Tramway

Le tramway /tʁa.mwɛ/ (ou tram) est une forme de transport en commun urbain ou interurbain circulant sur des voies ferrées équipées de rails plats (alors que ceux des trains sont légèrement inclinés vers l'intérieur de la voie) et qui est implantée en site propre ou encastrée à l'aide de rails à gorge dans la voirie routière. Aujourd'hui, il est généralement à traction électrique.

Sommaire 1 Terminologie 2 Histoire 2.1 Premières lignes 2.2 L'âge d'or 2.3 Une disparition partielle et temporaire du paysage urbain 2.4 Renaissance 2.4.1 En France 2.4.2 En Suisse 2.4.3 En Belgique 2.5 Évolution de la technique 3 Évolutions 3.1 Tram-train 3.2 Tramway interurbain 3.3 Tramway sur pneus 3.4 Alimentation par le sol 3.5 Batterie 3.6 Tramway cargo 4 Construction d'une ligne de tramway 4.1 Coût 4.2 Réaménagement urbain 5 Avantages et inconvénients 5.1 Avantages 5.2 Inconvénients 6 Description technique 6.1 Voie 6.2 Aiguillages 6.3 Propulsion 6.4 Freinage 6.5 Trams PCC 6.6 Alimentation électrique 6.6.1 Alimentation par batterie 6.6.2 Alimentation aérienne 6.6.3 Alimentation en surface 6.6.4 Alimentation souterraine 6.7 Signalisation et priorité aux feux 7 Tramways dans le monde 7.1 En France 7.2 En Suisse 7.3 En Belgique 7.3.1 À Bruxelles 8 Notes et références 9 Bibliographie 9.1 Ouvrages et articles 9.2 Revues 10 Voir aussi 10.1 Articles connexes 10.2 Liens externes

Terminologie

Le mot « tramway » provient de l'anglais tram-way composé de tram, rail plat et de way signifiant voie.

Au Québec, le conducteur d’un tramway était appelé garde-moteur. En France, le terme wattman est tombé en désuétude.

Histoire

Premières lignes

Les premiers tramways sont apparus aux États-Unis durant la première moitié du XIX^e siècle, ils sont alors tractés par des animaux, en général des chevaux. Ils circulent en 1832 sur la ligne de New York à Harlem^[1] et en 1834 à La Nouvelle-Orléans.

Le premier tramway de France est construit dans le département de la Loire sur la route entre Montrond les Bains et Montbrison. Il fait 15 km et est mis en service dès 1838^[2].

Les premiers rails, en U saillant, créent une gêne importante et provoquent quelques accidents. Ils sont supplantés, à partir de 1850, à New York, par des rails à gorge, puis, en 1852, par des rails dénués de saillant (inventés par le français Alphonse Loubat). Plus tard, en 1853, en prévision de l'exposition universelle de 1855, une ligne d'essai est présentée sur le Cours la Reine, dans le 8^e arrondissement de Paris. Lors de l’exposition de 1867, une desserte était effectuée par des tramways à traction hippomobile et était surnommée « chemin-de-fer américain ».

Le tramway se développe alors dans de nombreuses villes d'Europe (Londres, Berlin, Paris, Milan, etc.). Plus rapides et confortables que les omnibus (circulant sur les voies carrossables), les tramways ont un coût d'exploitation élevé du fait de la traction animale. C'est pourquoi la traction mécanique est rapidement développée : à vapeur dès 1873, à air comprimé (système Mékarski) et à eau surchauffée (système Francq) dès 1878, puis tramways électriques à partir de 1881 (présentation de la traction électrique par Siemens à l'exposition internationale d'Électricité de Paris). Le développement de l'alimentation électrique, complexifiée par l'interdiction des lignes aériennes dans certaines grandes villes, ne prend une véritable ampleur qu'à partir de 1895 à Paris et en région parisienne (tramway de Versailles).

Aux États-Unis, le premier tramway à vapeur a été utilisé à Philadelphie, en 1875-1876^{[Tavernier 1]}. Ces tramways à vapeur étaient dotés d'une quarantaine de places, pesaient environ seize tonnes et bénéficiaient d'une puissance de traction de 200 à 300 tonnes en pente^{[Tavernier 2]}.

La modernité technique que représente l'électricité et surtout les faibles nuisances engendrées par celle-ci facilitent son adoption rapide, une fois que les difficultés liées à la production et au transport de l'électricité furent résolues. Le premier tramway électrique est mis en exploitation à Sarajevo (Bosnie-Herzégovine) en 1885, tandis qu'en Suisse, la première ligne (Vevey-Montreux-Château de Chillon), sur la Riviera vaudoise, est ouverte en 1888. En France, il circule pour la première fois à Clermont-Ferrand en 1890^[3].

Aux États-Unis, la longueur des voies et le nombre de voies exploitées avec des tramways électriques dépassent ceux des tramways hypo tractés en 1892 et 1893^{[Tavernier 3]}. Les tramways des États-Unis ne sont pas des tramways à impériale^{[Tavernier 4]} afin d'améliorer la fluidité d'accès aux voitures.

Le nombre de voyageurs pas véhicule n'y était pas limité^{[Tavernier 5]}. La tarification y bénéficiait d'un système de classe unique^{[Tavernier 6]} avec un tarif de cinq centimes de dollar^{[Tavernier 7]}.

