Prospective Transport in Europe

Les systèmes métro au sein
des
transports
guidés
urbains et régionaux.
Quelques
références
français et allemand
Claude Soulas, GRETTIA
GERI ITGUR 17 11 2011
aux
cas
3 TYPES d’EXPOSES (GERI)
• Objectifs et/ou résultats d’un PROJET de RECHERCHE :
aujourd’hui PORT-VERT et SAFE-INTERIOR
• Présentation d’une THEMATIQUE de RECHERCHE :
exemple le 23 juin dernier diagnostic et maintenance, sûreté
• Connaissance générale des SYSTEMES de TRANSPORT :
aujourd’hui métro (deux exposés), en novembre 2010 les
PRT, dans le passé BHNS, Translohr, TERx4. A venir : le
tramway et dérivés.
• Autres : prospective, …
QU’EST CE QU’UN METRO ?
• Question encore plus difficile que « Qu’est ce qu’un bus ? »
ou « Qu’est ce qu’un tramway ? » :
• Le BUS se diversifie : Megabus, Minibus, Microbus, BRT,
BHNS/BHLS, CHNS, trolley, bus électrique, bus bimode, bus
hybride, bus guidé,…
• Le TRAMWAY se diversifie : tram sur pneus, tram-train, traintram ou tramway régional, tramway sans caténaire, tram
bimode,… tramway enterré,… (mot parfois utilisé à tort pour
désigner des bus guidés ou des téléphériques urbains)
• Le METRO : objet de l’exposé
DEUX ENTREES (au moins) pour le
CONCEPT METRO
• Système (ou chemin de fer) METROPOLITAIN. Aujourd’hui
débats pour le « supermétro » du Grand Paris, à la fin du
XIXème siècle 30 ans de débats pour choisir les
caractéristiques du métro du Petit Paris.
• Système (ou chemin de fer urbain) en souterrain.
Dénominations anglo-saxonnes : U-Bahn, Underground
• Extension de la notion de souterrain (tunnel profond ou
tranchée couverte) à celle de site propre intégral qui inclut
aussi la voie aérienne, la tranchée ouverte et la voie en
remblai.
LES SYSTEMES METRO
• Au centre les métros dits « classiques » ou « lourds » (Paris
et autres grandes agglos)
• En dessous les « métros légers » : différences
fondamentales entre France et Allemagne
• Au dessus « supermétros » ou métros régionaux qui se
rapprochent d’autres systèmes tels que les RER
• Dans quelques pays, plus particulièrement en France,
croisement de la notion de métro avec celle de système
automatique en site propre intégral : VAL et autres métros
légers automatiques, « mini-métros ».
SYSTEMES AUTOMATIQUES (sans
conducteurs) : du « people mover » au métro
Quatre niveaux territoriaux (et recoupements) :
• Dessertes internes de complexes fermés (aéroports, universités,…) dès
1970 : PRT(exposés de novembre 2010), « people movers » ou « mini-métros »
• Niveau local : systèmes de centre ville « Downtown Peole Movers »
aux USA (Miami, Détroit, Jacksonville), liaisons périphériques au Japon
(Kobe, Osaka), POMA 2000 de Laon, …
• Niveau métropole : VAL de Lille considéré en 1983 comme le premier
métro automatique au monde
• Niveau régional : AXONIS Singapour (IAGO INRETS), Grand Paris
Le métro classique
• Trois réseaux en France (Paris, Lyon, Marseille), avec
trois gabarits différents, dans la fourchette 2,40m - 2,90m.
Quatre réseaux en Allemagne : Berlin (ex Berlin Ouest),
Hambourg (a remplacé le tram, projet de réintroduction),
Munich, Nuremberg (« petite » agglo pour le contexte
allemand).
• Le métro sur pneus est une spécialité française : 4
lignes à Paris, ensemble des réseaux de Lyon et
Marseille, métros exportés par les constructeurs français
en Amérique latine : exposé suivant.
