Les systèmes tramway au sein des transports guidés urbains et régionaux.Quelques références aux cas allemands

Claude Soulas, GRETTIA

GERI ITGUR 29 03 2012

3 TYPES d’EXPOSES (GERI)

• Objectifs et/ou résultats d’un PROJET de RECHERCHE : exemple SAFE-INTERIOR et PORT-VERT le 17 nov, SINTROPHER, …

• Présentation d’une THEMATIQUE de RECHERCHE : exemple le 23 juin dernier diagnostic et maintenance, sûreté

• Connaissance générale des SYSTEMES de TRANSPORT : aujourd’hui tramway, en novembre 2010 les PRT, dans le passé BHNS, Translohr, TERx4…

• Autres : prospective, …

QU’EST CE QU’UN TRAMWAY ?

• Tous les modes de transport collectif se diversifient dans une certaine mesure, que ce soit le métro (cf séminaire du 17/11/11), le bus (cf COST BHLS) ou le transport ferroviaire régional

• Le TRAMWAY se diversifie beaucoup : tram sur pneus, tram-train, train-tram ou tramway régional, tramway sans caténaire, tram bimode,… tramway enterré,… (et mot « tramway » parfois utilisé à tort pour désigner des bus guidés ou des téléphériques urbains)

Le tramway classique à roulement fer évolue

Vue du tramway de Lyon,à plancher bas intégral

• une tendance qui se généralise : les planchers bas partiels (ex. sur 70% de la longueur) ou intégraux (sur 100% de la longueur)• modularité et personnalisation de la face avant• insertion urbaine• sur certains sites souhait de suppression partielle de la caténaire

Tramway classique : diversité des cas de figure

• tramways modernes en France et à l’étranger à voie normale, avec du matériel roulant bidirectionnel (réversible)• réseaux anciens à l’étranger (qq villes d’Allemagne, Suisse) avec du matériel monodirectionnel, parfois à voie métrique • avantages des véhicules bidirectionnels : suppression des boucles de retournement aux terminus, possibilité d’exploitation en mode dégradé d’une partie de la ligne si aiguillages de communication de voie prévus• avantage des véhicules monodirectionnels : coûts moins élevé du matériel roulant (portes d‘un seul côté, une seule cabine de conduite)• dans le cas de réseaux bien maillés (exemple une douzaine de lignes de tramway à Dresde ou Bâle) l’exploitation peut continuer en cas d’incident sur un tronçon, en contournant à l’aide des autres lignes• plus de proportion de site banal dans les réseaux anciens avec beaucoup de lignes

Rappel dernier séminaire : les métros légers

• Métros métros automatiques légers du type VAL ou

autres solutions étrangères : ICTS/UTDC à Vancouver,

systèmes japonais, Copenhague, …

• Métro léger au sens traditionnel « Light Rail » :

solution intermédiaire entre métro et tramway.

Seuls les tronçons centraux des lignes sont enterrés.

Réalisations étrangères, notamment allemandes : sous

forme de « Stadtbahn » dans 15 agglos. En France seul le

tramway de Rouen se rapproche de ce concept.

Différences entre France et Allemagne (1)

• Tous les types de systèmes guidés urbains et régionaux

(beaucoup) plus développés en Allemagne qu’en France, à

l’exception du métro classique (comparable).

• Différences importantes avec le métro léger sur fer

Stadtbahn (Light Rail) présent dans 15 agglos et avec le

RER S-Bahn présent dans au moins 14 agglos (selon

frontière retenue pour ce concept).

Différence importante avec le tramway de surface présent

dans 55 agglos, même si le nombre de lignes de tram

augmente en France.

Différences entre France et Allemagne (2)

• Le contexte de l’automatisation intégrale est différent.

Les études réalisées sur métro de Hambourg, métro léger

de Francfort et RER (S-Bahn) de Dresde n’ont pas

débuché, mais automatisation intégrale du métro de

Nuremberg. En Allemagne possible de faire fonctionner

toute la nuit, tous les jours de la semaine, des systèmes

avec conducteurs notamment tramway : Berlin, Dresde,

…

• Différences en matière d’urbanisme et localisation des

activités par rapport aux lignes de métro léger ou

tramway, même si tout n’est pas vertueux.

Les métros légers « Stadtbahn »• présents dans une quinzaine d’agglos : Francfort, Cologne, Stuttgart, etc.

• des différences de réalisation. L’ouvrage VDV (2000) distingue 4 types de Stadtbahn

• une particularité à Stuttgart (et plus rares autres lignes) : des véhicules à plancher haut et des quais de 900 mm insérés en milieu urbain

• importance du cadencement : ex 10mn, c’est-à-dire beaucoup moins sur les nombreux troncs communs

• des débits qui n’atteignent pas ceux des bonnes lignes de tram français de surface (100 000 v/jour)…. mais des réseaux maillés.

