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Système européen de contrôle des trains
Le système européen de contrôle des trains (en abrégé ETCS, sigle de European Train Control System) est une composante de l'ERTMS qui est prévu pour remplacer à terme le grand nombre de systèmes de répétition des signaux et de signalisation en cabine actuellement utilisés sur les différents réseaux de chemins de fer européens.
Ce système doit permettre un passage rapide des frontières tout en garantissant la sécurité des circulations. Sa transposition est prévue dans une première phase sur les lignes à grande vitesse et à plus long terme sur l'ensemble du réseau classique. Depuis 2000, il est expérimenté sur des lignes des Chemins de fer fédéraux suisses (CFF), de la Deutsche Bahn (Allemagne), des ÖBB (Autriche) et d'autres.
Sommaire
Histoire
Pour garantir une circulation des trains sûre et sans entrave, des systèmes de commande et de sécurité sont nécessaires. En Europe, 23 systèmes[1], mutuellement incompatibles, ont été installés au fil du temps, en général sur une base nationale.
Pour pouvoir franchir les frontières, les véhicules moteurs doivent donc être équipés d'un, voire plusieurs systèmes de protection des trains compatibles avec la réglementation des pays traversés.
Cela se traduit par un surcoût d'équipement des locomotives, et si ce n'est pas le cas, par la nécessité de changer de locomotive à la gare frontière, solution coûteuse et pénalisante pour les délais d'acheminement.
Ainsi les rames Thalys PBKA, outre qu'elles sont dotées d'un système de traction quadritension, sont équipées pour tous les systèmes de signalisation rencontrés sur les lignes parcourues :
- KVB (France),
- TVM 430 (lignes à grande vitesse de France et de Belgique),
- TBL (Belgique)
- ATB (Pays-Bas)
- LZB (réseau ICE) et PZB (Allemagne).
C'est la volonté de réduire les temps et les coûts de passage aux frontières, et d'abaisser les charges d'investissements par la création à l'échelle européenne d'un marché des systèmes de protection des trains, qui est à l'origine, au début des années 1990, du concept d'un système uniforme de protection des trains.
Le système ETCS a été mis au point depuis 1996 sur la base de la directive 96/48 de l'Union européenne concernant l'interopérabilité du système ferroviaire transeuropéen à grande vitesse, en s'appuyant, pour le niveau 2 et le futur niveau 3, sur le système de communication radio GSM-R (global system for mobiles communication - Railways).
L'Union internationale des chemins de fer (UIC) avait fait élaborer les premières spécifications en vue de la mise au point de l'ETCS par l'Institut européen de recherche ferroviaire (ERRI). Les spécifications techniques ont été étudiées parallèlement, puis approuvées, par les utilisateurs (entreprises ferroviaires regroupées au sein du groupe des utilisateurs de l'ERTMS) et par les constructeurs de systèmes de signalisation regroupés au sein d'Unisig. Depuis 1999, l'ETCS est expérimenté par plusieurs entreprises ferroviaires.
Objectifs de l'ETCS
L'introduction de l'ETCS doit non seulement simplifier la conduite des trains et rendre plus intelligente et plus sûre la signalisation, mais aussi :
- réduire les charges d'investissements et d'entretien des installations fixes (par exemple, les signaux),
- remplacer les différents systèmes nationaux de protection automatique des trains dans le transport à grande vitesse, et ainsi :
- permettre l'interopérabilité des lignes à grande vitesse européennes,
- augmenter la capacité des lignes,
- améliorer la vitesse moyenne des transports.
Trois niveaux différents
Niveau 1
Fonctionnement de l'ETCS niveau 1
EVC = European Vital Computer (l'ordinateur embarqué)
LEU = Lineside Electronics Unit (la commande de la (des) balise(s))
(1) = Circuit de voie (ou autre moyen de détection des trains au sol)
(2) = Cabine de signalisationLe niveau 1 peut être installé en parallèle du système national. Ainsi chaque engin utilisera le système dont il est pourvu, ce qui évite des coûts de mise à niveau.
Ce niveau n'utilise pas la radio (GSM-R) pour communiquer sa position ou pour recevoir les actions à effectuer. Ainsi des émetteurs (eurobalises) sont placés régulièrement dans la voie et communiquent les données de signalisation au train.
Le niveau 1 nécessite l'utilisation d'un système de détection des trains au sol (tel que des circuits de voie).
Toutes ces informations ne peuvent donc être transmises que ponctuellement au train, ainsi pour pouvoir transmettre les informations de manière plus régulière, il est possible d'augmenter le nombre de balises, ou d'installer une boucle (euroloop), équivalent d'une balise mais longeant la ligne sur une certaine distance.
Niveau 2
Fonctionnement de l'ETCS niveau 2
EVC = European Vital Computer (l'ordinateur embarqué)
RBC = Radio Block Centre (la cabine de signalisation informatisée)
(1) = Circuit de voie (ou autre moyen de détection des trains au sol)Comme le niveau 1, le niveau 2 peut être utilisé en superposition avec le système existant, que ce soit sur ligne classique ou sur ligne à grande vitesse.