L'âge d'or

Le tramway connaît un essor considérable du début du XX^e siècle jusque dans la période de l'entre-deux-guerres, avec la multiplication des lignes et l'accroissement du nombre d'usagers : c'est alors le principal moyen de transport urbain et se développe même en interurbain. En 1930, le tramway de Strasbourg comptait ainsi 234 km de lignes pour 170 000 habitants. Les transports hippomobiles ont quasiment disparu de toutes les villes européennes et américaines autour des années 1910, et les bus sont encore en phase de développement, gagnant en fiabilité mécanique, mais restant en deçà des prestations offertes par le tramway. L'automobile est encore – pour peu de temps – réservée à une clientèle aisée.

Des villes comme Saïgon (au Cochinchine et maintenant Vietnam) étaient parcourues par des lignes de tramway^[4].

En Amérique du Nord, Montréal se distingue par l’avant-gardisme de la Compagnie des Tramways de Montréal, qui introduit de nombreuses innovations technologiques et concernant l’exploitation, telles que le premier tramway entièrement en acier, la perception du tarif dès la montée à bord, les premiers tramways articulés, et les premiers tramways panoramiques pour les touristes. À son apogée en 1933, le réseau de tramway montréalais atteignait 510 km.

Une disparition partielle et temporaire du paysage urbain

Le développement de la vente de véhicules individuels entraîne dans certaines villes la disparition rapide du tramway du paysage urbain à partir des années 1935. Les progrès techniques des autobus les rendant plus fiables, ces derniers deviennent des concurrents sérieux pour le tramway, car ils ne nécessitent pas la mise en place d'une infrastructure onéreuse, mais se contentent d’emprunter la chaussée dont les coûts d’entretien sont difficiles à répercuter sur les divers utilisateurs.

Les pouvoirs publics investissent alors surtout dans la mise en place de réseaux d'autobus, voire dans des infrastructures routières et autoroutières destinées à une automobile désormais perçue comme la marque du progrès. La priorité donnée aux aménagements routiers est illustrée par les propos de Georges Pompidou qui déclare en 1971 que « la ville doit s'adapter à la voiture ».

Les réseaux de tramways ne sont plus entretenus ni modernisés, ce qui achève de les discréditer aux yeux du public. Les anciennes lignes, considérées comme archaïques, sont alors peu à peu remplacées par des lignes d'autobus.

Les réseaux de tramways disparaissent presque totalement d'Amérique du Nord, de France, de Suisse romande, des îles Britanniques et d'Espagne. En revanche, ils sont maintenus – et dans certains cas modernisés – en Allemagne, en Autriche, en Belgique, en Italie, aux Pays-Bas, en Scandinavie, en Suisse alémanique, au Japon et dans toute l'Europe de l'Est. En France et en Suisse romande, seuls les réseaux de Lille, de Saint-Étienne, de Marseille, de Genève et de Neuchâtel survivent à cette période, mais ils sont réduits chacun à une ligne unique. Au Canada, seule la ville de Toronto garde son réseau de tramways au centre-ville, suite aux pressions de citoyens.

Renaissance

En France

Le choc pétrolier de 1973 et les problèmes croissants de congestion urbaine entraînent, en France, une réorientation des politiques de déplacement vers les transports publics de masse. Tandis que le métro est privilégié à Lyon et Marseille qui l’inaugurent en 1978, le renouveau du tramway en France intervient avec le concours lancé par le secrétaire d'État Marcel Cavaillé en 1975. Il s'agit alors d'un concours pour définir le futur tramway standard français devant équiper huit villes : Bordeaux, Grenoble, Nancy, Nice, Rouen, Strasbourg, Toulon et Toulouse. L'industrie française ne se mobilise pas beaucoup pour ce concours reprenant des principes alors considérés comme « vieillots ». C'est Alsthom (aujourd'hui Alstom) qui est retenu et il est alors demandé à 8 villes d'étudier l'implantation du tramway. L’intérêt manifesté est faible, les villes privilégiant alors des systèmes considérés comme « futuristes », comme le système imaginé par Jean Pomagalski pour Grenoble qui sera finalement abandonné en 1979 au profit du tramway.

Nantes ne faisait pas partie du panel ministériel, mais elle se porte alors spontanément candidate. Le projet est mené à son terme mais non sans heurts : il faut non seulement vaincre le scepticisme de la population mais aussi les retournements politiques. Nantes est néanmoins la première ville française à se doter d’un tramway moderne en 1985, qui se caractérise essentiellement par une circulation en site propre, un écartement à voie normale et une captation de courant par pantographe et caténaire.

Le tramway de Grenoble inauguré en 1988 apporte comme innovation majeure le plancher bas à 350 mm du plan de roulement sur une importante partie de la rame, rendant ce mode de transport plus accessible aux personnes à mobilité réduite que celui de Nantes (comportant des marches) sans la nécessité de recourir aux quais hauts, cette dernière solution étant préférée en Amérique du Nord. Ce matériel inaugure le tramway français standard qui est ensuite repris à Rouen en 1994 pour son Métrobus puis sur la Ligne 1 du tramway d'Île-de-France.

Grenoble est la première ville française à coupler la mise en place du tramway avec un projet de requalification urbaine.

Strasbourg, après avoir longtemps envisagé le VAL, couple également tramway et requalification urbaine, et la remise en cause de la place accordée à l’automobile en ville. Son tramway, inauguré en 1994, offre de larges baies vitrées, et roule sur un tapis d’herbe. Il est le premier à introduire un matériel à plancher bas intégral, rendu possible grace à l'installation d'une partie de la motorisation en toiture.

En Suisse

Genève possédait, au début du XX^e siècle, un réseau de tram (urbain et vicinal) extrêmement étendu (118 km), mais qui a presque entièrement disparu, puisqu'entre 1969 et 1993, il n'est resté qu'une seule ligne de tramway en circulation. Depuis, la reconstruction d'un réseau urbain de trams est en cours. D'autres villes suisses, Berne, Bâle et Zurich, étendent à nouveau leur réseau de tramways, jamais entièrement démantelé. Enfin différents nouveaux projets de trams sont en cours d'étude à Bienne et à Lausanne.

