Matériel roulant du métro de Paris - Définition

Introduction

Le matériel roulant du métro de Paris a connu de nombreuses évolutions durant plus d'un centenaire d'existence. En 2008, sept types de matériels circulent sur le réseau parisien, trois sur pneumatiques (leur nom commence par « MP » pour matériel sur pneumatiques) et quatre sur roues en fer (leur nom commence par « MF » pour matériel sur fer). Depuis la création de la RATP en 1949, les chiffres qui suivent ces lettres désignent généralement l'année de conception du matériel.

Histoire

À l’origine, le matériel qui circule sur le réseau parisien s’inspire fortement du tramway qu’il remplace ou concurrence : caisses courtes en bois, fabrication légère, utilisation d’essieux. Dès 1908, ce matériel va être remplacé par les rames Sprague-Thomson dont les caractéristiques sont parfaitement adaptées au besoin du métro parisien avec ses caisses métalliques longues, ses motrices puissantes et télécommandées. Faute de moyens financiers, ce matériel ne sera complètement remplacé que dans les années 1970. À compter des années 1950, l’exploitant va tenter de mettre au point des matériels aux caractéristiques de mieux en mieux adaptées aux contraintes très fortes du métro parisien : utilisation maximale du gabarit et intercirculation maximisant la capacité de la ligne, capacité d’accélération à travers la mise au point d’une technologie originale sur pneu, retour non concluant à l’essieu pour pallier le tracé sinueux des lignes. En 1998, est mis en circulation le premier matériel sans conducteur. L'année 2007 voit apparaitre les premières rames MF 01 (sur la ligne 2), après une mise au point plus longue que prévue. Ces nouvelles rames, dotées de l'intercirculation, doivent progressivement remplacer l'important parc des MF 67.

Les premiers matériels

À l'ouverture de la ligne 1 en juillet 1900, la ligne est exploitée avec un matériel commandé deux ans auparavant, en 1899, auprès des ateliers de construction du Nord de la France pour les motrices et de la société Franco-Belge pour les remorques ou voitures d'attelage. Le parc de 161 voitures est alors composé de 34 motrices de seconde classe (numérotées M1 à M34), 12 motrices à deux loges de conduite (numérotées MM1 à MM12), 74 remorques de seconde classe (B), 31 remorques de première classe (A) et 10 remorques mixtes première et seconde classe (AB).

Ces premières rames, très inspirées des tramways qui étaient à l'époque les seuls types de trains urbains que les constructeurs de matériels ferroviaires savaient construire, sont composées de voitures très courtes (moins de neuf mètres), dont les caisses sont en bois et reposent sur deux essieux. Une motrice équipée de deux moteurs de 125 CV, alimentés par des frotteurs latéraux, tirent jusqu’à quatre voiture. Le freinage à air comprimé se fait par un équipement Westinghouse. L'accès au voiture se fait via deux portes à simple vantail par face, avec une ou deux portes supplémentaires pour les motrices.

Très vite, l'exploitant de l'époque, la CMP, se rend compte de l'exiguïté des portes à simple vantail. Les matériels suivants, livrés à partir de 1902 corrigent ce problème avec deux portes à deux vantaux, tandis que les matériels précédents sont transformés de la même façon. Le succès rencontré par ce nouveau moyen de transport oblige la CMP à augmenter la longueur de ses trains, mais une seule motrice par train ne suffit plus à tracter plus de trois remorques. L'ajout d'une seconde motrice par train vient poser le problème de la commande simultanée des deux motrices par un seul conducteur. Ce problème est résolu par l'adoption de l'équipement « Thomson double », qui permet l'alimentation de la seconde motrice par un câble long passant par les remorques. La réception des motrices séries 100 et 200 permet de former des trains jusqu'à huit voitures. La ligne 2 reçoit des trains de la même longueur en octobre 1902 pour l'ouverture de son premier tronçon.

La catastrophe de la station Couronnes en 1903 entraîne le retrait rapide de ces rames aux circuits électriques peu fiables.

