Le sillon, denrée rare sur le réseau Île-de-France

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KFEE court et trains longs

La sécurité des circulations repose sur un principe simple : deux trains ne doivent pas se trouver au même endroit au même moment. Elle s’appuie sur la signalisation, qui met en œuvre des moyens divers évoluant au fil des années et des progrès techniques, mais assure dans tous les cas qu’un train en mouvement a devant lui une distance égale au moins à sa distance de freinage.

En pratique, pour que tout train dispose devant lui de cette distance nécessaire, la voie est divisée en cantons, dont l’accès est protégé par un signal fermé aussi longtemps que le canton dont il protège l’accès est occupé par un train.

Signalisation en gare St Lazare.

Avec 27 voies à quai, la gare tête de ligne du réseau St Lazare dispose d’équipements adequats afin d’absorber les quelques 1500 trains quotidiens.

L’impératif de sécurité se traduit ainsi par un temps minimum de succession entre deux trains, qui est fonction des installations. Ainsi l’espacement possible en BAPR (Block Automatique à Permissivité Restreinte) n’a rien à voir avec l’espacement orchestré par le SACEM sur . D’autres contraintes interviennent, comme la convergence d’itinéraires ou le croisement aux bifurcations.

Pour respecter l’horaire prévu, chaque train dispose d’une marche propre (heures d’arrivée, de départ, jalonnement en cours de route) calculée à partir des performances de son engin de traction et de la vitesse limite de la ligne. Cette marche, connue de tous les opérateurs concernés, est reprise sur les tableaux horaires de la ligne (à disposition des agents de régulation) et sur les fiches horaires de chaque train (utilisées par les agents de conduite).

Extrait de Tableaux Horaires

Les tableaux horaires d’une section de ligne (ici Paris St-Lazare Mantes-La-Jolie) mettent en relief la précision avec laquelle un train doit respecter son horaire, non seulement lors de ses arrêts mais également en ligne lors de son passage par des points caractéristiques de la ligne(gares, bifurcations etc..). Cette marche permet à tout moment au mécanicien et au Poste de Commandement de connaître le retard, ou l’avance du train considéré

Chaque marche est positionnée dans le temps pour fluidifier le trafic au maximum : si chaque train respecte cette marche, les trains ne rencontrent que des feux au vert et ne subissent donc aucun ralentissement sur tout leur parcours. Cela nécessite, dans l’horaire de deux trains qui se suivent, un intervalle de temps au moins égal au temps de succession minimum, augmenté de 35 secondes pour permettre au train suiveur de voir suffisamment à l’avance le feu devenir vert (ergonomie de conduite). Cette valeur est elle aussi augmentée de 15 à 30 secondes pour éviter toute erreur de chronométrie.

Sur une ligne équipée de block automatique lumineux, l’espacement est en moyenne, selon les cas de 3 à 4 minutes entre deux trains voyageurs et 5 à 6 minutes entre deux trains de fret.

Capacité théorique et pratique d’une section de ligne

Trois types de paramètres influent sur la capacité d’une section de ligne :

 l’infrastructure ;
 le plan de transport qui détermine les types de trains rencontrés (différence de vitesse, succession des ces trains, contraintes de positionnement horaire) ;
 le niveau de robustesse recherché, répondant à la nécessité de limiter les conséquences d’un incident.

La capacité théorique d’une section de ligne est représentée par le nombre maximal de trains qu’il est possible d’y faire circuler en respectant les intervalles obligatoires pendant une période donnée -pointe de voyageurs migrants (de 6h30 à 9h et de 16h30 à 19h), jour ouvrable, vendredi, etc.

La capacité pratique d’une section de ligne est représentée par le nombre de trains que l’on peut effectivement tracer compte tenu d’exigences horaires, d’entretien et de régularité. Ainsi, des trains circulant dans des horaires ne correspondant pas à la demande circuleraient à vide... Le nombre de trains que l’on peut utilement tracer n’est donc pas le même qu’en simple théorie.

L’infrastructure

Les caractéristiques de l’infrastructure ferroviaire, souvent directement issue des opérateurs historiques des Chemins de Fer franciliens, influent sur la capacité d’une section de ligne. Par exemple :

 le nombre de voies de circulation ;
 le nombre de voies permettant des dépassements ;
 les performances de la signalisation (block lumineux à 3 ou 4 indications) ;
 la vitesse maximale autorisée ;
 les points singuliers (courbes imposant des vitesses limitées) ;
 les bifurcations qui créent des incompatibilités d’itinéraires plus ou moins importantes selon leur nature (cisaillement à niveau ou sauts de mouton) ;
 les contraintes liées à la maintenance (nécessité de disposer d’intervalles pour effectuer les travaux d’entretien).

