- Signalisation ferroviaire (métro de Paris)
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Signalisation ferroviaire du métro de Paris
Mat typique de signalisation en station, à Arts et Métiers.
L'intense trafic du métro de Paris nécessite un système de signalisation ferroviaire adapté à la densité de circulation. Il doit être parfaitement fiable afin d'assurer la sécurité des convois et fonctionner avec la plus grande régularité possible. Dès les origines, le principe de couverture des trains par deux signaux fermés successifs est adopté, pour éviter au maximum les rattrapages.
Plusieurs systèmes se sont succédé en un peu plus d'un siècle d'existence, du block automatique système Hall des années 1900 au SAET du XXIe siècle.
Histoire
La signalisation Hall
Dès l'ouverture de sa première ligne de métro en 1900, la Compagnie du chemin de fer métropolitain de Paris (CMP) avait équipé la ligne d'une signalisation destinée à prévenir le rattrapage des rames. Cette signalisation, nommée Hall[1], provenait des États-Unis où elle avait fait ses preuves. Les signaux Hall étaient composés de deux feux :
- un feu blanc pour indiquer une voie libre ;
- un feu vert pour indiquer l'arrêt.
Le principe du système Hall, peu différent de celui que nous connaissons aujourd'hui, reposait sur la protection des trains par deux signaux à l'arrêt encadrant une section (canton) tampon.
Une boîte était percée de deux feux : un feu blanc, un feu vert. Un disque, actionné par un relais alimenté par une batterie de piles, occultait l'un ou l'autre des feux. En l'absence d'alimentation, le signal présentait le feu d'arrêt. Le passage des roues des trains actionnait une pédale placée contre la voie. La pédale, reliée au relais du signal par le biais d'une tige, mettait ce signal à l'arrêt (feu vert), mettait le signal amont à voie libre et laissait le signal précédent à l'arrêt. Un train devait par conséquence franchir deux signaux verts à la suite pour rattraper le train qui le précédait, ce qui réduisait les risques de rattrapages et d'accidents.
Cependant, les signaux d'arrêt vert restaient permissifs, c'est-à-dire qu'ils n'interdisaient pas aux trains le franchissement du signal. Cette permissivité entraîna des accidents, comme entre Champs-Élysées et Concorde, en octobre 1900. Elle fut supprimée et les feux verts se muèrent en feux rouges d'arrêt absolu. Parallèlement, la CMP installa dans chaque station des témoins de franchissement intempestif des signaux fermés dont les chefs de stations devaient ensuite informer l'encadrement de la ligne pour d'éventuelles sanctions.
Sur la ligne 2, la CMP installa un système équivalent, mais avec des signaux fermés (feu rouge) par défaut. Les signaux ne s'ouvraient qu'à l'approche du train si toutes les conditions de sécurité étaient remplies.
Les blocks automatiques Métro
Le système Hall équipa les lignes 1, 2 et 3 avant d'être abandonné en raison de son fonctionnement jugé délicat, peu fiable et onéreux notamment en raison de la présence d'éléments mécaniques fragiles et difficiles à régler. À partir de 1906, la CMP adopta un nouveau système de signalisation appelé block automatique Métro. La grande nouveauté de ce système était la détection des rames au moyen de morceaux de rails placés à l'opposé du rail d'alimentation. Les trains possédant des frotteurs de chaque côté, les frotteurs inactifs du train mettaient ces morceaux sous tension à leur passage déclenchant alors les contacteurs des signaux.
Les blocks automatiques Métro étaient composés de deux feux, dont seulement un était actif, l'autre étant là en secours. Le feu était rouge par défaut et lorsque la voie était libre, un feu blanc s'allumait devant le feu rouge masquant ce dernier et indiquant ainsi la voie libre.
Ce système équipa toutes les lignes jusqu'en 1921 en lieu et place du système Hall.
La signalisation du Nord-Sud
Le Nord-Sud utilisa dès sa création un système de block automatique par circuit de voie à courant continu sous faible tension. Reprenant le principe de protection des trains par deux feux rouges avals dont le principe était admis, la signalisation Nord-Sud innova en autorisant l'entrée des trains en station alors même que la section aval du train précédent n'était pas complètement libérée, jetant ainsi les bases du signal d'entrée permissif que nous connaissons aujourd'hui.
Un feu vert accompagné d'un tableau indicateur de vitesse autorisait les trains à pénétrer en station. Si le train précédent était dans la section tampon suivant directement la station, le signal en sortie de station présentait deux feux rouges, puis un seul feu rouge une fois ce train dans la section suivante. Une fois les sections libérées, le signal de sortie passait au feu blanc de voie libre.
Lors du rattachement des lignes du Nord-Sud au réseau de la CMP, cette signalisation fut transformée.
