Tramway sur pneumatiques

Le tramway sur pneumatiques, appelé également transport routier guidé souvent abrégé en trogui, est un véhicule électrique de transport en commun hybride, situé entre le trolleybus, avec lequel il partage le roulement sur pneumatiques, et le tramway, avec lequel il partage le principe du guidage, réalisé mécaniquement ou optiquement. Il dispose éventuellement également d'un moteur thermique, qui lui permet de circuler de manière complémentaire sans alimentation électrique.

Il fait partie de la famille des bus à haut niveau de service.

Historique du concept

Le tramway de Nancy, en mode guidé et traction électrique.

Le tramway de Nancy sur la section de ligne en mode trolleybus.

Le tramway classique, qui avait presque disparu en France dans les années 1960 (ne persistait qu'une ligne à Marseille et Saint-Étienne, une ligne en Y - le Mongy - à Lille-Roubaix-Tourcoing), est revenu sur la scène urbaine au milieu des années 1980, d'abord à Nantes, puis Grenoble, puis dans plusieurs autres villes françaises. Synonyme de transport moderne^[1], efficace, confortable, rapide et silencieux, comme de modernisations urbaines décisives (espaces piétonniers, plantations d'arbres, réaménagements de places...), il est maintenant reconnu et apprécié du public. Effets de mode : dans les années 1950, c'était le trolleybus qui était "rapide et confortable", et qui détrônait le tramway

Depuis quelques années, on assiste à une innovation technique importante orientée vers des systèmes hybrides, dans l'espoir de tirer parti des avantages du tramway sans en subir toutes les contraintes. Ainsi est né pour le réseau de Nancy, un système intermédiaire réutilisant les lignes aériennes de contact du réseau de trolleybus, bénéficiant d'un guidage mécanique en centre-ville (pour un ajustement parfait avec les quais), constitué par une carrosserie de tramway, mais muni de pneumatiques, de perches et d'un volant, comme un trolleybus. Le caractère polyvalent de ce véhicule permet de l'utiliser successivement comme :

• un bus diesel-électrique, en mode autonome non guidé ;
• un trolleybus, en mode non-guidé (avec alimentation par perches) ;
• un tramway, en mode guidé, par la conception des caisses du véhicule.

Devant le succès du tramway et l'antécédent créé par ce système, Irisbus a décidé de nommer également « tramway » son trolleybus à guidage optique optionnel. L'appellation tramway est contestable d'un point de vue linguistique, car le tramway est défini par la voie ferrée sur laquelle il roule, voie ferrée qui fait défaut au tramway sur pneus : celui-ci roule sur la chaussée avec des pneumatiques et n'a qu'un rail de guidage central, voire une simple trace de guidage optique, qui ne constitue nullement une voie ferrée : impossible d'engazonner une ligne de tramway sur pneus, par exemple.

Suivant les réseaux, le choix pourra être fait de n'exploiter qu'une ou plusieurs de ces possibilités :

• sans guidage :
  • traction autonome (diesel-électrique) ;
  • traction électrique avec alimentation par perches.
• avec guidage :
  • traction autonome (diesel-électrique) (en l'absence de tension à la caténaire, ou déperchage) ;
  • traction électrique, par perches ou pantographe :
    • le choix du pantographe détermine une caténaire beaucoup plus légère, (simple et sans parties rigides courbes dans les virages) mais interdit l'alimentation électrique sur les portions non guidées,
    • le choix des perches s'impose pour bénéficier de la traction électrique sur les portions non-guidées (cas du tramway de Nancy, dont les fortes déclivités se situent hors guidage). La caténaire sera alors plus lourde, car double.

Technologie

Tramway sur pneus : rail de guidage et voie. Noter les ornières rechappées (Caen).

Le tramway sur pneus est guidé soit par un galet suivant un rail central (guidage mécanique), soit par une cellule optique suivant un trait tracé sur son chemin (guidage optique). C'est donc un système entre l'autobus, le trolleybus et le tramway classique. On peut en distinguer trois degrés.

Guidage optique

Un Irisbus Civis à guidage optique à Las Vegas (États-Unis).

Une caméra est installée à l’avant de la rame repérant un marquage peint sur la chaussée.

Guidage rail central débrayable avec caisse de conception tramway classique

C'est le système de Nancy ou Caen par exemple. On a mis des pneus sur un tramway, et ajouté le système de guidage central par rail et galets. Ce véhicule peut s'affranchir du rail.

