Mise en œuvre de mars 1980 à septembre 1983, elle a consisté
- à créer trois lignes de trolleybus utilisant 48 trolleybus articulés bimodes PER 180 H ;
- à mettre en place un plan de circulation privilégiant fortement les transports en commun sans pour autant pénaliser le véhicule individuel ; ce plan de circulation se fonde sur l'implantation de couloirs réservés aux transports en commun et sur un double système de régulations centralisées de la circulation générale et des transports en commun ;
- à augmenter quantitativement l'offre kilométrique du réseau de 20,5% en véhicules.km et de 35,9% en places.km ;
- à améliorer qualitativement l'offre de transport en assurant une meilleure régularité des passages aux arrêts, et en diminuant les temps de parcours ;
- à restructurer le réseau, notamment en créant une ligne de rocade et en diamétralisant plusieurs lignes de façon à éviter au centre-ville le chevauchement de tronçons de lignes et le stationnement de véhicules en terminus ;
- à créer dans l'hypercentre un axe réservé aux transports en commun et aux piétons en reportant sur un itinéraire de compensation les véhicules individuels qui y circulaient ;
- à réaliser des aménagements urbains de qualité tels que des restructurations de places, des aménagements d'arrêts et de terminus ;
- à faire un effort particulier pour l'information de l'usager en rénovant la signalétique du réseau.
Trois lignes de trolleybus ont été réalisées (la ligne 3 Laxou Provinces–Pulnoy (ligne 33) ou –Seichamps (ligne 43), la ligne 4 CHU Brabois–Beauregard et la ligne 19 Île-de-Corse–Champ-le-Bœuf), électrifiées par caténaires bifilaires 750V continu sur la quasi-totalité de la ligne, et desservies par des trolleybus bimodes PER 180, de même capacité que les autobus PR 180 (146 places), dotés d'un moteur électrique et d'un moteur thermique de même puissance (225ch) – une innovation, permettant aux trolleybus de circuler en l'absence de caténaire, soit en cas de travaux, soit en cas de rupture d'alimentation, soit dans les zones périurbaines, les lieux classés ou les dépôts, tous non équipés. La propulsion électrique, plus silencieuse et plus propre en centre-ville (mais plus consommatrice) permet également de gravir la côte du Vélodrome à Vandœuvre, de 13% au maximum, à une vitesse de 41km/h, deux fois plus rapidement que l'autobus, limité à 20km/h (et qui à cette époque empruntait un autre itinéraire plus long et moins en pente), et est beaucoup plus souple en basse vitesse que la propulsion thermique.
En centre-ville, une politique de régulation de la circulation a été menée, se basant sur une rétention de véhicules en périphérie et à “organiser la fluidité” des sections critiques, afin de ne pas atteindre la situation de saturation du réseau. Ce système de régulation de la circulation générale est basé essentiellement sur des boucles électromagnétiques de détection du trafic et sur des régulateurs de feux tricolores gérés par ordinateur. En outre, la circulation des transports en commun a été améliorée en lui faisant franchir la zone régulée avec la circulation générale, mais en lui permettant de franchir la zone de retenue en implantant des couloirs et des feux spécifiques (voies propres). Le système de gestion centralisée des autobus et trolleybus, lié au premier système de régulation, permet de suivre en direct la circulation des moyens de transport en commun et, par exemple, de favoriser l'apparition d'un feu vert à l'approche d'un autobus en retard.
L'offre quantitative a été améliorée grâce à une réorganisation du réseau qui s'est traduite par la diamétralisation de lignes, la réduction du nombre de terminus en centre-ville et la création de lignes périphériques de desserte du secteur périurbain permettant, pour certaines, une desserte directe du centre-ville, pour d'autres des déplacements périphériques et de rabattement vers les lignes structurantes. Grâce à cette restructuration du réseau et à un meilleur débit, l'offre a globalement été augmentée de 19% en véhicules.km (objectif de 20,5%) et de 37% en places.km (objectif de 35,9%).
L'offre a été qualitativement grandement améliorée. Le confort des véhicules à propulsion électrique est bien meilleur que celui des véhicules à propulsion thermique. La desserte est bien plus régulière, subissant beaucoup moins les aléas de la circulation des véhicules individuels et bénéficiant même des avantages du couplage des deux systèmes de gestions centralisées de la circulation. Enfin, les temps de parcours ont été réduits, d'une part encore grâce à la réorganisation du plan de circulation en centre-ville, d'autre part grâce à la nouvelle motorisation des trolleybus, permettant, notamment dans les côtes, une vitesse plus rapide. En 1985, la vitesse moyenne d'exploitation du réseau urbain était de 13,82km/h, soit 14% de plus qu'en 1980, avant le début de l'Opération Trolleybus.
La restructuration du réseau a déjà été évoquée plus haut. Ses deux grandes améliorations sont la réduction en terme de nombre de lieux et de nombre de lignes terminus en centre-ville, permettant ainsi un repérage plus simple de la part du public des lignes de transport, et limitant également le nombre de bus en attente dans des zones déjà encombrées ; et la création de lignes de rocade, permettant les déplacements périphériques et de rabattement sur les lignes structurantes du réseau. Après restructuration, le réseau présente ainsi 3 lignes de trolleybus sur l'armature du réseau (concentrant 40% de la clientèle), 6 lignes d'autobus diamétrales, 6 radiales et 6 de rocade.
L'aménagement urbain de l'hypercentre s'est traduit essentiellement par la réduction de la circulation sur la zone Place Maginot - Rue St-Jean - Rue St-Georges, formant l'axe principal (approximativement ouest-est) de la ville. Supportant avant l'opération trois files de circulation et un couloir bus à contresens, il ne s'y trouvait que des trottoirs de 3,20m de largeur. La circulation a été déviée de cet itinéraire par un aménagement de la rue Charles-III au moyen d'un souterrain, par la création d'une voirie nouvelle (Boulevard de l'Insurrection du Ghetto de Varsovie), et l'aménagement de l'axe Rue Henri-Poincaré - Rue Gambetta. La place Maginot a été ainsi rendue aux piétons, tandis que la rue St-Jean a été transformée en voie piétons-bus, avec deux voies bus en site propre de 3,20m de large, et deux trottoirs de 5,30m. Un mobilier urbain modeste sur la rue St-Jean se veut également affirmateur de l'activité commerciale, tandis que la place Maginot accueille désormais les bureaux d'information et les billetteries du réseau. La rue St-Georges, quant à elle, a subit une importante diminution de trafic due à la fermeture à la circulation individuelle de la rue St-Jean, sans pour autant être elle aussi transformée en voie piétons-bus.
Les aménagements urbains réalisés lors de l'Opération Trolleybus consistent essentiellement en des réhabilitations d'espaces accueillant des arrêts et terminus de lignes. Ils consistent notamment en l'implantation d'équipements tels que des abribus, des bancs, des sanitaires publics, etc. De plus, les places Monseigneur Ruch et du Colonel Driant ont été restructurées et mises en valeur par des espaces floraux et des plantations.
Enfin, la signalétique a été revue, avec mise en place de nouveaux poteaux d'arrêt, reprise de toute l'information aux arrêts (plan du réseau, schéma de la ligne, plan du quartier, horaires), et mise en place d'un code couleur de la ligne à la fois sur la girouette, sur les banderoles latérales et sur le “plan thermomètre” de la ligne situé à l'intérieur du bus.
Le nouveau réseau