Le plan de transport

Le plan de transport est la traduction de demandes commerciales principalement établies par le STIF pour l’Île-de-France : horaires, vitesse, dessertes en cours de route, composition des trains - dont les caractéristiques influent sur le nombre de sillons qu’il est possible de tracer. La capacité sera ainsi fonction de :

 la différence de vitesse entre deux trains successifs sur la même section de ligne. On ne peut pour autant imaginer de faire circuler tous les trains à la même vitesse. Ainsi, un sillon lent consomme l’équivalent de plusieurs sillons rapides.
 les exigences commerciales de positionnement horaire des trains pour répondre à des besoins spécifiques (migrants), assurer un cadencement, permettre des correspondances, assurer la continuité de tracé pour les trains de longs parcours.

Détail d’un graphique dominical

Le graphique de circulation est principalement utilisé par le régulateur, agent chargé de suivre l’évolution des trains dans une zone d’action. Chacun des traits représente un train qui évolue dans l’espace avec, reprises en abcisse les heures et en ordonnée les points de passage caractéristiques (gares, bifurcations, entrée voie de garage). Ce document permet au régulateur de noter toute anomalie dans l’évolution d’un train et de prendre ainsi les décisions qui s’imposent.

Au final, la section de ligne connaîtra une perte de capacité due aux arrêts d’un train qui ralentissent les trains suivants. La solution adoptée est donc l’expédition de trains par « batteries » durant lesquelles l’amplitude nécessaire pour la circulation de plusieurs trains successifs devient moindre. Une batterie permet l’envoi de plusieurs trains sur une durée très limitée, le dernier de ceux-ci étant omnibus sur le parcours commun. Un « trou » horaire de quelques minutes permet au train omnibus d’opérer ses arrêts et de s’éloigner suffisamment avant la réexpédition massive d’une batterie identique. La majorité des réseaux franciliens SNCF utilisent ce procédé d’exploitation.

Le niveau de robustesse d’un graphique de circulation

Extrait du graphique de roulement des Z 6400

Cette « journée » en banlieue St-Lazare (groupe III) peut être couverte par n’importe quelle rame à quais mi-hauts du parc. Chaque trait correspond à un train (les traits doubles à des marches en unité multiple). Compte-tenu de l’utilisation intensive des rames, bien visible sur ce graphique, un retard important dans un sens risque aussi de se propager rapidement dans l’autre... Pour en limiter les conséquences, il faudra parfois se résoudre à limiter une mission, voire supprimer un demi-tour complet

Quelle qu’en soit la cause, le retard d’un train affecte les trains suivants dès qu’il ne permet plus le respect de l’intervalle minimum - souvent court - entre les trains. Un ralentissement général apparaît alors, et un phénomène d’accordéon (dit aussi « boule de neige ») amplifie le retard initial.

Il faut donc prévoir une marge entre chaque train (ou groupée tous les quatre à cinq trains), dite « marge de robustesse », pour pouvoir résorber le retard initial sans risque d’enchaînement. Son importance dépend du niveau de régularité et de la nature des trains qui empruntent la ligne.

Ainsi une section de ligne empruntée uniquement par le même type de trains ( intra muros par exemple) , sans interférence avec d’autres sections de ligne, présente un environnement nettement plus favorable qu’une section de ligne parcourue par des catégories de trains différentes et d’orientations diverses (réseaux radiaux SNCF). La présence d’une bifurcation sur un parcours augmente le risque de retards en cascade.

Sur ces lignes très chargées, l’introduction judicieuse des marges de robustesse, sans gaspiller la capacité, est un exercice délicat qui nécessite du savoir-faire et une connaissance de l’exploitation au quotidien. En service opérationnel, les acteurs de la circulation utilisent très fréquemment les marges de robustesse pour limiter les conséquences d’un retard. Voilà pourquoi l’ordre des trains est parfois modifié en stationnant un train pour le faire dépasser par un plus rapide.

Mieux utiliser les capacités actuelles

A défaut de pouvoir disposer d’installations optimales, il est essentiel pour faire circuler davantage de trains sur le même réseau, d’en optimiser l’utilisation. Cela signifie mettre en œuvre des mesures d’exploitation qui permettent une meilleure utilisation des capacités existantes. Les principales mesures entreprises quotidiennement sur le réseau francilien peuvent se résumer en 4 points :

1. Des sillons domestiqués

Principe de la « domestication » des sillons

Pour permettre le passage du train lent « L » entre les deux trains rapides « R1 » et « R2 », ce dernier est légèrement « couché » (c’est-à-dire qu’on lui prévoit une marche à vitesse légèrement réduite, tout en restant commercialement suffisante). Il y aurait sinon « conflit » entre les deux sillons L et R2.

Homogénéiser les vitesses de circulations des trains sur une section donnée permet d’augmenter le nombre de sillons qui peuvent y être tracés, donc le nombre de trains. Pour y parvenir, on peut soit accélérer les trains les plus lents, soit ralentir les plus rapides. Bien entendu, pour des raisons commerciales évidentes, cela doit se faire avec discernement. Ainsi, pour permettre le tracé du sillon lent entre deux sillon rapides, il est souvent indispensable de « coucher » légèrement ces derniers, c’est à dire réduire leur vitesse pour ainsi ne pas avoir un trop grand différentiel de vitesse entre un train omnibus et un rapide. Ceci est une des raisons expliquant des vitesses apparemment injustement faibles à l’abord de complexes importants, telle l’approche des gares parisiennes.

