MétroPole - SACEM : Conception

MétroPole > Exploitation > SACEM > 2. Conception

Découpage optimisé des cantons de signalisation en gare, contrôle continu de vitesse, annulation de la signalisation latérale et remplacement par une signalisation de cabine sont les grandes idées qui ont prévalu à la conception de SACEM, et qui le différencient des systèmes de signalisation « classiques ».

L'optimisation du cantonnement

Revenons un instant sur l'objectif défini des « 2 minutes ». Il s'agissait en fait d'un intervalle en gare de 2 minutes : c'est en effet en gare, à cause du temps de stationnement, et du temps passé à l'arrêt et au démarrage du train, que l'intervalle entre deux trains successifs est minimal.

Or une « marge d'exploitation » permet de couvrir les dérives, inévitables, du trafic : performances des trains, différences de conduite entre les conducteurs, stationnements dans les gares... Tout ceci tend à désorganiser l'exploitation et, par expérience, un minimum de 10 s de « sécurité » sont nécessaires pour chaque train. Sans modifier le temps de stationnement (de 50 s, déterminé par l'affluence), pour obtenir un intervalle d'exploitation de 120 s, il faut en réalité concevoir un système autorisant un intervalle minimum théorique en gare de 110 s.

Cet intervalle minimum théorique dépend des caractéristiques du matériel roulant (longueur, accélération, décélération, ...), et des temps de réponse du conducteur, des relais, circuits de voie, signaux, etc. Mais surtout, il est lié à la signalisation, c'est-à-dire à l'implantation des signaux et à la longueur des « cantons » de détection des trains. Ainsi, pour obtenir le meilleur rapprochement des trains au niveau des gares critiques, il faut mettre en œuvre un découpage de la voie en cantons de signalisation très fin. Un bon compromis coût / efficacité suppose 4 ou 5 cantons pour les quais de 225 m du RER.

Le découpage des « sous-cantons » est réalisé de telle sorte qu'ils soient de longueur croissante. Lorsque le train quitte la gare, les premiers sous-cantons sont alors dégagés plus rapidement, permettant au train suivant d'entrer en gare plus tôt. Comme il ralentit pour marquer l'arrêt en gare, le fait que les derniers sous-cantons mettent plus longtemps à se libérer est sans importance.

Un contrôle continu de vitesse

Jusqu'alors, pour la majorité des automatismes de conduite, la vitesse limite et la vitesse à respecter au prochain signal (dite « vitesse-but ») étaient déterminées par les installations fixes de signalisation. Ces informations sont définies par les performances du type de train le moins efficace ; pour que tous les trains aient une marche optimale, il a été décidé que la courbe de vitesse limite serait déterminée en temps réel par chaque système embarqué, en fonction des caractéristiques du train et de la ligne en aval.

Compte-tenu du rapprochement des trains ainsi autorisé, il était indispensable de disposer d'un contrôle continu de vitesse, pour garantir la sécurité des circulations.

Ce contrôle de vitesse se met en veille dès que le train quitte le garage, et devient automatiquement actif lorsque le train pénètre dans une zone équipée du SACEM. Il vérifie en permanence que le train peut circuler en toute sécurité, c'est-à-dire respecter le prochain point d'arrêt ou de ralentissement. Si la vitesse prescrite est dépassée, ou si le freinage est insuffisant lors d'un ralentissement ou d'un arrêt, il déclenche le freinage d'urgence.

Le contrôle de vitesse est néanmoins discret vis-à-vis du conducteur : en particulier, une marge de survitesse est admise hors des phases de freinage (4 km/h pour une vitesse inférieure à 30 km/h, puis variation linéaire à parir de 4 km/h suivant une pente de ¹/₃₅).

Une signalisation en cabine

Le nouveau découpage en 4 ou 5 cantons à quai pouvait théoriquement utiliser la signalisation latérale classique. Mais cela aurait conduit à implanter, sur une faible distance (moins de 300 m), de nombreux signaux d'espacement et des tableaux indicateurs de vitesse amovibles qui ne pourraient être observés que très difficilement par les conducteurs. Peu réaliste, cette solution a été écartée au profit d'une signalisation de cabine, qui fournit en permanence au conducteur des informations de vitesse, et d'espacement entre les trains qui circulent sur la zone équipée du SACEM.

La signalisation en cabine est cohérente avec la signalisation latérale qu'elle remplace : elle fournit des indications colorées dont les significations se rapprochent autant que possible de celles de la signalisation latérale, déjà connues des conducteurs.

L'afficheur de la signalisation de cabine n'est en service que lorsque le contrôle de vitesse est actif ; il se présente sous la forme suivante :

Afficheur en cabine

En service, la signalisation de cabine ne fournit toujours qu'une indication colorée :

Cadre vert + vitesse :
la voie en aval est libre et le train peut rouler au maximum à la vitesse affichée.

