Les métros sur la voie de l’autonomie

Automatiser la conduite des métros n’est pas une idée neuve. A Paris, le pilotage automatique PA 135 fut introduit au début des années soixante-dix. Ce système assure la marche des trains de façon autonome d’une station à l’autre. Ainsi le conducteur n’intervient-il qu’en station, pour le « service voyageurs », en donnant l’autorisation de départ. Sur ce tout premier pilotage automatique, la marche des trains se trouve inscrite dans la voie, sous la forme de grecques dessinées par un câble inducteur qui court lui-même dans un tapis posé entre les deux files de rails. Comme les capteurs fixés sous la rame désirent toujours « voir » le même intervalle de temps s’écouler entre deux redans successifs de la grecque, il suffit donc de rapprocher ces redans pour engendrer un ralentissement ou de les éloigner pour provoquer une accélération. En approche d’un signal de cantonnement, deux grecques sont superposées à l’intérieur du tapis, l’une pour l’arrêt avant le signal et l’autre pour son franchissement à la vitesse limite de la ligne, seule étant alimentée la grecque qui correspond à l’indication alors portée par le signal. De conception purement analogique, à une époque où le numérique était encore dans les limbes, le PA 135 continue pourtant de donner entière satisfaction, et sa robustesse n’a jamais été prise en défaut. Toutefois, il présente deux inconvénients. Le premier réside dans l’interdépendance entre le dessin de la grecque et les performances en freinage et accélération du matériel roulant : si on change de type de rame, on doit alors aussi changer les grecques. Quant au second inconvénient, il provient du tapis lui-même, qu’il faut préalablement déposer pour certaines opérations de maintenance sur la voie.

Que la conduite autonome ait d’abord concerné des modes de transport guidés à un seul degré de liberté, comme le mode ferroviaire, est facile à comprendre. L’infrastructure déterminant la trajectoire, le véhicule n’a pas à se localiser dans un espace à deux dimensions, et seule sa vitesse linéaire, à chaque instant, est à régler en fonction des caractéristiques de la voie, de son occupation en aval, et des éventuels itinéraires qu’il faudra lui tracer. Que cette même conduite autonome ait trouvé ses premières applications sur les métros paraît tout aussi évident. La plupart du temps, les trains y assurent toujours la même mission, à savoir une desserte omnibus de l’ensemble des stations. La programmation de l’exploitation reste donc assez basique. De plus, les métros, généralement souterrains, sont des infrastructures plutôt fermées. A fortiori, si les stations se trouvent équipées de portes palières, les risques d’intrusion demeurent donc limités, d’autant que les métros restent des emprises encore assez faciles à télésurveiller. Bien entendu, la question se complique singulièrement dans le domaine du « ferroviaire lourd », où l’on change totalement d’échelle, où des missions très différentes doivent s’imbriquer, et où les voies (hormis celles des lignes à grande vitesse) ne sont que rarement clôturées…

La montée en puissance du numérique, supplantant toujours davantage l’analogique, allait permettre aux pilotages automatiques de gagner considérablement en performances. Ainsi, l’une des principales attentes formulées, de façon récurrente, par les exploitants a toujours été l’augmentation du débit des lignes. Pouvoir rapprocher les trains les uns des autres afin de diminuer l’intervalle de passage en station et augmenter la capacité du système, supposait de reconsidérer complètement la manière de gérer, en sécurité, l’espacement des trains. Grâce au numérique, on allait ainsi être en mesure d’abandonner définitivement le traditionnel découpage en cantons fixes, liés à la voie, au profit du canton mobile déformable. De façon schématique, le train, à chaque instant, se localise, fait connaître sa position et se voit alors alloué, devant lui, une portion d’espace à l’intérieur de laquelle il peut se mouvoir en respectant une courbe de vitesse associée. Chaque train est donc connecté en permanence avec le sol, et dialogue avec lui en temps réel, de façon continue. Tous les systèmes de contrôle-commande développés selon ce concept rentrent aujourd’hui dans la désignation CBTC (Communication Based Train Control), qui fait référence à l’échange des informations nécessaires, entre automatismes embarqués et ordinateurs centraux, au moyen d’une liaison bord-sol (et inversement), généralement opérée par radio. Remarquons que le concept CBTC a surtout été développé pour optimiser l’utilisation des infrastructures de systèmes fermés, à l’image des métros, et qu’il avait été conçu, d’entrée de jeu, pour intégrer la conduite autonome, à la différence de l’ERTMS (European Rail Traffic Management System), dont la vocation première est de standardiser l’interopérabilité dans des systèmes ouverts sur lesquels l’automatisation de la conduite, quoique possible, n’est pas la priorité. Parties prenantes, à divers degrés dans l’aventure du CBTC, on rencontre des industriels et des constructeurs de matériels, comme Alstom, Ansaldo, Areva, Bombardier, Faiveley, Invensys, Siemens et Thales. Le tout premier réseau de métro automatique conçu ex nihilo fut le Skytrain de Vancouver, au Canada, dont les débuts remontent à 1985. C’est l’œuvre de Bombardier et d’Alcatel, ce dernier étant l’un des industriels à l’origine de Thales qui, depuis, a repris le flambeau. En 2016, Vancouver était encore le plus grand métro automatique du monde, avant de se voir ravir la place par Singapour. Parmi les réseaux français, hors agglomération parisienne, faisant aujourd’hui l’actualité en matière de métros automatiques, Lyon et Rennes se retrouvent propulsés sur le devant de la scène. Dans la capitale des Gaules, Alstom s’est vu attribué le marché d’équipement des actuelles lignes de métro « lourd » B et D. Pour la ligne B, il s’agissait de la migration d’un pilotage semi-automatique vers un système CBTC. En revanche, dans le cas la ligne D, qui roule déjà sans aucun personnel à bord (exploitation de type mannless), le projet consiste à remplacer le système originel Maggaly, avec ses processeurs Motorola, par le système CBTC d’Alstom. Quant à Rennes, la mise en service prochaine de la deuxième ligne de VAL dans la capitale bretonne concrétisera la toute première application mondiale du concept Cityval développé par Siemens. A n’en pas douter, l’automatisme intégral est l’avenir du métro.

Philippe Hérissé