Téléphérique

Un téléphérique (ou téléférique) est un moyen de transport par câble aérien.

• Dans le langage commun, le téléphérique représente une remontée mécanique équipée de cabines de grande capacité desservant un sommet généralement difficile d'accès .

• En France, au sens réglementaire, il désigne tous les types de téléportés, à savoir, toutes les catégories de transports par câble disposant de véhicules aériens, comme les télésièges ou encore les télécabines.

• Techniquement, il désigne une catégorie de transport par câble à construction dite « bicâble » : les fonctions « porter » et « tracter » emploient des câbles différents. Étant donné qu'un téléphérique stricto sensu comporte une infrastructure fixe (ici un câble porteur) sur laquelle circulent des véhicules, il est à classer parmi les installations ferroviaires. Un câble porteur n'est rien d'autre qu'un rail. Ceci est souligné par la disposition actuelle des deux câbles porteurs des téléphériques modernes (câbles parallèles sur lesquels repose le chariot).

Les téléphériques sont utilisés dans des régions ou d'autres moyens de transports seraient difficiles à construire. Le trajet est souvent en forte pente : montagnes, forêts, ou zones bâties. C'est un moyen de transport courant dans les Alpes.

Les premières traces de transport par câble remontent au Moyen Âge : des gravures japonaises attestent de l’existence de téléportés pour personnes vers 1200 et, dès 1405, Konrad Kyner fait, dans l'ouvrage Obra bellifortis, la description précise d'un téléporté pour transporter hommes, chevaux et armes par-dessus un cours d'eau. En 1664, Adam Wybe von Halingen réalise pour la première fois un transport de matériaux suspendu à une série de pylônes pour la construction des fortifications de Gdańsk.

Les câbles étaient, jusqu'alors, faits en fibre naturelle. Il faudra attendra l’invention du câble moderne par l’Allemand Wilhelm Albert pour assister à la vrai naissance du téléphérique. Le câble d’Albert est constitué d’une âme en chanvre faite de fils torsadés autour de laquelle six brins sont ensuite toronnés autour d'une autre base de corde de chanvre dans des directions alternées pour plus de stabilité. Ce principe est mis en place en 1834 pour l'exploitation minière de Clausthal-Zellerfeld, en Allemagne. Le câble d’Albert reste cependant toronné à la main. La machine a toronner est inventée par l'Autrichien Wurm en 1837 et développée à une échelle industrielle dès la décennie suivante par Felten & Guilleaume. Enfin fiabilisée par un câble désormais apte à franchir des reliefs démonstratifs, la technique du téléphérique se dessine dès la deuxième moitié du XIX siècle et se développe dans la foulée avec la révolution industrielle.

En 1861, l'Allemand Freiherr von Dücker conçoit le système bicâble pour téléportés, en séparant sur un la fonction « porter » et « tracter » au travers de deux câbles différents. Il inspire Adolf Bleichert & Co. qui reprend ce principe en 1872, et construit son premier téléphérique de transport de matériaux en utilisant un système bicâble (séparation de la fonction « porter » et « tracter » au travers de deux câbles différents). Avec d'autres pionniers comme Julius Pohlig, ce sont ainsi plusieurs milliers d'installations de ce type qui sont construites en une cinquantaine d'années, préfigurant le téléphérique de voyageurs.

Déjà, avant la Première Guerre mondiale, quelques appareils précurseurs se risquent même à transporter des personnes.

En octobre 1907, est inauguré en Espagne le « transbordeur funiculaire » de San Sebastian, imaginé par Leonardo Torres Quevedo. Il offre à ses passagers un voyage de 280 mètres entre le Monte Ulia et le Penne del'Aquilla via une nacelle suspendue à 6 câbles porteurs. L'appareil, au profil de ligne plutôt plat, n'escalade cependant aucun relief démonstratif.

En juin 1908, l'Autrichien Josef Stafer ouvre pour la première fois au public son « transporteur » du mont Kohlerer dans le Tyrol méridional. Il s'agit en fait d'une adaptation d'un téléphérique de fret existant, réalisée en remplaçant les bennes par 2 cabines fermées. L'installation est cependant artisanale et ne dispose d'aucun système de sécurité. Elle doit fermer ses portes en 1910 pour être totalement reconstruite par Adolf Bleichert & Co. en 1913.