<- Photo prise en cabine d'une rame MI 84, avec l'afficheur SACEM et l'indicateur de vitesse superposés. A cet endroit, la vitesse autorisée est de 100 km/h et le train roule « au trait » (à la vitesse maximale). [photo RATP]

Cadre jaune + vitesse :
le train se dirige vers une zone où la vitesse-limite est inférieure à sa vitesse du moment. Le conducteur doit effectuer un freinage de service pour atteindre cette nouvelle vitesse.

Voyant jaune (id. « avertissement » de la signalisation latérale) :
le train se dirige vers un point d'arrêt. Le conducteur doit effectuer un freinage de service pour respecter la vitesse de 30 km/h.

Voyant rouge fixe :
le conducteur doit effectuer un freinage de service jusqu'à l'arrêt du train. Le voyant reste allumé tant que le canton ou sous-canton en aval est occupé. Le franchissement de ce point d'arrêt peut être effectué selon la même procédure que pour un « sémaphore » en signalisation latérale : après l'arrêt du train, le conducteur doit appuyer sur le bouton-poussoir de franchissement des signaux à l'arrêt. Cela provoque le clignotement du voyant rouge.

Voyant rouge clignotant :
le conducteur doit appliquer la marche à vue (le contrôle continu de vitesse est réglé sur 30 km/h).

Voyant survitesse :
lorsque la vitesse affichée (augmentée d'une tolérance) est dépassée, que le freinage est tardif, ou insuffisant, il s'allume en même temps que le contrôle de vitesse déclenche un avertisseur et un freinage d'urgence irréversible.
L'effacement de l'indication « survitesse » et le déblocage du train ne peuvent être obtenus qu'après l'arrêt et l'appui sur le bouton-poussoir de franchissement des signaux à l'arrêt. Le voyant « survitesse » est alors remplacé par l'indication de la signalisation en cabine licite en cet endroit et à cet instant (cadre vert + vitesse, voyant jaune ou voyant rouge).

Pour optimiser le débit, notamment en situation perturbée, les informations de signalisation en cabine sont déterminées par le SACEM en temps réel (en fonction de la vitesse à atteindre, de la distance de ralentissement et des caractéristiques du train), afin que toute information restrictive soit affichée au plus tard, et que toute information permissive soit affichée au plus tôt. Néanmoins, tout changement restrictif d'information est réalisé suffisamment tôt pour que le conducteur dispose d'un délai suffisant pour adapter sa marche, sans que le contôle de vitesse ne déclenche le freinage d'urgence.

Lors de l'approche d'un point d'arrêt situé à un signal d'intergare, l'indication d'avertissement apparaît, quelle que soit la vitesse réelle du train, à une même distance calculée en fonction de la vitesse maximale autorisée, cette distance devant toujours rester supérieure à la distance de visibilité du signal. Pour ne pas surprendre le conducteur, ces changements (sauf le changement de vitesse dans un cadre vert) sont ponctués par un signal sonore de 0,75 s environ.

Afin de ne pas distraire l'attention du conducteur, le nombre de modifications successives de l'affichage de cabine (« cab-signal ») est restreint, notamment lors de l'approche d'un point d'arrêt. La signalisation de cabine présente successivement le voyant jaune puis le voyant rouge. C'est aussi le cas à l'entrée en gare : à l'approche d'une gare, si le quai est occupé, la signalisation de cabine présente le voyant jaune. Lorsque le quai se dégage, la voyant jaune est remplacé par l'indication « cadre vert + vitesse ». Cette vitesse est calculée de telle manière qu'elle reste constante jusqu'au point d'arrêt où s'effectue le service des voyageurs, pour éviter les changements fréquents d'affichage dus au dégagement des sous-cantons par le train précédent.

L'annulation de la signalisation latérale

La signalisation latérale est conservée pour permettre l'exploitation en cas de non fonctionnement du système (incident technique, trains de service non équipés, etc.). Néanmoins, pour éviter des situations contradictoires, par exemple quand un train est autorisé à pénétrer dans un sous-canton par la signalisation de cabine, alors que l'ensemble du canton n'est pas libre, et donc que le signal latéral est fermé, la signalisation latérale est annulée au fur et à mesure de l'avancement du train. Cela se caractérise par l'extinction de l'indication présentée par le signal, et l'allumage d'un caisson lumineux associé au signal, représentant une croix de Saint-André blanche sur fond noir. L'annulation est commandée par le train lui-même qui, avant d'entrer dans un canton de signalisation, envoie une demande d'annulation en aval. Si la voie est libre, la demande est valable pour les deux premiers signaux devant le train, sous deux conditions :

Un signal de protection d'itinéraire fermé (carré) n'est pas annulable ;
L'annulation ne doit pas se produire à la vue d'un conducteur.

Dès que le train le franchit, le signal se rallume et la croix s'éteint.