Les blocks à circuits de voie double rail
À la fin de la première guerre mondiale, avec l'accroissement du trafic, la CMP cherchait à réduire l'intervalle minimum entre les trains. Elle entreprit donc de moderniser sa signalisation pour la rendre plus performante. Prenant exemple sur la signalisation Nord-Sud, elle adopta un système de block à circuits de voie double rail, alimenté par un courant alternatif de 25 périodes.
L'impossibilité technique d'arrêter les trains en cas de franchissement d'un signal fermé fit garder le principe de la section tampon. Avec ce système de signalisation la CMP opta pour un fonctionnement avec signaux normalement ouverts. Les feux étaient verts par défaut en l'absence de train.
Le système fut expérimenté sur la ligne 9 entre Exelmans et Trocadéro, à partir de la fin de l'année 1922. L'accord obtenu du service du contrôle des voies ferrées permit l'installation de cette signalisation sur les lignes nouvellement construites. Les anciennes lignes furent ensuite progressivement transformées, en commençant par la ligne 1.
En 1955, la RATP, créée en 1949, adopte le code Verlant avec la couleur des signaux que nous connaissons aujourd'hui. Les feux verts indiquant une voie libre avec ralentissement furent remplacés par des feux orange et les feux blancs de voies libres furent remplacés par des feux verts, empêchant ainsi toute confusion avec un éclairage ne faisant pas partie de la signalisation.
Ce système est celui que l'on retrouve à l'heure actuelle, sur la totalité des lignes du métro de Paris où il n'a pratiquement pas évolué.
Les débuts de la signalisation de manœuvre
La CMP se préoccupa très tôt de la signalisation de manœuvre en terminus. Si les premiers terminus en boucle ne présentaient pas de demandes de manœuvres compliquées, la CMP protégea néanmoins ces dernières à l'aide de signaux carrés présentant des feux rouges, verts et blancs commandés par un agent responsable des manœuvres. Les aiguilles étaient actionnées via des leviers.
C'est au terminus de la ligne 2, qu'un premier essai d'aiguille motorisé fut effectué, avant que ne soient équipées la boucle d'Auteuil, la Porte de Versailles et la Porte de Saint-Cloud. C'est en 1911, à l'entrée de la station Louis-Blanc, que l'on installa le premier aiguillage motorisé automatique. Il permettait d'envoyer les trains alternativement vers Porte de la Villette et Pré-Saint-Gervais.
Avec la complexité grandissante des terminus du réseau et le perfectionnement de la technologie des commandes à distance l'emploi de signaux de manœuvre se généralisa sur le réseau.
Le futur
SAET pour les lignes automatiques
Article détaillé : Système d'automatisation de l'exploitation des trains.La construction de la ligne 14, entièrement automatique, à la fin des années 1990, obligea la régie à repenser son système de signalisation pour cette ligne. Les trains étant automatiques, les principes de base du cantonnement devaient être revus pour être adaptés aux possibilités offertes par l'informatique et les automatismes, afin de diminuer au maximum l'intervalle possible entre les trains. La signalisation de la ligne devait permettre à la fois la circulation de trains automatiques et de trains en conduite manuelle, la RATP pensant dès alors à l'utilisation de SAET pour l'automatisation de lignes manuelles existantes[2].
Pour les trains en conduite manuelle, une signalisation classique avec un canton fixe tampon, assurant l'espacement de sécurité entre les trains, a donc été prévue. En cas de non-respect de la signalisation par un train en conduite manuelle, celui-ci est sanctionné par le système de répétition ponctuel des signaux[3].
Pour les trains automatiques, la RATP utilisa pour la première fois sur son réseau métro la technique dite de « cantons fixes virtuels ». Fixes, car ces derniers possèdent un point kilométrique d'entrée et de sortie prédéfinis et virtuels, car ils n'ont pas d'existence physique sur la ligne. Cela permet des optimisations permettant la réduction de l'espace entre les trains.
La superposition de ces deux cantonnements permet la circulation mélangée de trains automatiques et manuels en toute sécurité. Ce principe de signalisation, propre à SAET, est celui qui équipe la ligne 14 et équipera bientôt la ligne 1 en cours d'automatisation.
OURAGAN pour les lignes manuelles
Article détaillé : OURAGAN.Dans le début des années 2000, la RATP, constatant le vieillissement de la signalisation latérale sur les lignes non automatiques, où celle-ci n'était plus capable de répondre aux contraintes d'exploitation en heure de pointe, se pencha sur la création d'un nouveau système de signalisation pour ces lignes. La solution retenue fut le développement d'un système de cantons virtuels avec signalisation cabine, similaire au système SACEM qui équipe la ligne A du RER. Ce nouveau système prit le nom d'OURAGAN pour Offre urbaine renouvelée et améliorée gérée par un automatisme nouveau. OURAGAN devrait être progressivement déployé sur les lignes 3, 5, 9, 10, 12 et 13.