D’un autre côté, il est nécessaire d’utiliser un matériel moteur performant afin d’accélérer sensiblement certains trains omnibus, par définition consommateurs de capacité de sillon. Les rames automotrices récentes utilisées sur le réseau Île-de-France répondent à cette indispensable nécessité d’accélération et freinage efficaces.

2. Un meilleur ordonnancement des dessertes

Pour le service voyageurs, la mise en place de dessertes par zone s’appuyant sur des installations performantes de terminus permet de diminuer la consommation de capacité des trains « omnibus ». Courante en Île-de-France, cette méthode a été utilisée très tôt par le réseau de l’Etat pour la banlieue Saint-Lazare. La géographie des installations ferroviaires témoigne fréquemment de l’intérêt que les concepteurs des réseaux ont porté à ce mode d’exploitation. Beaucoup de gares sont munies de ces capacités (voies de retournement, voies en impasse). Pour reprendre exemple sur le réseau Saint-Lazare décidément à la pointe à ce sujet, le voyageur averti aura remarqué la multiplication de ces voies en impasse en gare ou à la limite aval de cet établissement.

Cependant, sur certaines sections insuffisamment équipées pour pouvoir prétendre à une desserte par zone, on peut s’attacher à diminuer les manœuvres et les circulations non commerciales (rames vides) en profitant d’une part des éléments automoteurs ou réversibles et en modifiant les dessertes, c’est à dire en transformant des trains terminus en trains de passage, supprimant ainsi des besoins de sillons non commerciaux pour la mise en place ou le retrait du matériel. En effet, la présence d’une rame vide en attente de départ sur une voie donnée mange de la capacité d’infrastructure.

3. L’utilisation d’itinéraires de délestage

Lorsque des circulations ne sont pas soumises à des arrêts précis sur une partie de leur parcours, elles peuvent utiliser des itinéraires de délestage, souvent de courte distance, mais qui permettent de gagner quelques précieux sillons bénéfiques ou de contourner un incident. Le passage en plein cœur du complexe de Conflans/Bercy (voies 1M/2M) permet à certains trains de pointe de se frayer un chemin dans la grille chargée du Sud. Pour être efficace, cet itinéraire doit conserver un temps de trajet équivalent, sans quoi le gain serait pure perte quelques kilomètres plus loin. Il existe par ailleurs de nombreuses relations entre les différents « groupes » de St Lazare permettant de contourner sans effort un point noir.

4. L’adaptation de l’organisation de la maintenance et l’amélioration de la fiabilité des équipements de voie

La maintenance des installations est majoritairement assurée en utilisant des plages horaires quotidiennes appelées « blancs-travaux ». Cette organisation est surtout sensible lorsque l’on s’éloigne de Paris : l’importance des circulations diurnes sur la majorité des lignes de la région parisienne impose en général de positionner les travaux en période de nuit. Notons que les Installations Permanentes de Contresens (IPCS) permettent, lorsqu’elles existent, d’écouler plus facilement le trafic tout en permettant de légères opérations de maintenance.

L’ensemble de ces mesures présente un gain de capacité non négligeable, avec une augmentation moyenne du nombre de sillons possibles estimée à 15 %. Elles offrent en outre, pour la plupart d’entre-elles, l’avantage d’une mise en œuvre rapide et peu onéreuse.

Pour l’avenir

La demande porte sur une augmentation des fréquences en heures creuses, demande qui touche la plupart des radiales d’accès à Paris. D’autre part, il paraît indispensable de recourir à d’incontournables investissements souvent lourds qui permettront de fiabiliser les équipements présents et également de réduire de nombreux points noirs franciliens. Ceux-ci sont souvent des goulots d’étranglement à l’origine de retards dont l’effet sur une grille horaire peut être néfaste durant de nombreuses minutes. De nouveaux systèmes de signalisation sont en cours d’étude, permettant notamment le recours à un block mobile, c’est à dire des cantons dont la longueur s’adapte à la vitesse réelle des trains, ceci dans le but d’améliorer le débit « en ligne ». En revanche, ils ne permettront pas d’augmentation du débit normal des installations dans les nœuds ferroviaires. Des systèmes de fluidification (aide aux opérateurs exploitation) sont par ailleurs à l’étude pour traiter plus efficacement les situations perturbées, et notamment pour limiter les arrêts intempestifs des trains.

Ces choix, qui appartiennent dorénavant à Réseau Ferré de France, se doivent d’être rapides afin de pouvoir répondre à l’accroissement de la demande en terme de sillons.

 Par...

Duplex

Dernière mise à jour le
7 septembre 2003.
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