Les rames Sprague-Thomson

À compter de 1908 apparaissent les rames Sprague-Thomson (séries 500-600 puis 800-1000) dont les dernières ne seront retirées du service qu’en 1983. Ces rames, qui ont longtemps symbolisé le métro de Paris et ont marqué trois générations de Parisiens, sont composées de voitures de 13,60 m équipées d’une ligne de conduite qui permet au conducteur de piloter des voitures motrices à distance. Sur ce matériel, l’équipement électrique est installé sous la caisse et la loge du conducteur est réduite au minimum. Chaque motrice est propulsée par quatre moteurs pouvant atteindre chacun 175 chevaux. Les voitures de première classe arborent une livrée rouge (ou jaune pour le Nord-Sud), celles de deuxième classe sont vertes ou grises.

Le matériel se modernise

Les rames articulées

Après la Seconde Guerre mondiale, la construction des dernières rames remontait à 1936 alors que trois prolongements avaient été inaugurés depuis et que le trafic avait beaucoup augmenté. La RATP choisit de développer le concept de la rame articulée (rame sécable en deux sous-ensembles) qui devait apporter certaines facilités d’exploitation : adaptation de l’offre au trafic tout en maintenant une fréquence suffisante, desserte de lignes comportant deux branches. Sur la ligne 13, qui devait être équipée de ce matériel, les rames étaient de cinq voitures : pour former deux sous-rames, il fallut concevoir des rames de six voitures plus courtes. Pour ne pas accroître le poids des rames, les bogies intermédiaires portaient les caisses de deux wagons. Les 40 rames furent livrées entre 1952 et 1953 à l’inauguration de la branche Pleyel. Jusqu'en 1972, les trains de la ligne 13 circulaient à un seul élément en soirée et le dimanche matin, ce qui permettait d'améliorer la fréquence sur les deux branches.

Le métro sur pneu

La RATP devait faire face à un trafic accru depuis la fin de la guerre. Pour accroître la capacité des lignes, il fallait améliorer les capacités d’accélération et de freinage des rames. L’utilisation du pneu était une solution, l’autre étant le recours à l’adhérence totale (tous les essieux moteurs) et au freinage rhéostatique, solution qui paraissait trop coûteuse aux responsables de l’époque.

Le métro sur pneumatiques dispose d’essieux comportant des roues en fer et de roues équipées de pneumatiques situées à l’extérieur de celles-ci. Les pneumatiques roulent sur une piste alors que les roues en fer sont suspendues à quelques centimètres du rail qui est conservé pour permettre de gérer les conséquences d’une crevaison, emprunter les aiguillages ou faire circuler du matériel sur fer. Le guidage de l’essieu est assuré par quatre petits pneumatiques horizontaux situés aux quatre coins du bogie et qui s’appuient sur des barres situées de part et d’autre de la voie. Le pneumatique permet d’obtenir une accélération et une décélération bien plus efficaces que la roue de fer mais au prix d’une complexification des installations et d’un surcoût d’énergie, et donc de chaleur. Le roulement était également bien plus silencieux qu’avec les rames de l’époque et permet de franchir des pentes plus importantes ou des conditions difficiles sur les portions aériennes.

Un prototype de motrice à pneu (MP 51) fut testé entre 1950 et 1954. Les résultats très satisfaisants entraînèrent l’équipement à compter de 1956 de la ligne 11 (MP 55). Cette ligne était relativement peu fréquentée mais elle permettait de s’assurer de la viabilité de la solution en exploitation, cette ligne ayant été sélectionnée car possédant de fortes rampes et quelques courbes serrées. Dans les années qui suivirent, les lignes les plus fréquentées (1 et 4) furent équipées (MP 59) ainsi que la ligne 6 (aérienne) (MP 73) (dans le cas de cette dernière : pour diminuer les nuisances sonores du métro aérien).

Le MF 67 le métro bleu

L’équipement des autres lignes en matériel pneu ne pouvait pas être réalisé à cause du coût et du délai de transformation des lignes. Un nouveau matériel à roues de fer fut commandé. Les rames motrices sont équipées de bogies bimoteurs ou monomoteurs selon les sous-séries. Les progrès réalisés dans la conception des bogies et de la suspension, ainsi que l’utilisation de bandages en caoutchouc sur les essieux moteurs, leur permettent de faire à peu près jeu égal avec le matériel sur pneu. Ces rames commandées en grande série vont équiper progressivement à compter de 1967 les lignes 3, 7, 9, 10 et 13. Initialement décorées d’une livrée vert pâle (2^e classe) et jaune (1^re classe), elles sont progressivement repeintes en bleu avec une bande blanche dans les années 1980 puis ensuite repeintes en blanc avec une bande verte à la fin des années 1990.