En Belgique

Pendant la première moitié du vingtième siècle, la Belgique a développé de nombreux réseaux de tramways dans plusieurs grandes villes ainsi que de nombreuses lignes qui reliaient les régions dépourvues de train : les tramways vicinaux de la SNCV. L'apogée de l'extension des réseaux de trams belges eut lieu au cours des années 1940-1950. Mais la plupart de ces lignes ont aujourd'hui disparu, remplacées par des autobus, à l'exception notable du Kusttram, le long de la côte belge, plus précisément de Knokke à la Panne.

Mais il subsiste également des réseaux urbains dans les villes de Gand, Anvers et Bruxelles. Dans ces deux dernières villes, plusieurs lignes possèdent des tronçons souterrains dits prémétro. Les lignes de la région de Charleroi ont quant à elles été remplacés par un métro de type léger, techniquement assimilables à un tramway, mais dont l'implantation est en grande partie comparable à celle d'un prémétro.

Malgré sa quasi-disparition, le tram suscite de nouveau de l'intérêt en Belgique. Cependant, le redéploiement des réseaux de tramways se fait désormais au niveau régional, avec des investissements assez différents entre les régions flamande, wallonne et de Bruxelles-Capitale.

Évolution de la technique

À l’origine, les tramways étaient hippomobiles. Ces véhicules étaient d’ailleurs déraillables, le cocher menant ses chevaux dans une direction presque perpendiculaire à la voie, ce qui lui permettait de s’approcher du trottoir pour y embarquer des passagers. Le réenraillement se faisait ensuite tout seul, le cocher menant son tramway vers l’axe de la voie.

La traction à vapeur fut parfois employée, soit au moyen de petites locomotives dont l’embiellage était le plus souvent dissimulé afin de ne pas effrayer les chevaux, soit au moyen de tramways autonomes munis d’une machine à vapeur^[5].

Dans le but d’éliminer les nuisances causées par les fumées et la vapeur, la traction à l'air comprimé eut également droit de cité. Louis Mékarski proposa avec un certain succès la motorisation à air comprimé. Chaque motrice se rechargeait en air comprimé à une station spécifique en bout de ligne. La première mise en exploitation eut lieu en 1879 à Nantes et jusqu'en 1917, plusieurs réseaux utilisèrent ce système très écologique.

Mais toutes ces technologies s’effacèrent après que la démonstration éclatante de l’électrification par Frank J. Sprague du réseau de tramways de Richmond (Virginie), eut prouvé, dès 1887, que la traction électrique était le moyen idéal de propulsion des tramways.

Évolutions

Complémentaires du tramway moderne, ces évolutions permettent de couvrir davantage d'espace ou de franchir des pentes inaccessibles au tramway classique.

Tram-train

Le tram-train est un système qui permet à une même rame de circuler sur des voies de tramway en centre-ville et de relier des stations situées en périphérie, voire au-delà, en circulant sur le réseau ferroviaire régional pré-existant.

Le matériel utilisé doit être compatible avec le chemin de fer classique (signalisation, puissance, résistance). L'offre de ce mode de transport en commun contribue à un maillage plus efficace de l'ensemble du réseau, notamment en cas de combinaison avec le tramway classique. Très développé dans les pays germaniques, et notamment à Karlsruhe (Modèle de Karlsruhe), ce système a été mis partiellement en service en région parisienne (Ligne T4, en réutilisant l'ancienne ligne des Coquetiers entre Bondy et Aulnay-sous-Bois) en 2006. Au sens strict de la définition du tram train, en France, la première ligne ouverte est celle du tram-train Mulhouse-Vallée de la Thur qui depuis le 12 décembre 2010 relie Mulhouse à Thann.

Tramway interurbain

En Amérique du Nord, le tram-train avait pris la forme de nombreux interurbains (l'équivalent européen en était- quelque peu ...- les chemins de fer vicinaux belges) ; beaucoup exploitaient des trains de marchandises interchangés avec les réseaux ferroviaires classiques (de ce fait, ils étaient exploités sous un régime réglementaire identique aux chemins-de-fer où la signalisation latérale et les ordres de marche, plutôt que la marche à vue dictent les évolutions des trains ; de même, les tramways y circulant étaient construits aux mêmes normes anti-collisions que les voitures ferroviaires conventionnelles, étant régis par les normes d'interchange de wagons de l'AAR).

De nos jours, seule la compagnie Chicago, South-Shore & South-Bend subsiste : elle offre un service de banlieue Chicago_South-Bend; ses rames circulent encore au milieu de la rue à de nombreux endroits.

Au Québec, on pouvait compter sur le « Québec Railway, Light, Heat & Power » (Québec, Sainte-Anne-de-Beaupré) ainsi que le Montréal & Southern Counties (Montréal, Granby), qui tous deux étaient des filiales de Canadien National. Sur ces deux lignes, trains et tramways circulaient ensemble.

Au Canada, le service du O-Train, à Ottawa, est d'une certaine manière un train-tram, parce que le matériel roulant (rames Talent, de Bombardier) est conçu pour du service sur ligne ferroviaire (les rames étaient en fait destinées à la Deutsche Bahn) mais est utilisé en service urbain. Il circule sur une ligne ferroviaire classique comme un train de banlieue et éventuellement, les plans prévoient des rails au centre-ville pour faire une partie de son trajet comme un tramway. Cependant, la signalisation modifiée (balises Indusi et dérailleurs enclenchés) empêche l'intrusion de trains conventionnels lors de sa circulation car les rames Talent ne satisfont pas aux normes nord-américaines de protection passive contre les collisions.