La signalisation d'espacement
Lignes manuelles et à pilotage automatique
Signalisation d'espacement en station avec le TIV 35 et le signal passant vert.Chaque ligne est découpée en tronçons relativement courts protégés par des feux qui, en conduite normale, ne doivent pas être franchis lorsqu’ils sont au rouge. Un signal de répétition est utilisé dans le cas où la visibilité ne permettrait pas au conducteur de réagir à temps (à l’orange si le feu suivant est au rouge). Dans le cas normal, il existe toujours au moins deux feux rouges entre deux rames qui se suivent (c’est-à-dire qu’il y a toujours un canton libre entre deux rames). Toutefois, pour accroître le débit de la ligne, une rame est autorisée à entrer en station par un feu orange E, dès que la rame précédente a libéré quelques dizaines de mètres en aval du quai et non pas tout le canton suivant ; ce passage à l’orange est assorti d’une limitation de vitesse indiquée sur un panneau lumineux à côté du signal.
Il existe également des signaux de sortie de station, et des signaux intermédiaires repérés par un I avec un indice, en fonction de leur nombre. Les signaux d'espacement sont de forme circulaire et disposés verticalement, avec un feu vert indiquant la voie libre, jaune pour l'avertissement et rouge pour l'arrêt.
Lignes à conduite automatique intégrale
Signalisation classique de la ligne 14 avec les signaux fermés violetsSur les lignes automatiques, comme la ligne 14, le cantonnement conçu pour SAET superpose à un découpage classique en cantons fixes, protégés par une signalisation latérale, un second découpage en cantons dit « virtuels », utilisés par les trains automatiques. La signalisation visible est donc spécifique et minimaliste puisqu'elle n’est pas utilisée en fonctionnement normal. Ce découpage en cantons virtuels permet de descendre à un espacement entre les trains de 85 secondes. Les trains automatiques ne tiennent pas compte de la signalisation latérale.
Pour les trains non automatiques, l'ensemble des cantons virtuels du canton classique occupé sont occupés. Pour les trains équipés de SAET, seul le canton virtuel est occupé, le reste du canton fixe est considéré comme libre.
Les seuls signaux qui subsistent sont donc les signaux d'espacement du cantonnement classique destinés aux trains à conduite manuelle. Ces signaux sont relativement éloignés, les optimisations avec des cantons courts et des signaux de répétition étant inutiles en fonctionnement automatique intégral où les cantons fixes de la ligne ne sont pas utilisés. Le principe d'utilisation des cantons fixes est similaire à celui en vigueur sur les lignes non automatiques du métro.
Ces signaux d'espacement sont composés de deux types de feux, les feux verts autorisant le train à conduite manuelle sur le prochain canton, et les feux violets équivalant à un signal d'arrêt sur les lignes à conduite manuelle. La couleur violette a été préférée à la couleur rouge sur cette ligne automatique afin d'éviter de créer une angoisse chez les passagers qui peuvent être amenés, lorsqu'ils sont positionnés à l'avant du train, à voir le train se diriger à vive allure vers un signal fermé. Un feu violet, s'il est allumé, ne pourra être franchi en mode manuel sans autorisation du PCC.
La signalisation de manœuvre
Signalisation de manœuvre aux abords des positions de garage de la station Bobigny - Pablo Picasso.La signalisation de manœuvre est implantée au niveau des aiguillages. On peut donc la trouver :
- aux terminus, aux abords des voies de garage et des voies de retournement ;
- en ligne, aux abords des raccordements entre les lignes ;
- en ligne, aux abords des aiguillages destinés aux services provisoires.
Les signaux de manœuvre sont repérés à l'aide d'une lettre, qui peut être suivie d'un indice, et de deux ou trois feux de forme rectangulaire disposés horizontalement :
- le feu rouge commande l'arrêt absolu du train. Un feu rouge clignotant permet le franchissement en marche à vue jusqu'à la position de garage occupée ;
- le feu jaune, alors associé à un tableau indicateur de vitesse (TIV), autorise le passage à une vitesse inférieure à la vitesse indiquée par le TIV jusqu'au signal de manœuvre suivant, le TIV suivant ou le point d'arrêt ;
- le feu vert autorise le passage.
Les signaux de manœuvre sont commandés par les postes de manœuvre locaux (PML), qui gèrent les positions de garage.
Les indicateurs
Le conducteur dispose d'un certain nombre d'indicateurs.
