vignette|alt= Présentation de la Z 50015/16 en gare de Luzarches|Présentation de la rame Z 50015/16 à quai en gare de Luzarches avant son inauguration.
La (nom technique), également appelée Francilien (marque commerciale), ou NAT (nom de projet, pour « Nouvelle Automotrice Transilien »), est une rame automotrice conçue dans les années 2000 pour équiper, en Île-de-France, les lignes de banlieue du réseau Transilien, au départ de la gare de l'Est, de la gare du Nord et de la gare Saint-Lazare en remplacement des rames inox, surnommées les « p'tits gris », ici notamment, les pour cette dernière gare.
Elle se caractérise notamment par son aménagement spacieux à plancher plat intégral, constituant le train le plus large du parc de la SNCF, avec des salles ouvertes d'une voiture à l'autre par une intercirculation large permanente, à la manière des matériels les plus récents du métro de Paris ou des tramways modernes, mais elle apporte également de nombreuses innovations techniques. Les rames sont construites par Bombardier à Crespin, près de Valenciennes.
À la suite de l'appel d'offres européen, lancé en 2004, et de la signature du contrat en 2006, la fabrication de série des rames commandées a commencé dès 2009, avec un délai de conception particulièrement court. La mise en service commercial des deux premiers éléments, après de longs essais, a eu lieu le sur la ligne H du Transilien entre Paris-Nord et Luzarches ainsi qu'entre Paris-Nord et . Après la ligne H, dotée de son parc de début 2013, avec un retard de plusieurs mois en raison de dysfonctionnements constatés sur la première série du matériel livré résolus depuis, les rames sont progressivement affectées de 2013 à 2015 aux lignes P puis L et J du réseau Transilien.
Le , le conseil du Syndicat des transports d'Île-de-France (STIF) a validé l'acquisition de quarante-trois éléments supplémentaires afin d'équiper les lignes H et K puis L du réseau Transilien, en remplacement des rames inox RIB-RIO avec les locomotives BB 17000 ainsi que de quelques rames inox Z 6400.
Le , le conseil du Syndicat des transports d'Île-de-France a confirmé l'acquisition de supplémentaires afin d'équiper les lignes H (branche Creil/Pontoise) et K (Paris-Gare-du-Nord/Crépy-en-Valois) du réseau Transilien en remplacement des rames inox de banlieue.
Le , le conseil du Syndicat des transports d'Île-de-France (STIF) a confirmé l'acquisition de dix-neuf éléments supplémentaires afin d'équiper la ligne L du réseau Transilien, en remplacement des rames inox Z 6400.
À partir du , à l'occasion de l'ouverture de la gare Rosa-Parks, huit rames Franciliens supplémentaires viennent renforcer le parc actuel de la ligne E du RER., ce qui a permis, par ailleurs, de supprimer les circulations en unités simples des MI 2N, durant les périodes de pointe, dues à l'insuffisance du parc depuis la desserte de Tournan.
Le , le conseil du Syndicat des transports d'Île-de-France (STIF) a confirmé l'acquisition de douze éléments supplémentaires afin d'équiper les lignes H et L du réseau Transilien.
Le , le conseil du Syndicat des transports d'Île-de-France (STIF) a confirmé l'acquisition de cinquante-deux éléments supplémentaires afin d'équiper les lignes J et L du réseau Transilien.
À fin 2016, ont été commandées par le STIF avec une tranche ferme et quatre tranches optionnelles, sur un marché total de ..
En , le conseil du Syndicat des transports d'Île-de-France (STIF) a confirmé l'acquisition de trente-six éléments supplémentaires, soit dix-huit rames courtes pour le réseau Transilien de Paris-Saint-Lazare et dix-huit rames longues pour la branche Provins de la ligne P du Transilien..
En , le conseil du Syndicat des transports d'Île-de-France (STIF) a confirmé l'acquisition de quarante-sept éléments supplémentaires ( courtes et longues) pour les et L (accélération du remplacement des et des ), puis la ligne P (remplacement des RIB)..
Cependant, les levées d'options concernant les rames devant être livrées à partir de seraient compromises en raison de nouvelles réglementations européennes applicables à partir du ..
Histoire Un nouveau matériel pour l'Île-de-France
Au début des années 1980, la Société nationale des chemins de fer français (SNCF) lance les études d'un nouveau type d'automotrice de banlieue à deux niveaux, dite « », essentiellement dans le but d'assurer les nouvelles dessertes des lignes C et D du RER. Entre et 1985, monocourant Z 5600 sont livrés, suivis de bicourant Z 8800. La commande massive de automotrices de type Z 20500, livrées de à 1998, a permis de rajeunir le matériel roulant francilien et d'éradiquer diverses anciennes séries. La commande complémentaire de Z 22500 dites MI 2N pour la ligne E du RER, livrées de à 2000, et enfin de Z 20900 pour la ligne C du RER puis la banlieue Nord, livrées de à 2004, achèvent de moderniser le parc.
Toutefois ces nombreuses livraisons ne suffisent pas à faire disparaître les séries d'automotrices inox des années 1960 et 1970 de type Z 5300 et Z 6100, au confort de plus en plus décrié par les usagers et qui atteignent progressivement leur fin de vie. Leur retrait du service a débuté respectivement en 2000 et . Par ailleurs, les rames inox de banlieue (RIB) / rames inox omnibus (RIO) sont également à amortir et leur remplacement doit être préparé. En 2004, alors que les autres régions de France, autorités organisatrices des transports, ont le plus souvent massivement modernisé ou renouvelé leurs parcs de matériel roulant, l'ancien matériel inox représente encore 30 % du parc régional d'Île-de-France.