En Europe existent également des trams interurbains. On peut citer par exemple la ligne du Tram de la côte belge, qui parcourt du nord au sud la côte de ce pays, sur 68 km, et qui joue un rôle touristique de premier plan, qui se rajoute à sa fonction de transport public traditionnelle. Cette ligne est la seule des nombreuses liaison de tramway vicinaux qui ont existé en Belgique à avoir été maintenue.

Tramway sur pneus

Directement inspiré du monorail Larmanjat ayant circulé en 1868 sur le tramway du Raincy à Montfermeil, le tramway sur pneus est guidé par un galet (roulette à double boudin) suivant un rail central (guidage mécanique) ou par une cellule optique suivant un trait tracé sur son chemin (guidage optique).

Ce système dispose, d'après ses promoteurs, de deux principaux atouts : le coût d'investissement est moindre que celui d'un tramway classique et il peut offrir la possibilité à la rame de quitter ponctuellement son tracé en cas d'incident de parcours, voire de parcourir des sections entières de lignes non équipées de guidage, en mode trolleybus (à condition que le mode de captage de courant soit compatible : perches et ligne de contact doubles) ou bus ; les rames équipées d'un groupe électrogène ou d'une batterie peuvent alors s'affranchir de guidage et de lignes de contact aériennes ; il s'agit alors d'un véhicule hybride. Circulant sur pneus, ces rames sont capables de franchir de fortes pentes (jusqu'à 13% selon le constructeur) à moindre coût ; techniquement les tramways classiques peuvent gravir des pentes allant jusqu'à 14%. Les arguments concernant la déclivité en faveur du mode pneu sont donc peu fondés.

Malgré les difficultés rencontrées sur les premiers réseaux français actuellement en exploitation – notamment à Nancy et à Caen – il est encore trop tôt pour se prononcer sur l'avenir de cette technique. Des systèmes différents sont exploités à Clermont-Ferrand et à Douai et bientôt en Île-de-France (lignes T5 et T6). Les modèles de tramways sur pneumatiques qui sont appelés à circuler sur la chaussée (immatriculés, contrairement à leurs cousins sur rail) doivent être conformes aux recommandations du Service des Mines ce qui en limite les dimensions et le poids total autorisé en charge.

Alimentation par le sol

On reproche parfois au tramway l'aspect inesthétique des lignes aériennes de contact (LAC), notamment dans les centres historiques.

Le réseau des anciens tramways parisiens a fortement pâti de cette exigence en utilisant le procédé des plots d’alimentation (systèmes Claret-Vuilleumier, Védovelli, Diatto et Dolter), puis de l’alimentation par caniveau comme à Washington et dans d'autres villes comme Nice.... Le principal avantage était d'ordre esthétique, de par l’absence de fil d’alimentation, mais les inconvénients étaient légion, à la fois au niveau de la construction, mais aussi de l’entretien et de l’exploitation.

Ce souci d’esthétisme explique pourquoi le tramway de Bordeaux, mis en service en 2003, comprend plusieurs sections avec alimentation par le sol (APS) : elle se fait par un troisième rail, situé entre ceux de roulement. Il est divisé en sections isolées les unes des autres et qui ne sont automatiquement mises sous tension que lorsqu'un tramway roule ou se trouve au-dessus. Le réseau de Reims et celui d'Angers sont également équipés de cette technologie. Le réseau de la ligne B (ouverture en juin 2012) du Tramway d'Orléans utilisera cette technologie pour traverser le centre ancien d'Orléans.

Batterie

À Nice, il a été installé dans le toit du tram une batterie nickel-métal-hydrure, ou NiMH, capable de stocker assez d'énergie pour propulser une rame à 30 km/h sur plusieurs centaines de mètres. Ce système, sans caténaires, a pour avantage de préserver les places Masséna et Garibaldi, ainsi que de ne pas gêner le passage des chars du Carnaval de Nice.

Tramway cargo

Certains réseaux de tramway se sont dotés de rames fret, permettant la desserte d'usines incrustées dans les villes. Ainsi, le CarGoTram à Dresde approvisionne une usine Volkswagen en pièces détachées depuis 2001.

C'est la reprise d'une pratique qui fut fréquente au début du XX^e siècle, où des lignes de chemins de fer secondaire et de tramway avaient une fonction de transport de marchandise plus ou moins affirmée.

Construction d'une ligne de tramway

Coût

Le coût d'investissement du tramway est élevé, mais il reste abordable pour une ville moyenne. Un kilomètre de tramway représente en général le tiers de l'investissement pour un kilomètre d'une ligne de métro, car il n'y a pas à creuser ; mais il faut refaire la voirie et les réseaux. Mais surtout le surcoût vient en France d'une politique de rénovation urbaine qui consiste lors de la construction de tramway moderne à ré-embellir les façades, refaire la voirie de manière complète, le quartier d'une manière générale, pour densifier les zones desservies et généralement améliorer la mixité sociale. Le coût au km varie de 10 à 15 M€ hors requalification urbaine.

Les systèmes aériens, comme le monorail, les métros légers (Skytrain et le VAL – surtout sa version export), obligent à un urbanisme dédié avec des avenues larges et, autant que possible, des immeubles intégrant les stations. Pour les coûts, il est très difficile de les obtenir, donc de les comparer.