Cette possibilité d'éviter un encombrement ou de circuler en mode routier entre deux portions guidées impose en revanche que ces véhicules disposent de l'homologation des Mines pour une circulation sur la voie publique, c'est pourquoi les véhicules de Nancy et de Caen sont immatriculés.

Guidage rail central non-débrayable avec caisse de conception tramway classique

Monorail Larmanjat, 1868

Le système est basé sur le rail central et le véhicule est conçu pour ne fonctionner qu'avec ce rail (exemple : nouvelle ligne de Clermont-Ferrand). À ce titre, il se rapproche plus du tramway classique.

Ce système est directement inspiré du monorail Larmanjat, dont une ligne fut mise en service entre Le Raincy et Montfermeil, en 1868. Le système ne fut pas un succès.

Son moteur principal est électrique. La prise de courant se fait généralement par pantographe et caténaire.

Avantages

Lignes aériennes de contact de trolleybus.

Le tramway de Clermont-Ferrand (technologie Translohr) dont la conception est radicalement différente de celle du TVR.

Ce système représente un coût d'investissement potentiellement moindre que celui d'un tramway classique, ce qui est parfois contesté^{[réf. souhaitée]} : l'économie réalisée dépend beaucoup de la technologie utilisée. En effet, les deux réseaux TVR ont des coûts de 13,6 M€/km pour Nancy et 12,1 pour Caen. A l'inverse, le TransLohr de Clermont-Ferrand a coûté 20,7 M€/km. Sachant qu'en France le coût moyen d'un kilomètre de tramway est de 22,6 M€^{[réf. nécessaire]}, seule la technologie TVR se vérifie comme étant moins coûteuse à l'investissement^{[précision nécessaire]}.

Une autre question posée est celle des coûts d'entretien, qui seraient au moins aussi élevé sur les tramways sur pneus que sur les tramways sur fer^{[réf. souhaitée]}. Il semblerait, au moins pour le TVR, que les coûts soient supérieurs à ceux attendus mais toujours inférieurs à ceux d'un tramway sur fer. Problème : peu de données statistiques existent sur ces questions, et il est donc difficile de trancher.

Pour certains types de véhicules, il offre également la possibilité à la rame de quitter ponctuellement le tracé initial en cas d'obstacle sur le parcours (panne du véhicule précédent, par exemple, utilisation du dépôt Bus ou d'un dépôt hors agglomération). Cette débrayabilité reste intéressante pour les communes, comme Nancy, qui ne peuvent se permettre (pour des raisons politiques -- refus de certaines communes -- et géographiques -- forte densité urbaine) d'avoir un site propre sur l'intégralité du parcours. Ainsi, le tramway sur pneus peut se comporter comme un trolley classique (si ce n'est sa taille), en s'insérant dans la circulation. Le poids élevé (38 tonnes à charge maximale) et la faible garde au sol des véhicules nécessitent toutefois des aménagements routiers. Cet avantage n'est pas exploitable avec le Translohr, qui n'est pas débrayable.

Conséquence directe de la débrayabilité et facteur de moindre coût, la possibilité de quitter le parcours initial à l'occasion de travaux dispense de dévier les réseaux enterrés (eau, gaz, électricité) lors de l'aménagement de la voie de tramway.

De plus, circulant sur pneus, ces rames sont capables de franchir des pentes inaccessibles au tramway classique sans surcoûts, jusqu'à 130 millimètres par mètre, selon les constructeurs^{[réf. nécessaire]}. Cet argument est également contesté, en se fondant par exemple sur les « electricos » de Lisbonne (ligne 28) qui gravissent des rampes de 135 millimètres par mètre, sans aucune crémaillère. Les villes de Lausanne, du Havre et de Rouen ont eu, avant leurs suppressions, des lignes de tramway avec des rampes similaires à celles de Lisbonne.

L'avantage du tramway sur pneus, par rapport au tramway classique, est de ne pas nécessiter d'adaptations techniques particulières pour gravir ces déclivités. De fait, ces adaptations sont coûteuses, et puisqu'elles ne sont pas nécessaires sur le tramway sur pneus, celui-ci profite d'un avantage de coût.

Un autre avantage annoncé du tramway sur pneus est la meilleure adhérence au sol qui permet à ces véhicules une meilleure accélération et un freinage plus efficace.

Enfin, le tramway sur pneus s'insère plus aisément dans les villes aux rues étroites, car son rayon de giration est de 12 mètres minimum, alors que pour un tram sur fer classique il faut compter une vingtaine de mètres^{[réf. souhaitée]}.

