique
6.7.3. Entraînement hybride

6.8. Système de freinage

6.8.1. Frein de service automatique
6.8.2. Frein électrique
6.8.3. Frein de stationnement
6.8.4. Frein auxiliaire

6.9. Systèmes de signalisation, systèmes de communication, systèmes de contrôle et de diagnostic

6.9.1. Systèmes ATP- ERTMS/ ERTMS
6.9.2. Train Ground - Systèmes de communication GSM-R
6.9.3. Systèmes de commande et de diagnostic - Réseau TCN

6.10. Entretien des Véhicules Ferroviaires

6.10.1. Installations d'entretien des Véhicules Ferroviaires
6.10.2. Opérations de maintenance
6.10.3. Entités chargées de la maintenance

Module 7. Les Risques et la Sécurité

7.1. Cadre Législatif

7.1.1. Directives sur la Sécurité et l'inter Opérabilité
7.1.2. Méthode commune d'évaluation des Risques
7.1.3. Processus d'autorisation et mise en service commercial

7.2. Cycle de vie des Projets Ferroviaires

7.2.1. Phases du cycle de vie
7.2.2. Activités de sécurité
7.2.3. Activités RAM - fiabilité, disponibilité et maintenance–

7.3. Gestion de la Sécurité - RAMS

7.3.1. Gestion de la Sécurité
7.3.2. Sécurité fonctionnelle
7.3.3. Gestion de la Qualité

7.4. Gestion des menaces

7.4.1. Identification et analyse des menaces
7.4.2. Classification des menaces et répartition des risques
7.4.3. Critères d'acceptation des risques

7.5. Sécurité fonctionnelle

7.5.1. Sécurité fonctionnelle
7.5.2. Exigences de sécurité
7.5.3. Niveau d'intégrité de sécurité - SIL

7.6. Indicateurs de RAM

7.6.1. Fiabilité
7.6.2. Disponibilité
7.6.3. Maintenance

7.7. Processus de vérification et de validation

7.7.1. Méthodes V&V
7.7.2. Vérification de la conception
7.7.3. Inspections et essais

7.8. Safety Case

7.8.1. Structure du SAFETY CASE
7.8.2. Preuve de la sécurité
7.8.3. SAFETY CASE connexe et conditions d'application

7.9. Gestion du RAMS - exploitation et maintenance

7.9.1. Indicateurs opérationnels du RAMS
7.9.2. Gestion du changement
7.9.3. Dossier de modification

7.10. Processus de certification et évaluation indépendante

7.10.1. Évaluation indépendante de la sécurité - ISA & ASBO
7.10.2. Évaluation de la conformité - NOBO & DEBO
7.10.3. Autorisation de mise en service

Module 8. Exploitation

8.1. Exploitation Ferroviaire

8.1.1. Fonctions considérées dans le domaine de l'Exploitation Ferroviaire
8.1.2. Demande de transport de passagers
8.1.3. Demande de transport de des marchandises

8.2. Régulation du trafic

8.2.1. Principes de la régulation du Trafic Ferroviaire
8.2.2. Règles de circulation
8.2.3. Calcul des engrenages
8.2.4. Le centre de contrôle du trafic

8.3. Capacité

8.3.1. Analyse de la capacité des lignes
8.3.2. Allocation de capacité
8.3.3. Déclaration de Réseau

8.4. Services aux passagers

8.4.1. La planification des services
8.4.2. Identification des contraintes et des limites de l'opération
8.4.3. La gare de voyageurs

8.5. Services de fret

8.5.1. La planification des services
8.5.2. Identification des contraintes et des limites de l'opération
8.5.3. Le terminal de marchandises
8.5.4. Particularité de l'exploitation du fret sur les lignes à grande vitesse

8.6. L'économie du Système Ferroviaire

8.6.1. L'économie ferroviaire dans le contexte actuel
8.6.2. L'économie du gestionnaire d'infrastructure
8.6.3. Économie de l'exploitation du service

8.7. L'Exploitation Ferroviaire du point de vue de la consommation d'énergie

8.7.1. Consommation d'énergie et émissions liées au transport ferroviaire
8.7.2. Gestion de l'énergie dans les Entreprises Ferroviaires
8.7.3. Consommation d'énergie sur les lignes à grande vitesse

8.8. Efficacité Énergétique

8.8.1. Stratégies de réduction de la consommation électrique de la traction
8.8.2. Conception efficace des infrastructures
8.8.3. Exploitation de l'énergie électrique régénérée en traction
8.8.4. Une conduite Efficace

