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Article

1 - EXPLOITATION FERROVIAIRE

2 - SÉCURITÉ DES CIRCULATIONS

3 - PRINCIPES DE LA SIGNALISATION

4 - PILOTAGE AUTOMATIQUE

5 - EXPLOITATION EN TRACTION ÉLECTRIQUE : SPÉCIFICITÉS

6 - INSTALLATIONS AU SOL

  • 6.1 - Équipement des voies
  • 6.2 - Postes d’aiguillages et de circulation

7 - ÉQUIPEMENT DES ENGINS DE TRACTION

  • 7.1 - Répétition des signaux
  • 7.2 - Surveillance du conducteur
  • 7.3 - Informations ponctuelles et continues
  • 7.4 - Liaisons radio

8 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : D5540 v1

Installations au sol
Traction ferroviaire - Équipements d’exploitation et de sécurité

Auteur(s) : Pierre CHAPAS

Date de publication : 10 mai 2007

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RÉSUMÉ

La circulation des trains relève de la composante « exploitation » du système ferroviaire. Elle obéit à des règles et procédures concourant à l’objectif premier de la satisfaction du client en toute sécurité au sein d’un système viable économiquement. Il existe de nombreux systèmes de sécurité ferroviaire qui assurent le bon déroulement de la circulation des trains, et ces systèmes évoluent constamment grâce notamment aux développements du génie électrique. L’un des développements majeurs de l’époque actuelle concerne les réseaux européens et leur interopérabilité.

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ABSTRACT

The circulation of trains is connected to the "operation" of the railway system. It is governed by rules and regulations which aim at guaranteeing the client's satisfaction in all safety aspects within an economically viable system. A large number of railway safety systems guarantee the effective circulation of trains; these systems, due to the developments in electrical engineering evolve constantly . One of the major developments at this time concerns the European networks and their interoperability.

Auteur(s)

  • Pierre CHAPAS : Ingénieur DPE 1977 – EUR ING - Senior Expert ferroviaire

INTRODUCTION

Da circulation des trains relève de la composante « exploitation » du système ferroviaire (voir [D 5 510, § 1]). Elle obéit à des règles et procédures concourant à l’objectif premier de la satisfaction du client en toute sécurité au sein d’un système viable économiquement.

Dès les origines du chemin de fer, la sécurité de la marche des trains fut la préoccupation majeure. Elle se renforça au fur et à mesure de l’accroissement des performances en termes de charges remorquées et de vitesses pratiquées. Il est en effet évident que l’énergie cinétique acquise lors du déplacement d’un lourd convoi met en jeu le paramètre fondamental qui est sa distance d’arrêt (voir [D 5 525, § 3.1]). Par ailleurs, la configuration d’un réseau est, dans la plupart des cas, complexe, comportant des itinéraires sécants ou parcourus dans les deux sens de circulation. L’ensemble de ces paramètres exige non seulement une programmation très précise mais une surveillance permanente du trafic, apte à faire face aux aléas et aux situations dégradées pouvant survenir à tout moment.

L’acteur central de la circulation des trains est l’homme, qu’il soit au sol ou aux commandes du train. Au cœur de l’exploitation réside ce dialogue permanent entre le « mobile » et le « sol ». Pour permettre ce dialogue, un langage visuel « codé » a été mis en place sous forme de « signaux » balisant la ligne de chemin de fer. L’esprit de ce dialogue repose sur une obéissance « passive » et « absolue », éliminant toute improvisation. Mais l’homme a ses limites, physiologiques notamment, de sorte qu’une défaillance est toujours possible. À ce stade, l’automatisme entre en jeu pour aider, contrôler, voire surveiller l’activité humaine. C’est le formidable développement des systèmes de sécurité qui ont investi toutes les fonctions liées à la circulation des trains, allant jusqu’au « pilotage automatique » largement pratiqué en transport urbain du type métro.