Inconvénients

Dus au mode de guidage

Guidage mécanique

En mode guidé, le confort est très décevant : la chaussée s'orniérant très rapidement (de l'ordre de deux centimètres à Nancy en 4 ans) la bande de roulement en mode guidé est souvent fracturée, avec des nids-de-poule, ce qui nécessite un rechargement régulier de la chaussée avec un produit bitumineux spécifique, dont la planéité est bien moindre que celle de la chaussée originelle.

Le tramway de Caen (technologie TVR).

De plus, le mode de guidage par galets centraux provoque des mouvements de lacets assez prononcés dès que la vitesse s'élève, rappelant le confort des voies ferrées vétustes. En définitive, le tramway sur pneu est beaucoup plus confortable en mode non-guidé (et plus rapide, la vitesse n'étant pas limitée dans les virages), c'est-à-dire en mode trolleybus.

Guidage électronique

Le confort est très bon, comparable à celui d'un bus conduit par un chauffeur émérite : la trajectoire d'entrée en station est souple et sans à-coups. La mise à quai est impeccable et la montée des voyageurs, poussettes, personnes à mobilité réduite en est facilitée. La sécurité est améliorée : le système recale automatiquement sur sa trajectoire un véhicule qui en conduite manuelle s'en serait écarté. En cas d'urgence le conducteur peut éviter un obstacle ou un piéton en donnant un coup de volant, ce qui débraye automatiquement le système ; cette possibilité de manœuvre d'évitement d'urgence est exclue sur les véhicules à guidage mécanique (tramways sur pneus ou sur fer), prisonniers de leurs rails.

Du fait de la précision de la trajectoire des ornières peuvent également se former, cependant les conséquences sont moins grandes que sur les systèmes à guidage mécanique : il n'y a aucune interaction mécanique entre le système de guidage et les organes de roulement (roues), ce qui n'est pas le cas pour les tramways à guidage mécanique. Une différence de nivellement entre les roues et le rail de guidage peut induire des efforts d'arrachement sur le rail.

Dus au roulement sur pneumatiques

Ce système a été adopté par les réseaux de Nancy et de Caen, qui connaissent des difficultés ayant occasionné plusieurs interruptions du service, parfois pour des périodes de plus de 8 mois pour Nancy, et ont pu provoquer des accidents. Ces difficultés sont vraisemblablement liées à des études préalables insuffisantes, à un matériel dont la fiabilité n'avait pas été suffisamment éprouvée et à des erreurs de conception (par exemple, frottement puis explosion des pneus de la rame lors de l'entrée en station). Ces déboires nuisent évidemment à l'image du transport routier guidé, mais ils affectent également la perception et la confiance du public vis-à-vis des transports en commun dans les villes concernées.

C'est pourquoi la mise en service le 13 novembre 2006 (l'ouverture de la ligne étant repoussée d'un mois suite à un déguidage au cours d'essais le 2 octobre 2006) du projet de tramway sur pneus de Clermont-Ferrand, qui a fait le choix d'un autre constructeur (Translohr), a été attendue par beaucoup d'autres collectivités et spécialistes pour vérifier la fiabilité du système. Le fait que Clermont-Ferrand soit la capitale de l'industrie française du pneumatique n'est cependant pas indifférent au choix d'un tramway sur pneus au lieu d'un tramway sur fer.

L'utilisation de pneus sur une chaussée contraint de saler cette dernière en cas de verglas ou de neige, ce qui n'est pas nécessaire avec le rail.

Dus au coût d'exploitation

Un inconvénient supplémentaire est en train de se faire jour : à l'exploitation, ce type de ligne serait plus chère que ce qui était prévu. Ce serait dû à l'usure rapide des galets de guidage et du rail associé, au phénomène d'orniérage prononcé de la chaussée, à l'usure rapide des pneus et à la consommation d'énergie plus élevée, due au frottement du roulement sur pneu (presque le double que pour le roulement sur fer).

Dus au choix d'un mode guidé débrayable

Le choix d'un bimode guidé/non-guidé contraint d'adopter le système d'alimentation des trolleybus : une paire de perches à la place du pantographe, et donc des lignes de contact beaucoup plus lourdes : doubles au lieu de simples, et multiplication des points de suspension dans les courbes et ajout de parties rigides cintrées, pour éviter le dé-perchage. Au contraire d'un pantographe qui peut être remis en contact à n'importe quel point du réseau, le tramway sur pneus à perches ne peut re-percher qu'à des endroits prédisposés munis d'entonnoirs, qui ne garantissent pas le re-perchage systématique. En effet, les "ficelles" des trolleybus classiques ont été supprimées, et le conducteur ne dispose plus de la possibilité d'un re-perchage manuel.