Parallèlement, Wilhelm Feldmann imagine un « ascenseur à câbles » sur le mont Wetterhorn, dans les Alpes en Suisse. La construction, réalisée par la société Von Roll, est inaugurée le 24 juillet 1908. Le premier véritable téléphérique de montagne destiné au transport de voyageurs est né. Il est cependant un échec économique du en partie au début de la Première Guerre mondiale}.

Alors qu'à Chamonix, on entame en 1911 l'interminable chantier de la construction du « funiculaire aérien » de l'Aiguille du Midi, , on inaugure dès 1912 sur le Morro da Urca à Rio de Janeiro (Brésil), le premier tronçon des téléphériques du Pain de Sucre, premier téléphérique pour passagers du continent américain, construit par Julius Pohlig AG.

Ce n'est qu'à l'issue du conflit que la construction de téléphériques de transport de voyageurs prend un réel essor de par le monde. On retrouve encore, comme acteur essentiel de ce succès, Bleichert, qui, par l'emploi de techniques novatrices et d'une certaine standardisation, fera entrer le téléphérique dans l'ère de la modernité. Il réalisera d'ailleurs, durant la période d’entre-deux-guerres, plus de téléportés à lui seul que l'ensemble des autres constructeurs.

Le téléphérique de fret n'est pas abandonné pour autant : de 1935 à 1941, il constitue le moyen principal de ravitaillement d'Asmara, capitale de la colonie italienne de l'Érythrée. Le téléphérique de Massaoua à Asmara, construit par l'entreprise Cerettti e Tanfani, constituait, avec ses 75 km de longueur, la plus longue ligne du monde.

Disposition des câbles

La ligne d'un téléphérique est constituée de :

• Un, ou plusieurs câbles dit « porteurs » qui supportent le poids d'un véhicule par l’intermédiaire d’un chariot équipé de galets.
• Un, ou plusieurs câbles dit « tracteurs », fixés à ce chariot, qui sont mûs par un moteur situé dans une des gares et permettent le déplacement du véhicule.

Le véhicule, suspendu au chariot, est généralement une cabine fermée (transport de voyageurs) mais peut également être une simple benne ouverte (transport de matériaux).

Les câbles d'un téléphérique sont tendus entre les deux gares et peuvent être soutenus en ligne par des pylônes, généralement en treillis métalliques. Il arrive également que la portée soit réalisée sans appuis intermédiaires - les seuls points d'appuis sont les deux extrémités du câble.

Il existe plusieurs dispositions de câbles. La plus courante est désormais celle qui emploie deux câbles porteurs en parallèle et un câble tracteur central ; les câbles porteurs peuvent ainsi assurer une charge plus importante. Des cavaliers solidaires des câbles porteurs et munis d'un galet supportent le câble tracteur dont la section peut être réduite, puisqu'il n'a plus à supporter les effets de son propre poids sur de grandes travées. Ces téléphériques sont également plus stables au vent.

Principe du calcul des câbles porteurs

Il existe deux familles de méthodes de calcul pour calculer les câbles porteurs d'un téléphérique. Pour les câbles tendus par contrepoids, on réalise un calcul au premier ordre par la méthode des triangles d'équilibre, la tension initiale étant donnée. Pour les câbles ancrés passivement, effectue un calcul au second ordre avec écriture en équations intégrales, méthodes numériques, éléments finis.

Un câble est une poutre qui ne reprend aucun moment fléchissant. Il vient donc que le diagramme des moments fléchissants dans la poutre équivalente de même portée et chargée identiquement est affine de la forme du câble (approximation valable si le rapport flèche / portée est inférieur à 25 %).

Pour un câble fortement tendu entre deux appuis horizontaux, on obtient la relation suivante (calcul simplifié) :

où H est l'effort de tension, w est le poids linéique, L est la portée, et f est la flèche.

Plus généralement, « la composante horizontale de la tension dans un câble est égale au moment fléchissant au point considéré, divisé par la distance verticale du câble à la ligne d'appuis ».

Le téléphérique à va et vient

Le téléphérique à va et vient est la typologie de loin la plus répandue et la plus connue. Deux véhicules sont disposés chacun sur une voie séparée disposant de son (ses) propre(s) câble porteur. Chaque véhicule est « attaché » à un côté de la boucle formée par le(s) câble(s) tracteur(s), ainsi les cabines circulent en direction opposée l'une de l'autre de façon alternée en va et vient : un véhicule part de A pour rejoindre B tandis que l’autre part de B pour rejoindre A. Un téléphérique à deux cabines consomme moins d'énergie que si il y a une seule cabine: le poids d'une des cabines est utilisé pour tirer sur le câble tracteur et déplacer l'autre cabine.