Le métro classique : quelques évolutions
• Evolution des chaînes de traction, généralisation de la
récupération d’énergie au freinage, avec un taux pouvant
atteindre 30 à 40% du total de l’énergie de traction en
configuration favorable
• Evolution de l’automatisation : du pilotage automatique
à l’automatisation intégrale (métro sans conducteur) sur
de nouvelles lignes et plus récemment sur ligne existante
(ligne 1 à Paris)
• Tendance récente : l’intercirculation totale, réalisée sur
quelques lignes à l’étranger et à Paris : sur la ligne 1,
avec un matériel similaire à celui de METEOR (ligne 14
entièrement automatique dès sa conception)
METEOR = METRO EST OUEST RAPID
Métro classique sur pneus : les 5 raisons du
maintien des roues fer et des rails classiques
• franchissement des aiguillages
• sécurité en cas de crevaison d’un pneu
• réalisation des circuits de voie
• retour du courant
• passage de trains de travaux
Les métros légers
• Métros métros automatiques légers du type VAL ou
autres solutions étrangères : ICTS/UTDC à Vancouver,
systèmes japonais, Copenhague, …
• Métro léger au sens traditionnel « Light Rail » : solution
intermédiaire entre métro et tramway. Seuls les tronçons
centraux des lignes sont enterrés. Réalisations
étrangères, notamment allemandes : sous forme de
« Stadtbahn » dans 15 agglos. En France seul le tramway
de Rouen se rapproche de ce concept.
Différences entre France et
Allemagne (1)
• Tous les types de systèmes guidés urbains et régionaux
(beaucoup) plus développés en Allemagne qu’en France, à
l’exception du métro classique (comparable).
• Différences importantes avec le métro léger sur fer
Stadtbahn (Light Rail) présent dans 15 agglos et avec le
RER S-Bahn présent dans au moins 14 agglos (selon
frontière retenue pour ce concept).
Différence importante avec le tramway de surface présent
dans 55 agglos, même si le nombre de lignes de tram
augmente en France.
Différences entre France et
Allemagne (2)
• Le contexte de l’automatisation intégrale est différent.
Les études réalisées sur métro de Hambourg, métro léger
de Francfort et RER (S-Bahn) de Dresde n’ont pas
débuché, mais automatisation intégrale du métro de
Nuremberg. En Allemagne possible de faire fonctionner
toute la nuit, tous les jours de la semaine, des systèmes
avec conducteurs : Berlin, Dresde, …
• Différences en matière d’urbanisme et localisation des
activités par rapport aux lignes de métro (léger) même si
tout n’est pas vertueux.
Les métros légers « Stadtbahn »
• présents dans une quinzaine d’agglos : Francfort,
Cologne, Stuttgart, etc.
• des différences de réalisation. L’ouvrage VDV (2000)
distingue 4 types de Stadtbahn
• une particularité à Stuttgart
(et plus rares autres
lignes) : des véhicules à plancher haut et des quais de
900 mm insérés en milieu urbain
• importance du cadencement : ex 10mn, c’est-à-dire
beaucoup moins sur les nombreux troncs communs
• des débits qui n’atteignent pas ceux des bonnes lignes
de tram français de surface (100 000 v/jour)…. mais des
réseaux maillés.
Le VAL : des applications diverses
• Trois gabarits : 206, 256 (exportation), 208 (évolution du
206). Nouveau matériel NEOVAL en 256
• Applications principales comme métro
automatique : Lille, Toulouse, Rennes, Turin
léger
• Métro lourd à Taipeh (Taiwan)
• Desserte interne d’aéroport : Chicago, Roissy / Charles
de Gaulle
• Liaison axe lourd / aéroport : ORLYVAL
• Pour mémoire desserte de centre ville « Downtown
People Mover » : à Jacksonville (démonté)
VAL de Lille
RESEAU de METRO (LEGER) VAL A LILLE
C. SOULAS
LE VAL 208 DE RENNES
Source Siemens
Le roulement sur pneus du VAL : bogie comportant
un seul essieu porteur et 4 roues de guidage
1
2
4
3
Guidage en V du tramway sur pneus
« Translohr » retenu pour le NEOVAL
(contributions INRETS-LTN)
Deux paires de galets obliques pincent un
monorail central
Source : Lohr Industrie
Pour mémoire le tramway sur pneus
« Translohr » de Clermont- Ferrand déjà
présenté dans le GERI, cité ici pour les
synergies avec le NEOVAL
(en service depuis octobre 2006)
Le tramway d’interconnexion de Karlsruhe au
carrefour de plusieurs systèmes : tram, métro léger,
RER, train léger
• dans la littérature allemande système cité par des
appelations différentes selon le contexte : modèle de
Karlsruhe, véhicule bi-système, Stadtbahn (métro léger) bisystème, S-Bahn (RER), etc.