La garde au sol extrêmement faible (comme sur un tramway standard) réclame en mode non-guidé des parcours avec une chaussée d'une excellente planéité. La présence d'un dos d'âne (ne serait-ce que par changement de déclivité : cas de Nancy juste au-dessus de la station Saint-André) peut provoquer des contacts intempestifs de la caisse avec le sol.

Dus à la limitation de taille des rames

L'intérieur d'une rame de TVR à Caen

Les systèmes à pneus sont liés aux contraintes des transports routiers (« Mines ») qui limitent la longueur et les masses à vide et en charge des véhicules. Une rame sur pneus (routière) ne peut être allongée, contrairement à un tramway traditionnel fer/fer (ferroviaire) (exemple du réseau de Montpellier).

L'augmentation de la capacité d'une ligne ne pourra donc se faire que par la multiplication des circulations, ce qui rend difficile leur régulation : lors d'une sortie ou entrée d'établissement scolaire ou universitaire (très nombreux tout au long de la ligne de Nancy), le premier véhicule, de capacité très insuffisante, est pris d'assaut, ce qui ralentit beaucoup sa marche et amorce le cercle vicieux du retard (échanges en station entravés par l'affluence, fermeture des portes difficiles...). Il n'est donc pas rare de voir arriver au terminus trois trams à la suite les uns des autres, parfois jusqu'à quatre^[2] :

1. le premier, très en retard et surchargé,
2. le deuxième, encore en retard, et encore surchargé,
3. le troisième, normalement chargé, mais ralenti par le précédent,
4. et le quatrième, à l'heure, mais quasiment vide.

Cette situation récurrente conduit de nombreux usagers potentiels à se détourner des transports en communs en heure de pointe, la durée de trajet n'étant pas fiable (de 9 à 25 min pour un trajet donné (exemple de Exelmans → Brabois, à Nancy), auxquelles s'ajouteront de 0 à 12 min d'attente au lieu des 4 à 6 minutes prévues, soit un temps total de trajet allant de 9 à 37 min pour un même parcours.)

Le réseau de Nancy a tenté, en octobre 2006, de remédier à cette irrégularité, en instaurant une durée maximale d'ouverture des portes à l'arrivée en station de 30 secondes. Passé cette limite, il n'est plus possible de les rouvrir et le tram peut partir.

Ces problèmes de régularité sont en fait principalement dus à une sous-capacité de la ligne (c.-à-d. infrastructures + matériel roulant), par rapport à la demande : le réseau possède un trop petit nombre de rames. En effet, le problème serait similaire avec un tramway classique fer/fer. Le réseau de Nancy, avec une fréquence officielle d'un tram toutes les 5 minutes, pourrait en théorie mettre en circulation quelques nouvelles rames (dans une certaine limite : une ligne de tram devient difficilement gérable si la fréquence est inférieure à 2 minutes). Mais deux obstacles s'y opposent : celui du financement, et celui de la disponibilité des rames chez le fabricant. En effet, s'agissant d'un matériel expérimental sans suites, il n'est pas envisageable de procéder à une nouvelle mise en fabrication pour seulement quelques éléments. ^{[réf. nécessaire]}

Dus à l'absence de normalisation du système

Enfin, les systèmes étant incompatibles entre eux, il est impossible de changer de fournisseur, chacun ayant son système bien spécifique, contrairement aux tramways sur fer qui sont tous globalement compatibles entre eux, sous réserve d'utiliser le même écartement (métrique ou standard) et la même tension d'alimentation. Cela pose un problème de pérennité du système à moyen terme, lors du remplacement des véhicules ou en cas de constructions de nouvelles lignes par exemple (notamment en cas d'arrêt éventuel de la fabrication décidé par l'un ou l'autre des fournisseurs).

Cette incompatibilité apparaît aussi dans les agglomérations souhaitant compléter un réseau de tramways par des tram-trains. Si le partage des infrastructures entre tramway et tram-train n'est pas évident, il est totalement impossible avec les systèmes à pneus.

Réseaux de tramways sur pneus

Notes, sources et références

Voir aussi

Articles connexes

• Train routier
• Métro sur pneumatiques
• Translohr

Bibliographie

• Michel Harouy, Du train routier Renard aux tramways modernes sur pneumatiques, 1902-1999, article paru dans la revue Chemins de fer Régionaux et Urbains N°294 (février 2003) de la FACS-UNECTO

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