Il nécessite également toujours l'utilisation d'un système de détection des trains au sol, ce qui peut, sur une ligne à grand trafic, limiter le nombre de trains circulant sur celle-ci.
Par contre, les données de signalisation ne sont plus transmises par les eurobalises (ou des boucles euroloops), c'est-à-dire ponctuellement, mais via le réseau GSM-R, ce qui rend l'installation de celui-ci obligatoire.
Via ce réseau, le train communique constamment sa position (qu'il détermine avec un odomètre) au centre de contrôle qui lui communique en retour les actions à effectuer (vitesse, arrêt, ...).
Des eurobalises sont toujours présentes sur la voie, mais servent ici uniquement à recaler l'odométrie embarquée.Sur le TGV POS, l'odotachymétrie a ainsi été sécurisée (3 mesures de vitesses utilisant des principes physiques différents, une en bout d'essieu et deux autres par radars DOPPLER).
Niveau 3
Fonctionnement de l'ETCS niveau 3
EVC = European Vital Computer
RBC = Radio Block CentreLe niveau 3 est toujours en phase de développement (2007).
Dans ce niveau, on abolit la détection des trains par des systèmes au sol: l'occupation de la voie est déterminée par le convoi lui-même, et transmise au centre de contrôle. On doit donc développer un moyen fiable de contrôle de l'intégrité de convoi.
Comme pour le niveau 2, des eurobalises sont présentes sur la voie de manière à recaler l'odomètrie embarquée.
Système supérieur : l'ERTMS
- L’ERTMS (European Rail Traffic Management System) qui comprend
Mise en œuvre de l'ETCS
Les premiers essais de l'ETCS selon les spécification de l'UIC ont été réalisés avec succès à partir de novembre 1999 sur la ligne internationale Vienne - Budapest.
Par la suite, des expérimentations sont menées sur les lignes suivantes :
- 2000 : FS, Florence-Campo di Marte - Arezzo (ETCS niveau 1) ;
- 2000 : SNCF, Marles-en-Brie - Tournan (ETCS niveau 1) ;
- 2001 : ÖBB, Vienne - Nickelsdorf (ETCS niveau 1) ;
- 2002 : CFF, Zofingen - Sempach (ETCS niveau 2) : après la phase d'essais, la ligne a depuis lors été démantelée et repourvue de signalisation extérieure conventionnelle ;
- 2004 : CFF, Mattstetten-Rothrist (NBS) et Solothurn-Wanzwil (ABS) Mattstetten - Rothrist (le démarrage prévu pour décembre 2005 d'ETCS niveau 2 a été reporté à avril 2007) : depuis août 2007, les trains roulent en ETCS niveau 2 à 200 km/h sur ce tronçon ;
- 2005 : DBAG, Halle (Saale) / Leipzig - Jüterbog - Berlin (ETCS niveau 2) ;
- 2006, mai : Renfe, Madrid - Lleida (ETCS niveau 1 ; première application commerciale pour 250 km/h)
- 2006, octobre : Renfe, Madrid - Lleida (ETCS niveau 1 ; 280 km/h)
- 2007, février : Renfe, Madrid - Lleida (ETCS niveau 1 ; 300 km/h)
- 2007 : BLS, tunnel de base du Lötschberg (ETCS niveau 2, système de commande)
- 2007 : SNCF, LGV Est, (ETCS niveau 2 ; 320 km/h - cohabitation avec la TVM 430).
D'autres expérimentations sont en préparation également en France, en Italie, en Espagne, aux Pays-Bas, en Grande-Bretagne, en Belgique, au Luxembourg et en Hongrie.
Selon des estimations de la DB AG, le déploiement de l'ETCS à l'échelle européenne demandera de 15 à 20 ans.
Le coût prévisionnel est de 8 milliards d'euros environ, dont 500 millions pour la seule Allemagne.
Laboratoires de référence ETCS
Aujourd'hui, deux laboratoires de référence ETCS existent: CEDEX (Madrid, Espagne) et DLR (Braunschweig, Allemagne). Un autre laboratoire européen est actuellement en train de déployer des installations similaires en vue de devenir le troisième laboratoire de référence ETCS: MULTITEL (Mons, Belgique).[2]
Notes et références
Voir aussi
Liens externes
- (en) Projet ERTMS/GSM-R de l'UIC
- (de) Exemple d'équipement au Luxembourg
- (fr) L'ETCS sur le site des CFF
- (fr) Web Trains : Bilan positif pour l'ETCS aux CFF
- (nl) http://www.homepages.hetnet.nl/~marctiny/etcs.html
- (en) http://ertms.uic.asso.fr/2_etcs.html
- (hu) http://www.etcs.hu/
- (fr) Photos de l'infrastructure CFF tirées du site www.photos-trains.ch
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