• actuellement système 100 % en surface, mais projet de
tunnel dans unedrue centrale de Karlsruhe
é
d
o
u
b
l
é
En Allemagne, exemple d’intermodalité soignée
entre transport guidé et bus
(Heilbronn, réseau de Karlsruhe)
LIGNES de SYSTEMES
AUTOMATIQUES
C. SOULAS
MAGGALY : LIGNE D du
METRO de LYON
• MAGGALY = Métro A
Grand Gabarit de
l’Agglomération Lyonnaise
• Pas de portes palières
• Canton mobile déformable
• Monoprocesseur codé
type SACEM
ﾃvolution de la frﾎquentation
Ligne D (voyages jour ouvrﾎ moyen)
250 000
200 000
150 000
100 000
50 000
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
Evolution sur 10 ans du taux annuel
d’indisponibilité de la ligne D à Lyon
Lyons line D average yearly availability
from 1992 to 2002
99,50
98,50
98,00
97,50
97,00
96,50
96,00
95,50
95,00
19
92
19
93
19
94
19
95
19
96
19
97
19
98
19
99
20
00
20
01
20
02
Availability level
99,00
Years
C. SOULAS
Quelques données économiques indicatives
(source KEOLIS, 2003)
C. SOULAS
Répartition des causes d’indisponibilités en
fonction des sous-ensembles
4%
1%
6%
1%
7%
40%
41%
Voyageur
Matériel Roulant
Portes de Quai
Inst Fixes
Energie
Exploitation
Voie/ Génie Civil
C. SOULAS
Quelques chiffres pour 8 lignes
automatiques
(source KEOLIS 2003)
Line
Lille 1
Lille 2
Paris Orly
Lyons D
Toulouse A
Paris 14
Rennes 1
La™n
Service Trip time
Headway
s
mn
72
72
180
106
72
105
150
157
24
58
14
24
22
12
16
4
Speed
Ridership
Ridership
kph
trip / day
trip / year
33
33
30
32
35
40
32
26
140.000
220.000
N/A
250.000
150.000
80.000
155000
8.000
28.000.000
44.000.000
N/A
47.000.000
30.000.000
16.000.000
31.000.000
1.600.000
C. SOULAS
Autres chiffres pour ces 8 lignes
automatiques
(source KEOLIS 2003)
Line
Availability
%
Production
km / year
Km / train
per year
Lille 1
Lille 2
Paris Orly
Lyons D
Toulouse A
Paris 14
Rennes 1
La™n
99,31
99,00
N/A
98,85
99,89
99,40
99,36
98,90
2.925.000
6.375.000
N/A
3.600.000
3.465.000
1.425.000
1.200.000
850.000
65.000
65.050
N/A
100.000
80.530
75.000
75.000
283.000
C. SOULAS
Deux options pour les métros automatiques :
- portes palières (cas le plus fréquent) :
- détection de chute sur la voie
C. SOULAS
Deux mini-métros (parmi d’autres) particuliers :
deux systèmes de courte à moyenne distance
à traction par câble, « voie active mécanique »
Le POMA 2000 de Laon
Le SK de Shangai
(en zone de
retournement)
AXONIS IN SINGAPOUR,
WITH IRON WHEELS
ROLLING
• AN EXCEPTION AMONG
ALL OTHER SYSTEMS
WHICH UTILIZE
PNEUMATIC ROLLING
• AUTOMATIC TRAIN
CONTROL BY MEANS
OF IAGO : WAVE GUIDE
• HIGH FREQUENCIES,
BETWEEN 2 AND 3 GHz