Zone à visibilité réduite
Les tunnels créent parfois des zones où la visibilité est réduite. Ces zones sont indiquées en tunnel à l'aide de repérages peints sur les piédroits du tunnel :
- Des bandes noires et blanches indiquent le début de zone à visibilité réduite ;
- Des mirlitons noirs et blancs sont ensuite répartis à intervalles réguliers le long de la zone à visibilité réduite ;
- Des bandes noires et blanches indiquent la fin de zone à visibilité réduite.
Cet indicateur se retrouve généralement à l'occasion de virages serrés.Tableau indicateur de vitesse (TIV)
Les tableaux indicateurs de vitesse sont constitués de chiffres blanc sur fond noir. Ils servent à indiquer la vitesse maximale autorisée. On peut les trouver en voie ou associés à un signal de manœuvre.
Indicateur d'alimentation en courant de traction
L'indicateur d'alimentation en courant de traction est constitué de petits carrés éclairés blanc sur fond noir formant généralement un « + ». La barre verticale représente l'alimentation des voies en courant de traction. Dans le cas où le courant de traction est coupé (suite à un incident électrique par exemple), l'indicateur affiche alors un « - » permettant d'indiquer au conducteur l'absence de courant de traction. Cela peut être constaté à proximité de l'aiguillage en sortie de la station Maison Blanche. Après le départ d'un train en direction de Villejuif ou de Mairie d'Ivry et pendant que l'aiguillage change de position, le courant de traction se coupe, faisant passer l'indicateur a « - » pendant quelques instants.
Départ sur ordre (DSO)
Le départ sur ordre est un indicateur constitué de trois petits feux blancs disposés en triangle. Son allumage permet de retenir les trains en station. Lorsqu'il est allumé, les trois feux qui composent le signal clignotent de façon simultanée. Son extinction autorise le départ du train (si aucun autre signal ne vient contredire cet ordre). Généralement l'extinction de ce signal est accompagné d'un signal sonore prolongé à destination du conducteur. Le départ sur ordre peut-être utilisé à des fins de régulation par le régulateur de la ligne en ralentissant un train (stationnement prolongé en station) ou en accélérant un train (stationnement raccourci en station).
Avertisseur d'alarme hors service (AA HS)
L'indicateur AA HS est constitué de l'inscription « AA_HS » clignotant sur fond bleu. Cet indicateur AA HS prévient le conducteur que les avertisseurs d'alarme sont hors service. Le déclenchement d'un signal d'alarme en tunnel ou en station serait alors incapable de couper le courant de traction.
Service de sécurité sur ordre (SSO)
L'indicateur SSO est constitué de l'inscription « SSO » clignotant sur fond orange. Cet indicateur prévient le conducteur d'un dysfonctionnement du système de signalisation. Il doit alors suivre un certain nombre de règles de circulation supplémentaires. On trouve parfois le même indicateur avec l'inscription "SS" pour Service de Sécurité.
Service provisoire (SP)
L'indicateur SP est constitué de l'inscription « SP » dans un bloc lumineux sur fond noir. Cet indicateur prévient le conducteur de l'existence d'un service provisoire à cette station, c'est-à-dire d'un terminus provisoire nécessitant le changement de direction du train. Un service provisoire peut être la conséquence d'un problème sur la ligne (Accident grave voyageur, avarie technique). Afin de ne pas stopper le trafic sur toute la ligne, la régulation met en place des services provisoires sur les portions de ligne qui peuvent être exploitées en toute sécurité et qui disposent des appareils de voie nécessaires pour le retournement des trains.
Indicateur lumineux d’autorisation de départ de la station (ILADS)
L'indicateur ILADS est constitué d'un rond blanc lumineux. Cet indicateur prévient le conducteur de la bonne fermeture des portes palières de la station (portes principales et portes de secours). De par sa nature, on ne trouve cet indicateur que dans les stations pourvues de façades de quai, c'est-à-dire les stations des lignes automatiques (ex. stations de la ligne 14) et stations des lignes manuelles pourvues de portes palières (ex. Châtillon - Montrouge)[4].
Autres indicateurs
Pancarte « Personnel sur voie »D'autres indicateurs peuvent parfois être visibles en bout de station et sont généralement des indicateurs provisoires :
- pancarte « Personnel sur voie » signalant la présence d'agent sur les voies. Le métro s'annonce généralement alors à ces agents en klaxonnant de façon répétée ;
- pancarte « CM » signalant l'obligation pour le conducteur de passer en conduite manuelle. Cela est généralement dû à l'impossibilité d'utiliser le tapis de pilotage automatique sur la prochaine partie de voie, en raison par exemple de travaux ayant entraîné sa dépose.
Annexes
Articles connexes
Bibliographie
- Jean Robert, Notre métro, éditions Jean Robert, 1983, 512 p.
- Le patrimoine de la RATP, éd. Flohic, 1998, 400 p.
- Jean Tricoire, Un siècle de métro en 14 lignes. De Bienvenüe à Météor
Notes et références
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