Traction ferroviaire - Équipements d’exploitation et de sécurité

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).