Le TVR de Caen, appelé à tort « tramway »

Système bimode toujours guidé en exploitation normale à Caen, contrairement à Nancy où il y a plusieurs changements de mode

Plusieurs types de guidage pour les systèmes sur pneus de surface

GUIDAGE MÉCANIQUE• bordures latérales Bus guidés, O-Bahn

(au dessus du plan de roulement)• rail central, guidage vertical GLT / TVR• rail central, guidage en V Translohr

GUIDAGE « IMMATÉRIEL »• guidage optique CIVIS, TEOR• filoguidage expérimentations anciennes• guidage électronique PHILEAS (Eindhoven, projet de Douai)(par mémorisation de la trajectoire et recalage par transpondeurs)

Le tramway sur pneus « Translohr » de Clermont- Ferrand déjà présenté dans le

GERI,

(en service depuis octobre 2006)

Guidage en V du tramway sur pneus « Translohr » retenu pour le NEOVAL

(contributions INRETS-LTN)

Deux paires de galets obliques pincent un monorail central

Source : Lohr Industrie

Le Translohr de Padoue (Italie)

Ligne ouverte en 2006Particularité : autonomie sur batteries (NiMH)

Pack batteries embarquéesAutonomie 535 mètres avecune inter-station

Le tramway d’interconnexion de Karlsruhe au carrefour de plusieurs systèmes : tram, métro léger,

RER, train léger

• dans la littérature allemande système cité par des appelations différentes selon le contexte : modèle de Karlsruhe, véhicule bi-système, Stadtbahn (métro léger) bi-système, S-Bahn (RER), etc.• actuellement système 100 % en surface, mais projet de tunnel dans une rue centrale de Karlsruhe

dédoublés

En Allemagne, exemple d’intermodalité soignée entre transport guidé et bus

(Heilbronn, réseau de Karlsruhe)

Le tramway d’interconnexion : adaptations techniques pour circuler sur deux réseaux différents

• profile de roues compatible avec les deux types de voie• alimentation bicourant• signalisation compatible• dispositifs spécifiques pour l’accessibilité PMR (palettes) Arrivée du tram-train en gare de Karlsruhe, ici avec quais parallèle dédoublés

Concept né en Allemagne, plusieurs projets en France

Tram-train DUALIS

Matériel TRAM-TRAINS GT 8-100 C/2S GT8-100D/2S-M Stadtbahn SAAR

Application Karlsruhe Karlsruhe Sarrebruck

Longueur hors tout (mm) 37 610 37 610 37 870

Largeur max (mm) 2 650 2 650 2 650

Hauteur / rail (mm) 3 700 3 860 3 360

Résistance à la compression (kN) 600 600 600

Masse à vide (t) 58,6 58,5 55,5

Masse maximale (t) 75,5 82 81,6

Charge à l’essieu max (t) 10,4 11 10

Hauteur du plancher /rail (mm) Zone plancher haut Zone planche bas Embarquement

1000 - 1000

880 630 580

805 400 400

% de plancher bas 0 35 48

Places assises 100 100 96

Places debout à 4 p/m2 115 115 147

Vitesse maximale (km/h) 95 100 100

Accélération maximale (m/s2)Accélération de 0 à 50 km/h

0,9 0,75

1 0,85

1,1 0,94

Décélération de service max (m/s2)Décélération freinage d’urgence

1,6 2,73

1,6 2,73

1,6 2,73

Rayon de courbure minimum (m) 23 23 à vide 23en charge 25

Diamètre des roues neuves (mm)Diamètre des roues usées

740 660

760 660

660 580

Courants d’alimentation 750VDC/15 kV AC

750V DC/15 kV AC 750VDC/15 kV AC

Moteurs : type puissance (kW)

ct continu 2 x 245

asynchrone 4 x 127

asynchrone 8 x 120

Source VDV

Autorails légers ou semi légers

Roulement Masse

Matériel

t

Puissance

kW

Critère de

légèreté

m2/t

Critère global

m2/t x kW/t

REGIO-SHUTTLE

RS1

bogies 42,1

44

454

514

1,38

1,32

14,84

16,08

DoSto VT 640 essieux 27,5 250 2,62 23,81

LVT/S essieux 21 265 1,87 23,55

GTW 2/6 bogies 51 550 1,62 17,18

Integral

(5 caisses)

essieux 79,5 945 1,75 20,78

EBO-LINT bogies 38,5 315 1,50 12,25

LINT VT 641

(X73500)

bogies 45 514 1,34 15,34

REGIO-SPRINTER

a) Düren

b) Vogtland

essieux et

bogie central

31,5

31,9

396

456

1,79

1,77

22,52

25,29

VT 642 Desiro bogies 64 550 1,50 12,88

TALENT

2 caisses

bogies 57 630 1,50 16,58

TALENT 3caisses

VT 643

VT 644

bogies

72

84

630

1000

1,61

1,51

14,07

17,98

VT 628,4 (autorail classique plus ancien)

bogies 70,4 485 1,67 11,51

référence autocar

SETRA

pneus 11,5 184 2,25 36

Expérimentationsou réalisationsAllemandes

Source VDV

Comparaison du bus grande capacité (biarticulé, 25m) avec le tramway / Société allemande de recherche pour la route et les transports, publi 2008

• Sur la base d‘une ligne type de 20 km

• Mêmes conditions pour les 2 systèmes : ex. site propre partout, vitesse

commerciale de 20 km/h

• Comparaison valable uniquement dans une fourchette étroite de capacité,

soit 2300 p/h/sens en pointe (intervalle de 3mn, véhicules de 145 places

remplis à 80%)

• Coûts globaux sur une période de 30 ans : investissement plus exploitation

----------------------------------------------------------------------------------

-

• Le biarticulé thermique peut économiser 1/3 des coûts

dans certaines conditions, avec véhicules de même

capacité

• Les coûts sont pratiquement les mêmes si on compare

biarticulé électrique (trolley) et tramway plus capacitif, de

40m, avec intervalle plus élevé

Hypothèses choisies pour la comparaison

Bus bi-articulé Tramway

Etudes et planification

Acquisitions foncières

Génie civil

Voie

Alimentation en énergie électrique

Stations

Réaménagement voirie

Information / billettique /…

Priorité aux feux

Matériel roulant

Dépot

15 ME

12

10-30

10

10

70-80

16

12

16

10

32 ME

12

30

28

16

10

80

16

12

80

25