Dès 2002, la SNCF envisage par conséquent la commande d'une nouvelle génération de matériel roulant destiné à la banlieue, livrable à partir de ou 2009. En , l'entreprise confie la réalisation d'esquisses du train Transilien du futur à deux cabinets de design, AREP et AND Partenaires. À l'issue de cette commande, elle propose au public les concepts de trains novateurs lors d'une exposition dénommée , en gare de Paris-EstAREP - Concept de train à vivre en Île-de-France.. Alors que depuis les années 1980 le renouvellement de matériel s'appuyait sur des automotrices à deux niveaux, conception généralement demandée par les élus et associations d'usagers car plus apte à transporter un grand nombre de voyageurs., le choix s'est porté sur du matériel à un niveau, à la demande de la région Île-de-France, soucieuse des questions d'accessibilité pour les personnes à mobilité réduite..
Un appel d'offres pour la conception et la production d’un train d’un nouveau type destiné au réseau ferré d'Île-de-France est lancé en , après approbation du syndicat des transports d'Île-de-France (STIF) le STIF - Des trains modernisés sur le réseau Transilien, communiqué du 24 mars 2006.. Ce matériel innovant doit être performant, fiable et confortable. Les premières propositions des constructeurs parviennent dès : Alstom, Bombardier et Siemens sont en compétition STIF - Le Francilien - Portrait et fiche technique.. Initiative exceptionnelle à ce stade, la SNCF et la région demandent aux constructeurs de réaliser chacun une maquette à l'échelle 1 afin de faciliter le choix du matériel retenu. Les projets affinés et les maquettes sont remis fin .
vignette|alt=La maquette exposée au Champ-de-Mars à Paris en octobre 2006.|La maquette exposée au Champ-de-Mars à Paris le .
En , l'État annonce le versement de quatre cents millions d'euros pour la modernisation du matériel roulant francilien, mais aucun choix n'est encore effectué : la mise en place du nouveau STIF décentralisé, composé uniquement d'élus locaux en remplacement de représentants de l'État, retarde les prises de décisions. À l'issue de son conseil d'administration du , de nouvelles précisions sont apportées : selon les préconisations de la SNCF, les rames seront affectées à des lignes précises sans fragmentation sur l'ensemble du réseau, le rythme de livraison devra atteindre trente rames par an, les gares seront progressivement adaptées pour l'accessibilité, elles ne disposeront pas de toilettes et les premiers éléments devront être livrés fin 2009… soit quelques mois avant les élections régionales de 2010 Conseil du STIF du 10 mai 2006 - Une nouvelle Automotrice Transilienne (NAT) - Passage de la Carte Orange sur Navigo pour toute l'Île-de-France….
Mi-, la SNCF dépouille les dernières propositions, et c'est finalement la société canadienne Bombardier qui est sélectionnée en avec son Spacium 306. À cette occasion, la maquette du constructeur est dévoilée au public durant trois jours sur le Champ-de-Mars à Paris. La maquette est présentée au public à diverses autres reprises les années suivantes, par exemple à Paris au Grand Palais lors de l'exposition organisée pour les soixante-dix ans de la SNCF fin 2007Site officiel du Grand palais - L'art entre en gare (21/12/2007 - 06/01/2008) : les 70 ans de la SNCF Site officiel du Grand palais - Dossier de presse L'art entre en gare (21/12/2007 - 06/01/2008) : les 70 ans de la SNCF, puis devant les parvis de la gare de l'Est puis de la gare du Nord en . La maquette est également présentée devant les gares de banlieue que le matériel est amené à desservir, comme en celles de Saint-Ouen-l'Aumône-Liesse et d'Ermont - Eaubonne.
Une polémique sur l'attribution du marché
Toutefois à la suite de l'attribution du marché, Alstom, compétiteur malheureux, dépose un recours en référé devant le tribunal administratif de Paris qui suspend la signature effective du contrat, contestant les critères d'attribution du marché.. En effet, le coût de production inférieur de 10 % à celui d'Alstom, notamment grâce à la localisation d'une partie de la production en Europe de l'Est, a guidé le choix de la SNCF et du STIF.. Ce choix provoque une polémique, lancée par des politiques et par les syndicats d'Alstom Transport, sur les conséquences en matière d'emploi de l'attribution du contrat à Bombardier pour les usines de l'entreprise en France.. Le député UMP Bernard Carayon évoque l' et déplore le choix de la SNCF, entreprise publique, de privilégier un constructeur étranger, dont le marché intérieur est verrouillé aux entreprises étrangères. Le président d'Alstom, Patrick Kron, partage ce point de vue, s'estimant inquiet pour l'emploi en France, et dénonçant une concurrence déloyale, estimant que Bombardier bénéficie de subventions déguisées de la part du gouvernement canadien. En effet, Bombardier obtient la même année un contrat de renouvellement de plusieurs centaines de voitures des métros de Toronto et de Montréal, remporté sans appel d'offres, provoquant la colère et la plainte d'Alstom, également compétiteur sur ces marchés..
Les dirigeants de Bombardier, de la SNCF et du STIF assurent alors que les trains seront entièrement conçus et assemblés en France, dans l'usine du groupe Bombardier à Crespin, dans le département du Nord avec des emplois français, certains éléments du train étant néanmoins produits dans les usines du groupe en Pologne et en République tchèque. Par ailleurs, comme il est d'usage dans ce type de contrat, une collaboration avec Alstom est souhaitée par le ministre des Transports Dominique Perben, sous-traitant 40 % du contrat à l'entreprise française..