Le système ERTMS, acronyme de European Railways Traffic Management System,
a été conçu par un groupe de six industries (UNISIG), suite à la volonté de
l'Union Européenne d'uniformiser les différents systèmes de signalisation
ferroviaires.
Il est constitué deux composantes fondamentales :
le système ETCS (European Train Control System), qui permet de gérer le
trafic ferroviaire
le système GSM-R (Global System for Mobiles - Railways),
qui permet aux trains de communiquer avec les postes de signalisation.
En Belgique, les premières lignes équipées de l'ERTMS ont été les nouvelles
lignes à grande vitesse, à savoir la ligne 3
vers l'Allemagne, et la ligne 4 vers les
Pays-Bas. La plupart des corridors de fret devraient être équipés d'ici 2012, de
façon à permettre à cette date à un train équipé ERTMS de traverser la Belgique.
Dans le même temps, les autres lignes seront progressivement équipées du système
TBL1+, dont les balises au sol sont compatibles avec le système ERTMS,
permettant ultérieurement une migration vers ce système.
Pour rouler en ETCS, un train doit posséder une autorisation de mouvement
(Movement Authority), correspondant à une certaine distance sur laquelle
la voie est réservée au train. Au fur et à mesure de la progression du train,
cette autorisation de mouvement est remise à jour,
Sur base de cette autorisation de mouvement, l'ordinateur embarqué construit une
courbe de vitesse maximale autorisée, et supervise la vitesse du train
par rapport à cette courbe, en tenant compte de la position du train, de sa
vitesse et de sa capacité de freinage. Cette courbe matérialise la vitesse
maximale permise à chaque instant de façon à respecter le profil de vitesse
imposé : si le conducteur dépasse cette courbe de vitesse maximale, par exemple
en ne freinant pas alors qu'il approche d'une zone à vitesse plus réduite,
l'équipement embarqué appliquera un freinage d'urgence pour éviter que le train
ne respecte pas le profil de vitesse imposé.
L'ERTMS se décline en trois niveaux distincts, en fonction de la manière
suivant laquelle l'autorisation de mouvement est fournie au train :
en ERTMS niveau 1, le train reçoit son autorisation de mouvement
via des balises au sol ; cette autorisation de mouvement est calculée par le
centre de contrôle en fonction de l'occupation des autres cantons.
en ERTMS niveau 2, le train se repère à l'aide des balises au sol,
transmet sa position au centre de contrôle via le GSM-R, qui lui communique son
autorisation de mouvement en fonction de l'occupation des autres cantons.
en ERTMS niveau 3, le train se repère à l'aide des balises au sol,
échange ses données avec le centre de contrôle et détermine lui-même son autorisation de
mouvement en fonction de la position des autres trains.
Les paragraphes suivants approfondissent ces différents niveaux. A noter que
l'on parle également d'ERTMS niveau 0 lorsque aucune supervision du train n'est
assurée (seul un contrôle de vitesse est effectué dans ce cas).
Les équipements au sol constituant le système de signalisation sont les
boucles et balises dans la voie, le système d'interlocking et le centre de
contrôle :
les euro-balises placées dans la voies permettent de transmettre
ponctuellement aux trains les informations venant de l'interlocking, tandis
que les euro-boucles permettent une transmission continue
l'interlocking désigne l'ensemble des équipements permettant de
positionner les appareils de voies, comme dans n'importe quel système de
signalisation
le centre de contrôle permet de centraliser les informations
concernant l'itinéraire des trains pour les gestionnaires du trafic
le radio block center, utilisé en ERTMS niveaux 2 et 3, permet de
communiquer en continu avec les trains via le réseau GSM-R
Le coeur du système ERTMS à bord du train est l'ordinateur de bord, appelé
EVC (European Vital Computer). Celui-ci est interfacé avec les
équipements suivants (illustrés sur le schéma ci-contre) :
l'interface homme-machine (MMI), permettant de dialoguer avec le
conducteur (voir ci-dessous)
les euro-antennes, permettant de lire les messages contenus dans
les balises et boucles au sol, via l'interface BTM (Balise Transmission
Module) et LTM (Loop Transmission Module)
les capteurs odométriques, permettant de déterminer la position
du train servant au calcul des courbes de vitesse
l'antenne GSM-R, permettant de communiquer avec le centre de
contrôle (en niveau 2 ou 3), via l'interface RTM (Radio Transmission
Module)
les composants du train (pantographes, freins, portes, ...) via
le module TIU (Train Interface Unit)
les STM (Specific Transmission Modules), permettant de
rouler sur des voies non équipées d'ERTMS (voir ci-dessous)
L'affichage en cabine des informations au conducteur se fait via le MMI (Man-Machine
Interface), regroupant tous les boutons et voyants liés à la signalisation ERTMS.