Réaménagement urbain

Lors de la construction de nouvelles lignes ou de rénovation lourdes, les travaux de mise en place de l'infrastructure nécessaire au tramway permettent de repenser l'aménagement des espaces publics et sa distribution, en y donnant une priorité à un paysage urbain pacifié par un traitement paysager ou par une piétonnisation des espaces stratégiques en cœur de ville ou de quartier. La construction d'un réseau de tramway est ainsi souvent couplée à l'extension des secteurs piétonniers avec intégration plus poussée des besoins des handicapés (qui ne subissent plus les indisponibilités imprévisibles des moyens d'accès annexes du métro : ascenseurs et escaliers mécaniques). Ces travaux permettent également une rénovation complète des réseaux souterrains à moindre frais pour les propriétaires ou exploitants (conduites de gaz ou d'eau anciennes remplacées, évacuations des eaux pluviales redimensionnées, égouts remis à niveaux...). Ils permettent aussi d'installer de nouveaux réseaux de communication (câbles et fibres optiques) Le tout étant en partie financé par les travaux du tramway.

Avantages et inconvénients

Avantages

• Les frais d'exploitation sont aussi moins élevé que pour une ligne de bus par passager transporté.

• La vitesse commerciale du tramway est plus élevée que celle du bus. Sur les lignes modernes, les constructeurs privilégient les sites propres (c'est-à-dire excluant les autres modes de circulation) et donnent la priorité aux trams aux carrefours. Il est par contre fréquent de voir un tram circuler en rue sur les anciennes lignes et en centre ville, là où la place pour construire un site propre est insuffisante. Cette vitesse le rend attractif et permet d'envisager une nouvelle organisation des déplacements en agglomération. La circulation automobile en centre-ville n'est plus encouragée, et des parkings-relais en connexion avec les lignes de tramway sont répartis en périphérie, afin de capter les flux automobiles se dirigeant vers la ville. La tarification de ces parkings (couplage avec des tickets de transport) les rend plus avantageux que le coût d'une ou deux heures de stationnement en centre-ville. Dans certains cas, ce système de parkings-relais permet même un gain de temps.

• Le tramway permet de reconnecter des quartiers périphériques longtemps marginalisés par rapport au centre-ville.

• La place du tramway est là où la fréquentation potentielle est trop importante pour être absorbée par un bus (12 m, 18 m ou 24 m exceptionnellement) et trop faible pour justifier les coûts élevés d'un métro. Les tramways modernes ont souvent une longueur comprise entre 30 et 50 m. À Bruxelles, un T4000 de 43 m de long offre 258 places.

• L'infrastructure du tramway permet, à terme, la réalisation de lignes de tram-train, ce que ne permettent ni les bus et trolleybus, ni les transports guidés sur pneu, ni les métros s'ils sont alimentés par un 3^e rail (bien que, potentiellement, si un système ferroviaire est adopté, des liaisons pourraient être faites).

• Un avantage financier est également à noter : d'après les données fournies par le réseau de Genève, le tramway est plus économique et provoque moins de vibrations que les bus et trolleybus.

Au-delà des avantages techniques et économiques, le tramway procure aussi des avantages en termes d'image de la ville. Une des raisons majeures du succès qu'il rencontre depuis les années 1980 est liée à l'idée qu'il propose une nouvelle image des villes qui le choisissent. Par son aspect visible, sa présence dans les rues, qui le différencie nettement du métro, le tramway agit comme un vecteur puissant de renouvellement de la représentation des villes. De plus, le tramway (comme d'ailleurs le bus), permet aux usagers de rester en contact avec la lumière naturelle, de pouvoir bénéficier des aménagements architecturaux de la ville, de pouvoir visiter les quartiers desservis comme avec un système touristique à moindre frais et éventuellement de pouvoir utiliser leur téléphone portable. C'est la raison pour laquelle les constructeurs proposent des matériels dont l'aspect externe s'adapte aux souhaits des décideurs urbains qui cherchent aussi par ce moyen à agir sur l'image de leur ville, dans une démarche qui peut s'apparenter à du marketing urbain, mais qui peut aussi constituer un moteur pour le renouvellement urbain.

Inconvénients

• Le coût d'investissement est élevé par rapport au bus, qui peut également être conçu en site propre.
• La construction de l'infrastructure nécessite des travaux qui gênent les riverains et la circulation.
• Un tram ne peut pas contourner les obstacles. Un petit obstacle peut donc bloquer la circulation du tram, et un service de bus doit être mis en place pour le remplacer.
• La vitesse est lente par rapport au métro et le débit est inférieur : de l'ordre de 7 000 passagers par heure au maximum contre plus de 12 000 pour le métro.
• Les rails creux sont dangereux pour les cyclistes lorsqu'ils partagent la même chaussée que le tramway. Cet inconvénient peut être pratiquement éliminé par l’insertion d’une bande élastique dans la gorge (voir § suivant).
• L'impact visuel de l'infrastructure aérienne (notamment caténaire) est conséquent, particulièrement dans les villes où tous les autres fils aériens ont été supprimés. L'alimentation par le sol, comme utilisé sur une partie du réseau de tramway à Bordeaux, peut affranchir de ce problème, moyennant un surcoût significatif (néanmoins marginal lorsque l'on considère l'investissement total du système) et une fiabilité plus réduite que celle des caténaires, principalement au cours des premiers mois d'exploitation .
• En exploitation, un tracé tourmenté de la ligne avec de nombreuses courbes nécessite une bonne pose et un bon entretien de la voie pour éviter la pollution sonore.
• Les travaux de mise en place de l'infrastructure nécessaire au tramway nécessitent de repenser l'aménagement des espaces publics et sa distribution. L'espace occupé par l'automobile est généralement réduit. Les commerçants du centre-ville peuvent craindre de voir leur clientèle les quitter pour les zones commerciales périphériques, dotées de vastes parkings. En réalité, ces contraintes sont généralement utilisées pour réhabiliter les centres de villes et les rendre plus attractifs et dynamiques.
• En cas de manifestations publiques (défilés politiques, grèves, etc..), le tramway se révèle être une cible de choix à bloquer facilement causant un important désagrément (contrairement aux bus).