Les technologies de la mécanique puis celles de l’électromécanique et de l’électronique et de nos jours, l’informatique, sont à la base de l’ensemble des fonctions de sécurité de l’exploitation.

L’objectif du présent dossier est de décrire l’architecture des principaux systèmes de sécurité ferroviaire, leurs composantes et leurs applications actuelles. Bien entendu, il ne peut être question de décrire tous les systèmes en service ; une encyclopédie n’y suffirait pas. Nous dégageons les caractères essentiels en décrivant leurs évolutions.

Nous traitons l’aspect particulier de l’exploitation des lignes électrifiées en termes de régulation de l’alimentation en énergie, aussi vitale que l’exploitation des lignes classiques.

Le passager d’un train ou d’un métro ne peut réaliser la complexité de la « toile sécuritaire » qui, en permanence, autorise le bon déroulement de son voyage ou de son déplacement quotidien. Cette « toile » ne cesse d’évoluer en bénéficiant des développements du génie électrique ; elle contribue largement à la satisfaction des clients du transport ferroviaire et à sa rentabilité.

L’un des développements majeurs de l’époque actuelle concerne les réseaux européens. Ils doivent en effet relever le défi de « l’interopérabilité » apte à assurer la continuité des circulations à travers deux ou plusieurs pays. C’est pourquoi le présent dossier est complété par l’étude spécifique de l’« ERTMS » – European Railway Trafic Management System – (voir Traction ferroviaire- Système de signalisation ERTMS).

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-d5540


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6. Installations au sol

6.1 Équipement des voies

Outre les panneaux de signalisation, disposés le long de la ligne, la voie elle-même est le principal agent de transmission d’informations entre le véhicule et le centre de régulation.

  • Transmission des informations ponctuelles

    Les dispositifs les plus simples sont constitués par :

    • un contact électrique entre un patin fixe posé entre les deux fils de rails (appelé en France « crocodile ») et une brosse portée par le véhicule, servant à la répétition à bord du signal franchi ;

    • une pédale disposée au droit du rail et actionnée par le passage de la roue, donnant la position du train pour l’annonce et la fermeture des barrières de passage à niveau.

    Dans le cas d’informations ponctuelles plus évoluées, des balises électromagnétiques disposées entre les deux files de rails émettent un champ magnétique, soit continu soit alternatif, capté par inductance mutuelle, grâce à un capteur disposé sous la caisse de l’engin.

  • Transmission des informations à caractère continu

    Le rail lui-même est le conducteur idéal pour cette transmission, comme il a été décrit à propos du circuit de voie (voir § 3.1). Tous types d’émission de signaux électriques peuvent être acheminés par les rails :

    • signaux permanents de quelques kilohertzs ;

    • impulsions à tension élevée cadencées à quelques hertzs pour la transmission d’informations discrètes (exemple : métro de Marseille) ou à quelques dizaines de kilohertzs pour la transmission de signaux numérisés (exemple : SACEM du RER parisien).

    L’installation de câbles rayonnant dans la voie autorise l’émission de champs magnétiques à partir d’un signal porteur (135 Hz...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - FERBECK (D.) -   Le système VAL appliqué au métro de Lille  -  . Revue Générale de Chemins de Fer, mai 1981.

  • (2) - PERRIN (J.P.), BEUCHARD (P.) -   Automatisation dans les réseaux ferrés urbains  -  . Revue Générale de Chemins de Fer, octobre 1983.

  • (3) - PREVOT (P.) -   Principes du contrôle des trains dans les systèmes automatiques guidés  -  . INRETS ; Rapport no 202, 1985.

  • (4) - SACEM -   *  -  Revue Générale de Chemins de Fer ; numéro spécial, juin 1990.

  • (5) - NIEDERHOFFER (J.M.) -   Commande centralisée du trafic ferroviaire  -  . Revue Technique GEC ALSTHOM no 2, 1990.

  • (6) - GODARD (M.), GAUVRIT (J.M.) -   KVB : les besoins et les réponses  -  . Revue Générale de Chemins...

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