Système européen de contrôle des trains - Définition et Explications

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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 (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent eurasiatique, voire comme une...). Ce système doit permettre un passage rapide des frontières tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en garantissant la sécurité des circulations. Sa transposition est prévue dans une première phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) sur les lignes à grande vitesse (On distingue :) et à plus long terme sur l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...) du réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets »,...) classique. Depuis 2000, il est expérimenté sur des lignes des Chemins de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous...) fédéraux suisses (CFF), de la Deutsche Bahn (Allemagne) et des ÖBB (Autriche).

Histoire

Pour garantir une circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) des trains sûre et sans entrave, des systèmes de commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.) et de sécurité sont nécessaires. En Europe, 14 systèmes, mutuellement incompatibles, ont été installés au fil du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), en général sur une base nationale.

Pour pouvoir franchir les frontières, les véhicules moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou...) doivent donc être équipés d'un, voire plusieurs, système de protection des trains compatible avec la réglementation des pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui...) 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 (Une locomotive est un engin moteur, c'est-à-dire se déplaçant par ses propres moyens, utilisé par le transport ferroviaire pour fournir l'énergie de traction à un train. Le plus...) à la gare (Une gare est d'ordinaire un lieu d'arrêt des trains. Une gare comprend diverses installations qui ont une double fonction :) frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux États souverains. Le rôle que joue une frontière peut fortement varier suivant les régions et les époques. Entre les...), solution coûteuse et pénalisante pour les délais d'acheminement.

Ainsi les rames Thalys (Thalys est une marque désignant à la fois :) 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 (Graphie) depuis 1996 sur la base de la directive 96/48 de l'Union européenne concernant l'interopérabilité (L'interopérabilité est la capacité que possède un produit ou un système dont les interfaces sont intégralement connues à fonctionner avec d'autres produits ou systèmes existants ou futurs.) du système ferroviaire transeuropéen à grande vitesse, en s'appuyant sur le système de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la...) radio GSM-R (Le GSM-R est un standard international de communication mobile pour les chemins de fer.) (global system for mobiles communication - Railways).

L'Union internationale des chemins de fer (UIC) avait fait élaborer les premières spécifications en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de la mise au point de l'ETCS par l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) européen de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...) 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 (L'Unisig (acronyme de Union industry of signalling) est un groupe de travail constitué au sein de l'Unife (Union des industries ferroviaires européennes). Il a été...). 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 (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a pour fondements théoriques les...) des trains dans le transport (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre.) à grande vitesse, et ainsi :
    • permettre l'interopérabilité des lignes à grande vitesse européennes,
    • augmenter la capacité des lignes,
    • améliorer la vitesse moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble...) des transports.

Principes pour l'ETCS niveau 1

  • Le niveau 1 peut être installé en parallèle du système de signalisation national. Ainsi chaque train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de...) 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 (Sur un bateau, une cabine désigne une pièce d'habitation pour une ou plusieurs personnes. Une cabine peut prendre plusieurs aspects : sur un grand navire, elle...).
  • 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 (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) 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 (Dans le monde des chemins de fer, pour faire passer un train d'une voie vers une autre, on utilise des aiguilles.).
  • Le train communique constamment sa position par radio (GSM-R) au centre de contrôle (Un centre de contrôle, dans le domaine de l'astronautique, est une salle d'où sont coordonnées les actions qui concourent à l'accomplissement d'une mission spatiale telles qu'un lancement ou une opération...) 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 (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) 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 (Fur est une petite île danoise dans le Limfjord. Fur compte environ 900 hab. . L'île couvre une superficie de 22 km². Elle est située dans la...) et à mesure de l'avance du train.

Système supérieur

  • L’ERTMS (European Rail (Un rail (ou lisse en québécois) est une barre d’acier profilée. Deux files parallèles de rails mis bout à bout forment une voie ferrée. Ils reposent alors...) 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 (La téléphonie mobile désigne toute l'infrastructure de télécommunication permettant d'utiliser des téléphones portables (que l'on appelle également téléphone mobile, téléphone cellulaire on encore natel en Suisse),...).
    • Le système européen de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) 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 (La Société nationale des chemins de fer français (SNCF) est l'une des principales entreprises publiques françaises. Elle exerce une double activité :), 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 (Le Renfe est la société nationale d'exploitation des chemins de fer espagnols. Il fut crée en 1941. Le mot est l'acronyme de Red nacional de los ferrocarriles españoles (réseau...), Madrid (Madrid est la capitale de l'Espagne. Ville la plus vaste et la plus peuplée du pays, c'est le chef-lieu de la Communauté autonome de Madrid qui appartient à la province de Madrid. Elle abrite également le siège de l'OMT, l'Organisation...) - 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 (Un tunnel est une galerie souterraine livrant passage à une voie de communication (chemin de fer, canal, route, chemin piétonnier). Sont apparentés aux...) de base du Lötschberg (Le Lötschberg est un lieu de passage entre le canton de Berne (Kandersteg) et le canton du Valais (Lötschental). Il n'y aucune montagne qui porte ce nom, le plus haut sommet des environs est le Balmhorn (3698 m)....) (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 (La Grande-Bretagne (en anglais Great Britain) est une île bordant la côte nord-ouest de l'Europe continentale. Elle représente la majorité du territoire du Royaume-Uni. En son acception politique, ce toponyme...), 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.

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