Description technique

Voie

La voie est le plus souvent encastrée dans la chaussée et dans ce cas, fait appel à des rails à gorge comprenant une ornière destinée à accueillir le boudin des roues des véhicules y circulant.

Jadis, on faisait le plus souvent appel à une pose classique des rails sur traverses en bois traité et semelles, autour desquels on posait les pavés de la chaussée (ou que l'on noyait dans l’asphalte ou le béton), mais avec le temps, des méthodes plus perfectionnées ont été élaborées.

Certains réseaux, comme ceux d’Amsterdam, en Hollande, ont recours à des rails dont la gorge est remplie d'un polymère élastique qui permet d’éviter que les roues étroites des bicyclettes s’y prennent et causent des accidents. Le polymère est facilement écrasé par les roues des tramways beaucoup plus lourds.

Avec la généralisation des sites propres, on assiste à un abandon des rails à gorge, qui ne sont plus guère utilisés qu'aux endroits où la voie doit être noyée dans la chaussée et au niveau des aiguillages, croisements ou courbes prononcées qui nécessitent des contre-rails, le rail à gorge se révélant alors moins onéreux que la pose d’un troisième rail. Le tram-train nécessite des 41GP.

Du fait de l’exiguïté de l’espace urbain où le tramway évolue le plus souvent, la voie comprend souvent des courbes très prononcées de faible rayon pouvant descendre jusqu'à un minimum de 17,5 mètres et même 15 mètres dans les dépôts, sur un réseau en voie normale^[6]. Les réseaux en voie étroite permettent des rayons de courbure encore plus petits. Le matériel roulant est conçu pour pouvoir négocier ces courbes grâce à des bogies pouvant tourner sur un angle très ample.

Aiguillages

Du fait de la faible vitesse de circulation des tramways et de leur poids minime (comparativement à du matériel ferroviaire dit lourd), les aiguillages peuvent être beaucoup moins élaborés et peuvent ne comporter qu'une lame mobile (dans les peignes des dépôts notamment). Lorsque qu'ils sont établis sur des rails à gorge, ils peuvent en outre ne pas comprendre de contre-rail au droit du cœur, la gorge faisant office de contre-rail. Dans ce cas la bavette est rechargée pour garantir la cote de protection du cœur.

À l’origine actionnés manuellement au moyen d’un levier pointu, les aiguillages les plus utilisés ont rapidement été automatisés au moyen d’un solénoïde commandé par l’appel de courant sur une section isolée de la caténaire (activation de l’aiguillage ou pas, si le tramway tractionne en franchissant la section). Cependant, ils peuvent toujours être actionnés manuellement en cas de panne à l'aide d'un "sabre", appelé "pince" à Bruxelles ou clé d'aiguille à la SNCV.

Dans le but de diminuer les nuisances sonores dues au passage des roues sur les lacunes des cœurs d’aiguillage, la surface du rail est souvent abaissée ponctuellement pour que la roue ne porte sur la voie que par son boudin.

En France c'est l'ornière du rail à gorge qui est relevée afin de surélever les roues du tramway. Ce type de cœurs dit à "ornières porteuses" est choisi généralement pour les traversées obliques à faible tangente. Pour les branchements, le transfert de poids se fait de manière classique comme pour les appareils en rail Vignole.

Propulsion

D’abord contrôlée par des couplages série/parallèle assortis de shuntages divers, le contrôle de la traction électrique fut rapidement assuré par des semi-conducteurs de puissance, dès que leur fiabilité fut suffisante pour offrir un service à haute disponibilité.

On citera quelques trains-trams à propulsion essence ou diesel. La ville d’Ottawa (Canada) exploite notamment depuis 2001 une ligne de train léger dénommée O-Train au moyen de 3 rames diesel de 72t « Talent BR643 DMU » (Bombardier), à titre de projet-pilote sur 8 kilomètres (5 stations), avant la mise en construction de 2 lignes complètes. La terminologie ferroviaire n'étant pas une science exacte, les tramways classiques sont également appelés « trains légers » par ce réseau (voir ce site).

La ville de Lausanne (Suisse) exploite une ligne de tramways bi-modes, le TSOL (Tramway du Sud-Ouest Lausannois), munis d’un moteur auxiliaire diesel permettant une exploitation minimale en cas de rupture d’alimentation électrique, ainsi que les évolutions au dépôt qui est dépourvu de ligne de contact. En fait, malgré le nom de tramway, c'est plutôt un métro léger, et est aujourd'hui appelé ligne M1 dans le plan des transports publics lausannois.

On notera également quelques tramways à accumulateurs. Un nouveau système prometteur est en cours d'expérimentation : le stockage d'énergie dans des super condensateurs, permettant d'améliorer considérablement le bilan énergétique, voire de franchir des portions dépourvues d'alimentation (électrique) aérienne, de façon moins onéreuse qu'avec des batteries d'accumulateurs, ou avec l'APS utilisée par la ville de Bordeaux.