Les premières rames MF 67 ont été livrées en adhérence totale (MF67A), toutes les voitures étaient motrices. Par la suite, pour des raisons économiques, on a préféré composer des rames de trois motrices et deux remorques ; les premières rames ont été recombinées avec de nouvelles remorques pour former de nouvelles rames (MF67B et MF67C, selon la position des motrices). Ces rames recombinées, qui circulent sur les lignes 3, 10 et 12 sont aisément reconnaissables par les carénages des luminaires qui varient au sein d’une même rame.

Le MF 77 le métro blanc

Ces rames ont été commandées pour équiper des lignes comportant de longs parcours en banlieue et donc caractérisées par des interstations plus longues nécessitant des vitesses de pointe plus grandes. L’ergonomie de ces rames a été particulièrement soignée : elle a été conçue en prenant en compte les résultats d’un questionnaire rempli par les voyageurs.

Puissantes (1500 kW par rame de cinq voitures), ces rames sont immédiatement reconnaissables à leur livrée blanche et à leur forme galbée qui utilise au maximum le gabarit pour donner plus d’espace aux voyageurs assis. Ces rames équipent aujourd’hui les lignes 7, 8 et 13. Leur rénovation est envisagée depuis 2007 et a déjà commencé.

Le BOA et ses successeurs MP 89

Afin d’étudier les options techniques envisageables pour le remplacement du MF 67 qui équipe alors 11 lignes, la RATP réalise en 1985 une rame prototype : le BOA. Ce matériel est caractérisé essentiellement par la mise en œuvre de l’intercirculation entre les voitures, qui permet une meilleure répartition des voyageurs, et par l’utilisation d’essieux orientables à la place des bogies pour limiter les nuisances sonores et l’usure des rails dans les virages serrés du réseau parisien.

La petite série de rames MF 88 - neuf rames de trois voitures - déployée à compter de 1993 sur la courte ligne 7 bis constitue la première application pratique de cette expérimentation. Dotées d’essieux orientables, d’une intercirculation intégrale entre les voitures, d’une motorisation asynchrone et d’un système de freinage à récupération d’énergie, elles constituent un demi-échec car l’utilisation d’essieux entraîne des coûts de maintenance élevés.

Ceux-ci sont donc abandonnés au profit des bogies sur le matériel à pneu MP 89 qui va équiper la ligne 1 à partir de 1997 et la ligne 14 en 1998 en version sans conducteur et donc sans loge. Du BOA, ces matériels reprennent l’intercirculation et l’aménagement intérieur. Comme sur le MF88 les caisses sont réalisées en aluminium. Les rames de six voitures (huit à terme sur la 14) disposent d’une puissance confortable de 2000 kW. Pour faire circuler en toute sécurité les rames sans conducteur, la ligne 14 est équipée de portes palières. Le système de conduite automatisé, dit SAET, est dérivé de celui qui équipe le Véhicule automatique léger (VAL).

Le MF 01

Le MF 01 est le matériel sur roulement fer qui remplace progressivement les MF 67 sur les lignes 2, 5 et 9 depuis 2007. Ce nouveau matériel reprend le principe de l’intercirculation mis au point pour le MP 89. Ces rames sont conçues pour être pilotées par un conducteur. Elles disposent d’une ventilation réfrigérée (et non d’une climatisation). Les sièges sont moins nombreux avec une disposition 2+1 au lieu du positionnement 2+2 des rames antérieures. L’accent est mis sur l’insonorisation. Chaque rame comprend trois motrices d’une puissance de 1800 kW encadrées par deux remorques non motorisées. C’est le produit d’une collaboration de plusieurs industriels, comprenant entre autres, les deux entreprises qui dominent le marché ferroviaire français : Bombardier et Alstom. La livraison des rames MF 01 a commencé début 2008 sur la ligne 2.