Système européen de contrôle des trains - Définition

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 contrôle et de commande des trains actuellement utilisés en Europe. 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) et des ÖBB (Autriche).

Histoire

Pour garantir une circulation des trains sûre et sans entrave, des systèmes de commande et de sécurité sont nécessaires. En Europe, 14 systèmes, 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, système de protection des trains compatible 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 équipés pour tous les systèmes de signalisation rencontrés sur les lignes parcourues : KVB (France), TVM 430 (lignes à grande vitesse de France et de Belgique), ATBL (Belgique) et (Pays-Bas), LZB (réseau ICE) et Indusi (Allemagne).

C'est la volonté de réduire les temps et des coûts de passage en frontière 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 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

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.

Principes pour l'ETCS niveau 1

• Le niveau 1 peut être installé en parallèle du système de signalisation national. Ainsi chaque train utilisera le système dont il est pourvu, ce qui évite des coûts de mise à niveau des locomotives.
• Le conducteur a le choix de regarder les signaux lumineux de la ligne ou de la signalisation en cabine.
• Le niveau 1 n'utilise pas la radio (GSM-R) pour communiquer sa position ou pour recevoir les actions à effectuer. Ainsi des émetteurs (Eurobalises) sont placés aux extrémités des cantons de la ligne et communiquent les actions à effectuer au train.
• Le train est obligé de passer sur la balise placée à la fin du canton pour obtenir le droit d'accès au canton suivant.
• Toutes ces informations ne peuvent être transmises que ponctuellement au train, ainsi pour pouvoir transmettre les informations de manière plus régulière, il est possible d'ajouter des balises supplémentaires ou une balise longeant la ligne sur une certaine distance (Euroloop).

Principes pour les niveaux 2 et 3 de l'ETCS

• Des émetteurs radio (Eurobalise) disposés régulièrement sur les voies envoient au train lors de son passage des informations. Ces informations sont fixes.
• Normalement, le train connaît sa position par un compteur kilométrique traditionnel, la balise sert à réajuster la position connue et à connaître sur quelle voie il se trouve après un aiguillage.
• Le train communique constamment sa position par radio (GSM-R) au centre de contrôle qui lui communique en retour les actions à effectuer (vitesse, arrêt..).
• Le niveau 2 du système (ETCS 2) fonctionne toujours avec des cantons ce qui peut, sur une ligne a grand trafic, diminuer le nombre de trains circulant sur celle-ci. Les balises sont disposées aux extrémités des cantons.
• Le niveau 3, qui est toujours en phase de développement, abolit les cantons et libère la voie au fur et à mesure de l'avance du train.

Système supérieur

• L’ERTMS (European Rail Traffic Management System) qui comprend
  • Le système de communication entre le train et la centrale GSM-R basé sur le principe de la téléphonie mobile.
  • Le système européen de contrôle des trains ETCS.

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) ;
• 2004 : CFF, Mattstetten - Rothrist (le démarrage prévu pour décembre 2005 d'ETCS niveau 2 a été reporté à avril 2007) ;
• 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 demanderait de 15 à 20 ans.

Le coût prévisionnel serait de 8 milliards d'euros environ, dont 500 millions pour la seule Allemagne.