Freinage

Le freinage fut longtemps assuré par un frein à vis avec ou sans racagnac manipulé par le cocher, puis le machiniste et le wattman (ou garde-moteur). Le poids et les vitesses augmentant, il fut rapidement décidé de faire appel au frein pneumatique, alimenté par un compresseur muni d'un réservoir tampon ou au frein électrique rhéostatique et enfin aux patins magnétiques. La plupart des tramways des années 1930 à 1960 utilisent un frein direct, avec ou sans frein automatique. Le frein automatique sert en cas de rupture d'attelage en immobilisant la motrice et les remorques automatiquement. Avec l'apparition de l'électromécanique et de l'électronique, le frein à air laisse progressivement sa place aux freins électriques. Certains tramways circulant sur des lignes à profil abrupt ont été équipés de freins électriques, soit rhéostatique, soit à récupération (d'énergie), permettant de descendre de longues rampes sans échauffer dangereusement les freins. Le freinage par récupération est de plus en plus utilisé, permettant des économies d'énergie non négligeables. Les tramways modernes n'utilisent plus d'air pour le freinage.

Les motrices PCC firent, dès la fin des années 1930, grand usage de freins électriques, ce qui permit de s’affranchir du compresseur.

Trams PCC

La conception des tramways vécut une révolution au cours des années 1930 quand, en 1931, une conférence réunissant plusieurs présidents de compagnies de tramways américaines, l'Electric Railway Presidents Conference Committee élabora les spécifications du tramway PCC, le but étant d’offrir aux voyageurs un moyen de transport confortable susceptible de les détourner de l’automobile.

Avec la généralisation de l'électronique de puissance, cette technologie n'est plus produite aujourd'hui, mais de nombreuses rames PCC restent utilisées dans le monde.

Alimentation électrique

Si les réseaux de tramways utilisent actuellement l'énergie électrique produite par les grands producteurs nationaux, ce n'était pas le cas à la fin du XIX^e ou au début du XX^e siècle.

À cette époque, les compagnies produisaient elles-mêmes leur électricité, et revendaient l'éventuel surplus à des abonnés locaux.

Alimentation par batterie

Certains des premiers tramways électriques étaient alimentés par des batteries placées sous la caisse ou dans les banquettes des voyageurs. Cela permettait d'éviter de créer de coûteuses et inesthétiques lignes aériennes, mais impliquait de fréquentes recharges, limitant l'autonomie du véhicule. De plus, les batteries dégageaient des vapeurs acides peu appréciées par les voyageurs...

Alimentation aérienne

Le premier tramway électrique était alimenté par un chariot courant sur deux fils aériens, et relié au tramway par un câble flexible. Cette méthode fut nommée troller (du mot anglais trawl, signifiant chalut), ce qui donna le mot trolley. Cette méthode n'était pas entièrement satisfaisante, le chariot ayant trop souvent tendance à dérailler.

Puis fut développée la perche terminée par une roulette à gorge dans laquelle venait s’encastrer le fil d’alimentation. Certains réseaux ont éventuellement substitué un frotteur à la roulette.

L’adoption de la perche a forcé les réseaux à recourir au retour du courant de traction par les rails, ce qui introduisit plusieurs inconvénients. Les courants vagabonds entraînent la corrosion galvanique des rails et souvent de structures métalliques à proximité (tuyaux, structures de viaduc, etc.), ainsi que des interférences avec une éventuelle signalisation par circuits de voie. Le danger d’électrocution pour les occupants du tramway lors d’un déraillement, ce dernier voyant ses parties métalliques normalement mises à la masse portées au potentiel de la ligne d’alimentation, ce qui exposait les occupants à l’électrocution s'ils devaient poser simultanément un pied sur la chaussée (à la terre) et l'autre sur une partie métallique du tramway sous tension (normalement à la terre).

La perche nécessite l’utilisation d’aiguillages aux bifurcations.

D’autres réseaux européens ont adopté l’archet, qui permet de se passer d’aiguillages sur les fils aériens.

Les réseaux les plus modernes ont, quant à eux, adopté le pantographe. On notera qu'il est difficile de faire cohabiter des tramways avec pantographes et avec perche, le réseau californien de MUNI (San-Francisco) en ayant fait la douloureuse découverte lors de la mise en service de motrices modernes au début des années 1980. Toutefois, les villes de Bruxelles (ligne de Tervuren, lorsqu'elle fonctionne comme ligne musée, en plus de son exploitation normale) et Lisbonne ont réussi la mixité perche / pantographe, sans soucis notables.

Dans le cas où cohabitent tramways et trolleybus, il est nécessaire de soigneusement isoler les fils du trolleybus, le retour du courant se faisant par cette voie.

Alimentation en surface

L'alimentation aérienne posant un problème esthétique et pour le passage des convois exceptionnels, il fut à divers moments proposé divers systèmes censés permettre de se passer du fil aérien.

On notera les divers systèmes de tramways à plots (Diatto, Dolter et Claret-Vuilleumier), où des contacts au ras de la chaussée permettaient à un rail de contact monté sous la caisse d’alimenter le tramway, le circuit électrique n’étant fermé, en principe, qu’au moment du passage du tramway sur le plot. Cela était effectué soit au moyen de relais, de contacteurs mobiles, ou d’un champ magnétique émis par le tramway (qui avait aussi l’avantage de nettoyer la chaussée de tout débris métallique, mais l’inconvénient de provoquer des courts-circuits)... Ces systèmes expérimentés à Paris furent gravement endommagés lors de la crue de la Seine de 1910, et le remplacement de l'alimentation électrique fut effectué par la pose d'une ligne aérienne, autorisée provisoirement... qui dura jusqu'à la suppression du réseau parisien dans les années 1930 !

Cette méthode fut oubliée pendant près d’un siècle suite à l’invention du caniveau souterrain. L'alimentation par le sol utilisée à Bordeaux au début du XXI^e siècle s'inspire d'un de ces systèmes (relais alimentant le rail de contact par section, en fonction de l'avancement du tramway situé immédiatement au-dessus).

Alimentation souterraine

Les villes de Paris, Lille, Bordeaux, Nice, Bruxelles, Londres, New York et de Washington ont été équipées de tramways à caniveau.