Le téléphérique monovoie

Le téléphérique dispose d’un seul véhicule qui effectue des aller-retour d’un point A à un point B. On retrouve généralement cette typologie sur des petites installations ou lorsque la place manque pour installer deux voies séparées mais également de très grosses installations où, dans ce cas, deux téléphériques monovoie sont installés parallèlement, ce, pour optimiser le débit (non nécessité de synchroniser les départs). Un exemple de gros téléphérique monovoie est le Vanoise Express.

Une catégorie de téléphérique monovoie particulière est le funifor. Ces appareils disposent de deux brins porteurs et tracteurs d'un espacement supérieur à la largeur de la cabine, assurant une parfaite tenue au vent. Les brins tracteurs ne sont en fait constitués que par un unique câble qui parcoure la voie par plusieurs fois : les renvois sont effectués verticalement dans les gares, mais également horizontalement directement sur le chariot de la cabine via deux poulies à double gorge. De cette façon une grande partie de l'énergie nécessaire au déplacement du véhicule est absorbée.

Le téléphérique pulsé

Un téléphérique pulsé est un téléporté bicable où les véhicules sont regroupés par « trains » de plusieurs cabines répartis à intervalles réguliers sur la ligne.

Lorsqu’un train de véhicules entre en gare, le câble tracteur est ralenti ou arrêté pour permettre l’embarquement et le débarquement, ralentissant ainsi l’ensemble des autres trains de véhicules présents sur la ligne. Le train présent en gare amorce ensuite un demi-tour et est renvoyé sur l’autre brin porteur. L’installation reprend alors progressivement sa vitesse de croisière jusqu’à l’arrivée en gare du train suivant. Ces installations disposent généralement de cabines de plus petite capacité qui s’apparentent à celles équipant les télécabines, entrainant souvent une confusion de typologie.

Exemples de téléphériques pulsés : la Télécabine Panoramic Mont-Blanc, reliant l’Aiguille du Midi à la Pointe Helbronner à Chamonix, ou les Téléphériques des glaciers de la Meije à la Grave.

Le téléphérique débrayable

Dans cette typologie de téléporté bicâble, le câble tracteur circule en mouvement continu. Le chariot est équipé d'une attache débrayable (pince) qui permet de le désolidariser dans les gares pour une circulation à faible vitesse, tandis que les véhicules en ligne ne sont pas ralentis. C’est une évolution bicâble d’une classique télécabine débrayable (monocâble) permettant de plus grandes portées, des vitesses de ligne accrues, des débits augmentés, une meilleure tenue au vent et surtout une économie conséquente en énergie, puisque le moteur de traction n'a pas à supporter le poids des véhicules.

Inventé dans les années 1920, puis tombé en désuétude, le téléphérique débrayable redevient au goût du jour au travers d’installations modernes et technologiquement avancées appelées téléphériques 2S (1 câble porteur et 1 câble tracteur) (exemple : le 2S Ngong Ping 360 à Hong Kong) ou téléphériques 3S (2 câbles porteurs et 1 câble tracteur) (exemple : le 3S l’Olympique à Val-d'Isère).

• Le plus élevé au monde : el Téléférico, Mérida, Vénézuela. altitude : 4765 m.

• Le plus élevé d'Europe : téléphérique Trockener Steg - Klein Matterhorn, Zermatt, Suisse. altitude : 3883m.

• Les plus grandes cabines au monde sont celles du Vanoise Express (France) et peuvent transporter 200 passagers.

• La plus longue portée horizontale de câble au monde : Peak to Peak Gondola de Whistler-Blackcomb (3 024 m) en Colombie-Britannique au Canada. Il s'agit d'un téléphérique 3S fabriqué par la compagnie autrichienne Doppelmayr. Il fut inauguré en décembre 2008 et permet de relier le sommet de Whistler au sommet de Blackcomb en peu de temps, en passant à 436 m au-dessus de la vallée du Fitzsimmons Creek.

• Le téléphérique du Vieux Port à Barcelone, Espagne, 1 300 m, il survole le port
• Le Roosevelt Island Tramway à New York, États-Unis
• Le téléphérique de Grenoble Bastille à Grenoble, France
• Le Téléphérique du fort à Huy, Belgique
• Le Téléphérique de la citadelle à Dinant, Belgique
• Le Téléphérique de Madrid, Espagne