8.9. Gestion des incidents

8.9.1. Plan d'urgence
8.9.2. Centre de contrôle des incidents
8.9.3. Analyse spécifique des phénomènes météorologiques

8.10. Sécurité et protection civile

8.10.1. Plan d'Auto-protection
8.10.2. Installations spécifiques dans ce domaine
8.10.3. Centre de contrôle des sécurités

Module 9. Recherche, Développement et Innovation (RDI)

9.1. Contexte actuel de la R&D&I dans le secteur ferroviaire

9.1.1. Le financement et la fiscalité de l'innovation
9.1.2. L'impulsion européenne
9.1.3. Les programmes de recherche européens Shift2Rail et ERJU
9.1.4. Situation et perspectives dans d'autres pays et régions du monde

9.2. Les phases du processus de RDI

9.2.1. Modèles d'innovation
9.2.2. Le projet de R&D&I
9.2.3. L'intelligence technologique
9.2.4. La stratégie de R&D&I
9.2.5. Installations d'essai

9.3. Défis technologiques pour les chemins de fer

9.3.1. Défis traditionnels et futurs
9.3.2. Interopérabilité Ferroviaire en termes de R&D&I
9.3.3. La révolution numérique dans le Secteur Ferroviaire

9.4. R&D&I dans le domaine de l'énergie de traction électrique

9.4.1. Lignes de recherche et de développement en cours et planifiées
9.4.2. Les initiatives technologiques à mettre en avant
9.4.3. Principaux groupes de recherche dans le domaine

9.5. R&D&I dans le domaine de la CCS

9.5.1. Lignes de recherche et de développement en cours et planifiées
9.5.2. Les initiatives technologiques à mettre en avant
9.5.3. Principaux groupes de recherche dans le domaine

9.6. R&D&I dans le domaine des télécommunications CCS

9.6.1. Lignes de recherche et de développement en cours et planifiées
9.6.2. Les initiatives technologiques à mettre en avant
9.6.3. Principaux groupes de recherche dans le domaine

9.7. R&D&I dans le domaine des télécommunications CCS

9.7.1. Lignes de recherche et de développement en cours et planifiées
9.7.2. Les initiatives technologiques à mettre en avant
9.7.3. Principaux groupes de recherche dans le domaine

9.8. R&D&I dans le domaine du matériel roulant

9.8.1. Lignes de recherche et de développement en cours et planifiées
9.8.2. Les initiatives technologiques à mettre en avant
9.8.3. Principaux groupes de recherche dans le domaine

9.9. Résultats du processus de R&D&I

9.9.1. Protection sur les résultats
9.9.2. Transfert de technologie
9.9.3. Mise en œuvre en cours d'emploi

9.10. Nouveaux Systèmes Ferroviaires

9.10.1. Situation et perspectives
9.10.2. Technologie de lévitation magnétique
9.10.3. Le nouveau concept Hyperloop

Module 10. La Nouvelle Révolution Numérique dans le secteur Ferroviaire

10.1. La quatrième révolution ferroviaire

10.1.1. Évolution technologique
10.1.2. Les technologies numériques appliquées au rail
10.1.3. Les technologies numériques appliquées au ferroviaire

10.2. Domaines d'application dans le contexte actuel

10.2.1. Big Data
10.2.2. Cloud computing
10.2.3. Intelligence artificielle
10.2.4. Intelligence artificielle
10.2.5. DAS

10.3. Application au Réseau Électrique Ferroviaire

10.3.1. Objectif
10.3.2. Fonctionnalité
10.3.3. Mise en œuvre

10.4. Application à la maintenance

10.4.1. Objectif
10.4.2. Fonctionnalité
10.4.3. Mise en œuvre

10.5. Application à la gare de voyageurs

10.5.1. Objectif
10.5.2. Fonctionnalité
10.5.3. Mise en œuvre

10.6. Application au gestion Logistique Ferroviaire

10.6.1. Objectif
10.6.2. Fonctionnalité
10.6.3. Mise en œuvre

10.7. Application au gestion Trafic Ferroviaire

10.7.1. Objectif
10.7.2. Fonctionnalité
10.7.3. Mise en œuvre

10.8. La cyber sécurité dans les chemins de fer

10.8.1. Objectif
10.8.2. Fonctionnalité
10.8.3. Mise en œuvre

10.9. Expérience utilisateur

10.9.1. Objectif
10.9.2. Fonctionnalité
10.9.3. Mise en œuvre

10.10. Stratégies de numérisation dans certains chemins de fer

10.10.1. Chemins de fer allemands
10.10.2. Chemins de fer français
10.10.3. Chemins de fer japonais
10.10.4. Autres chemins de fer

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