Ce système permettait d'amener l’alimentation sous le niveau de la chaussée, dans un caniveau situé soit au centre de la voie, soit à côté de l'un des deux rails. Le courant était capté par une « charrue » suspendue sous le tramway. Dans le cas du caniveau latéral, cette charrue pouvait se déplacer d’un côté à l’autre du tramway.

Comme elle captait le courant par deux conducteurs situés à l'intérieur du caniveau, cela présentait l'avantage de supprimer les courants vagabonds. Mais la complexité de sa construction ne justifiait son utilisation qu’aux endroits où c’était absolument indispensable, principalement par souci de préserver les centres historiques des villes de la concentration de poteaux et de lignes aériennes peu esthétiques, trouvait-on.

Le caniveau devant couper le rail aux croisements et aux aiguillages, cela engendrait une usure supplémentaire à ces endroits, et un bruit accru.

À Bruxelles il existait en plusieurs endroits des croisements de deux lignes à caniveaux de technologies différentes car exploitées par des concessionnaires différents. Des défauts dans le système d'un exploitant comme par exemple la magnétisation des charrues du fait des métaux employés et du frottement contre les rails de contact avaient pour conséquence que ce type de charrue ramassait des débris métalliques, qui tombaient dans le caniveau du concurrent aux croisements. Cela a donné lieu à des « guerres de caniveau » qui obligèrent les exploitants à affecter un agent à chaque croisement pour y placer des planches sur leurs caniveaux lors du passage des trams du concurrent. La suppression de la traction électrique par caniveaux souterrains à Bruxelles date du 5 décembre 1942.

Par ailleurs, l’utilisation du caniveau était très contraignante. En effet, la charrue ne pouvait être déployée ou retirée qu'au droit des trappes. Ainsi, lors d'un défaut du caniveau à un endroit de la ligne, il fallait déployer un fil aérien sur l'ensemble de la section en caniveau si on ne voulait pas interrompre le service durant la réparation.

La rigidité d'exploitation de ce système, les contraintes qu'elle engendrait et la lourdeur de sa maintenance entraînèrent sa suppression dans les quelques villes qui s'en étaient dotées.

Signalisation et priorité aux feux

Si les premiers réseaux de tramways n'avaient pas nécessairement de signalisation, et fonctionnaient en respectant les horaires officiels de circulation ou en utilisant le système des batons-pilotes sur les sections à voie unique (également utilisés par les chemins de fer), tel n'est pas le cas des tramways modernes, qui disposent d'une signalisation spécifique pour assurer leur protection dans les traversées de carrefour, éviter des accidents ferroviaires ou faciliter leur régulation.

Tramways dans le monde

En France

En Suisse

En Belgique

À Bruxelles

À Bruxelles, la STIB a procèdé de 2006 à 2011 à la réorganisation et au prolongement de ses lignes de tram.

Deux grands chantiers ont eu lieu :

• La mise en service, début 2011, d'un nouveau tronçon Boulevard du Souverain et Boulevard de la Woluwe, prolongeant l'actuel tram 94 jusqu'au parc des sources. À moyen terme, après de nouveaux travaux, la ligne devrait être prolongée jusqu'à Roodebeek. À long terme, certains plans officieux prévoient de continuer les travaux jusqu'à l'Aéroport de Bruxelles-National (Zaventem) via un itinéraire encore indéterminé.
• L'aménagement d'un site propre boulevard Léopold III et boulevard Lambermont jusqu'à l'avenue de Bâle ; il a été mis en service fin 2011. Il est également question de prolonger cette nouvelle desserte jusqu'à l'aéroport de Zaventem via la berne centrale de l'autoroute de Bruxelles à Zaventem.

Notes et références

Tavernier, Henri (ingénieur en chef des Ponts et chaussées), Les tramways aux États-Unis / par M. H. Tavernier,..., Vve C. Dunod et P. Vicq (Paris), 1896, 1 vol. (335 p.) + 1 atlas : tableaux ; in-8 + in-fol. [lire en ligne] [présentation en ligne] 

Bibliographie

Ouvrages et articles

• Albert van Dievoet, « Monographies industrielles : Les tramways de Kiew », dans L'expansion belge, revue mensuelle illustrée, n° VII, Bruxelles, août 1908, p. 295 à 298.
• Jean-Marie Guétat, William Lachenal et Georges Muller, Du Tram au TAG, éditions La Vie du Rail, 206 p., 1987 (ISBN 9782902808274).
• Daniel Kinnear Clarck et M.O. Chemin, Tramways - construction et exploitation, Dunod, 1880, 462 p. [lire en ligne] 

Revues

• Connaissance du Rail, numéros hors séries sur les tramways de France, de 2006 et 2008, et de nombreux articles réguliers sur les tramways anciens ou modernes.
• Connaissance du Rail, Les tramways français en 2009, n° spécial double 344-345, décembre 2009.
• Tram,revue suisse bimensuelle spécialisée sur les transports publics suisses.
• Strassenbahn Magazine, revue allemande mensuelle spécialisée sur les tramways.

Voir aussi

Articles connexes

• Chemin de fer
• Chemins de fer secondaires
• Plan de déplacements urbains
• Urbanisme

Liens externes

• Anciens et nouveau réseaux de tramway sur le site de l'AMTUIR (Association du Musée des Transports Urbains, Interurbains et Ruraux)
• (de) Thèse très complète sur le renouveau du tramway en France
• Présentation des différents réseaux de tramways en France

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Transports	Autorité organisatrice de transport • Autorité organisatrice de transport urbain • Titre de transport • Transport routier de personnes • Transports urbains • Impact environnemental
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