La présentation des informations est également normée, de façon à ce que
l'affichage soit identique, quel que soit le fournisseur du système bord ERTMS.
Le quart supérieur gauche de l'écran du MMI donne l'affichage de vitesse du
train, dont
l'aspect présente certaines similarités avec l'afficheur de vitesse du système
TBL2.
En effet, la vitesse est affichée par une aiguille se déplaçant sur un
cadran gradué, entouré par une couronne lumineuse indiquant à tout moment la
vitesse autorisée instantanée, calculée par l'ordinateur de bord. La vitesse
ne peut jamais se situer en-dehors de cette couronne lumineuse.
Lorsque la vitesse est simplement limitée par une vitesse maximale de la
ligne, l'indicateur est affiché en blanc, avec une couronne blanche de 0 à
la vitesse maximale.
Lorsque le train approche d'une zone plus restrictive que la vitesse
courante, l'afficheur de vitesse se colore en jaune, et la couronne se
colore en jaune entre la vitesse maximale autorisée à l'entrée de cette zone
et la vitesse maximale actuelle, tandis que la distance séparant le train de
l'entrée de cette zone s'affiche sous forme d'une barre verticale à gauche
de l'afficheur (voir illustration ci-contre).
Cette information est en permanence rafraîchie en fonction de la position du
train et de sa capacité de freinage, de sorte que la couronne et la distance
diminuent progressivement à mesure que le train se rapproche de la zone
restrictive, matérialisant ainsi la courbe de freinage. Si le conducteur ne
freine pas suffisamment, l'information se colorie d'abord en orange lorsque
la vitesse du train approche la courbe de freinage, avant de se colorier en
rouge, lorsque celle-ci devient supérieure à la vitesse maximale
instantanée, provoquant alors un freinage d'urgence.
Le système GSM-R est une variante du système GSM bien connu du grand public
(il utilise d'ailleurs la même bande de fréquence que le réseau traditionnel à
900 MHz), mais avec des particularités liées aux chemins de fer, telles que la
gestion d'appel prioritaire, rendant possible le transfert d'informations
sensibles comme un ordre de freinage par exemple. Pour ce faire, il s'appuie à
la fois sur le standard GSM (2e génération) et sur la technologie GPRS.
Le système GSM-R est utilisé dans le cadre de ERTMS en niveau 2 ou 3, pour
permettre l'échange d'information entre le train et le poste de signalisation :
le train signale sa position (qu'il repère grâce aux balises au sol) tandis que
le RBC lui communique son autorisation de mouvement. A noter qu'en niveau 1, le
GSM-R n'est pas utilisé.
Même si l'ERTMS est le nouveau standard européen et s'impose progressivement
sur de plus en plus de lignes ferroviaires, il est évident que la plupart des
lignes actuelles garderont leur signalisation existantes, à court ou à long
terme. Il est donc essentiel qu'un train ERTMS puisse continuer à rouler sur une
ligne non ERTMS.
Afin de permettre à un train équipé ERTMS de rouler sous un autre système de
signalisation, il est nécessaire de le munir d'un STM (Specific Transmission
Module) : il s'agit d'un équipement dialoguant avec l'EVC (suivant un protocole
normé), et à qui l'EVC délègue la supervision du train lorsque le convoi pénètre
dans une zone dont la signalisation doit être gérée par le STM. Un train peut
être équipé de 1 à 8 STM, suivant le nombre de systèmes nationaux devant être
gérés en plus du système ERTMS.
Dans un train équipé d'un ou plusieurs STM, c'est toujours l'EVC qui est le
chef d'orchestre entre ces systèmes, et qui décide à qui il confie la
supervision du train. Pour ce faire, la zone non ERTMS doit être délimitée par
une "frontière ERTMS" (typiquement sous forme de balises), qui permet à l'EVC de
savoir quand il doit donner le contrôle à un STM, et quand il doit le récupérer.
L'EVC est donc en permanence actif à bord du train, même en-dehors de sa zone de
supervision, de façon à pouvoir reprendre le contrôle lorsque le train quitte la
zone nationale ou si le STM tombe en panne.
La signalisation ferroviaire, R. Rétiveau, Presses de l'école
nationale des Ponts et Chaussées, Paris, 1987
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Dernière modification effectuée le 17 mars 2008.
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