L'expertise majeure de SYSTRA dans la modernisation des systèmes de signalisation ferroviaire

Cette modernisation contribue à l'amélioration de la sécurité, de l'efficacité et de la durabilité des réseaux de transport à travers le monde.

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Récemment, SYSTRA a participé au programme de déploiement de la technologie CBTC [1] dans le métro de New York, à l'implémentation du système ERTMS 2 [2] et d'une commande centralisée du réseau ACCM [3] sur la moitié du réseau ferroviaire de Naples.

Le Groupe a aussi assuré le remplacement de la signalisation sur plus de 500 kilomètres de la LGV Paris-Lyon et est actuellement le maître d’œuvre de la migration de la signalisation du Tunnel sous la Manche vers l'ERTMS 2.

Entretien avec Antoine Sarzotti Directeur Adjoint de la Direction des Solutions Digitales & Responsable du pôle Systèmes de Contrôle et de Protection chez SYSTRA France :

LE RAIL : pouvez nous en dire plus sur votre rôle dans l’entreprise ?

Antoine Sarzotti : La Direction des Solutions Digitales, à laquelle j’appartiens, intervient au sein de la Business Unit Systèmes sur l’ensemble des projets SYSTRA en France et dans le monde, dans les domaines Métro, Tramway ferré, périurbain type RER ou grande vitesse sur différents systèmes. Son expertise couvre les systèmes de supervision (gestion automatique du trafic, poste de commande centralisée), les systèmes courant faible (téléphonie, information voyageurs, contrôle d’accès, …), les réseaux de télécommunication fixes et mobiles, la cybersécurité et les systèmes de signalisation & automatismes de conduite. Au sein de la Direction des Solutions Digitales, je suis responsable du pôle Systèmes de Contrôle et de Protection qui couvre la signalisation et les automatismes de conduite de trains.

Mon pôle couvre donc la signalisation conventionnelle sur les modes urbains mais également tout ce qui est le pilotage automatique sur les modes urbains et ferroviaires, c’est-à-dire le CBTC pour le mode urbain et l’ERTMS sur le mode ferroviaire.

LR : On sait qu’avec l’augmentation de la vitesse, la signalisation dite « embarquée » est indispensable, et si l’on souhaite doubler les parts du ferroviaire d’ici 2030, la modernisation de cette technologie est indispensable. Quand SYSTRA est intervenu sur le réseau Paris Lyon et sur celui du tunnel sous la manche, comment se sont déroulés les travaux afin de ne pas perturber le trafic ?

A.S : Ces deux projets sont en cours. La modernisation consiste à rénover la signalisation pour migrer vers l’ETCS niveau 2. Sur la ligne Paris-Lyon, une première étape a été franchie avec le renouvellement du poste de supervision Mistral, des postes d’aiguillages informatisés et le central sous-station de contrôle caténaire. Sur la ligne Paris-Lyon le trafic n'a pas été interrompu. Il n’y a eu qu’une adaptation de l'exploitation programmée longtemps à l’avance. C'était autour du week-end du 11 novembre que les équipes de SYSTRA se sont fortement mobilisées durant 4 jours afin d’assurer le basculement en exploitation des 58 postes de signalisation informatisés. Pour cela, la circulation des TGV a été réorientée vers les lignes classiques pendant ce basculement. C’est une étape essentielle et préalable au déploiement de l’ERTMS niveau 2. Aujourd’hui, son déploiement est toujours en cours.

A l’horizon 2030 tous les trains auront été rétrofités en Bi-standard TVM 300 [4] et ERTMS niveau 2.

L.R.: Quand on parle de de ce basculement, celui-ci est interopérable avec la plupart des opérateurs de transport ferroviaire comme la SNCF ou TRENITALIA par exemple ?

A.S. : Absolument. Demain, comme la ligne Paris -Lyon sera équipée en Bi-standard, les concurrents de la SNCF dont les trains sont équipés en ERTMS niveau 2 ou TVM 300 pourront circuler sur cette ligne. Aujourd’hui, seuls les trains équipés en TVM 300 peuvent circuler.

L.R : En termes de fréquence, qu’apporte cette modernisation? Sur un Paris-Lyon, on parle de 13 trains par heure et par sens. Celle-ci va-t-elle pouvoir être améliorée ?

A.S : Oui, l'objectif pour 2030, c'est d'être en mesure de passer de 13 trains par heure et par sens à 16 trains par heure et par sens avec l‘ERTMS niveau 2. C’est possible grâce à la communication continue sol-bord reposant sur la technologie radio qui permet de superviser en continu la position des trains et leur vitesse. Cela apporte une meilleure gestion dynamique de la vitesse, c'est à dire que ce n’est plus à la frontière du canton [5] que sont mises à jour les informations, elles sont mises à jour continuellement tout au long du trajet, cela permet d’optimiser la performance d’exploitation.

L.R. : Au niveau environnemental, quel est l’impact de cette modernisation ?

A.S : A partir du moment où l’ offre de service augmente, cela va attirer davantage de voyageurs vers le transport décarboné. Il y aura de meilleurs services aux heures de pointe, car davantage de fournisseurs pourront proposer leurs services avec ces nouveaux sillons. De plus, avec une gestion plus dynamique des vitesses, on a une meilleure gestion de la consommation électrique.

Cela reste cependant assez théorique, car c'est toujours le conducteur qui est 100% au commandes en suivant les consignes et les conseils de la signalisation. Selon ses habitudes, il va pouvoir plus ou moins anticiper. Cependant, là où le système apporte un gain plus certain sur la consommation d'énergie, c’est à partir du moment où le train est doté d'un ATO (Automatic Train Operation), c'est à dire d’un autopilote qui va permettre de se substituer aux conducteurs et gérer automatiquement les consignes de vitesse, les consignes liées à la table horaire et les consignes de la signalisation.

L’ERTMS niveau 2 qui sera déployé en 2030 n’est pas encore doté d'un ATO, mais sur d'autres lignes, l’ATO a déjà été déployé, donc il est susceptible de pouvoir être mis en place ultérieurement.

L.R. La modernisation de la signalisation va-t-elle participer au développement du projet de train autonome qui devrait concerner dans un premier temps les trains de marchandise ?

A.S : Je dirais que non car ce ne sont pas vraiment les mêmes objectifs. En ce qui concerne le train autonome, ce sont des innovations en cours de conception. Des preuves de concept sont déjà bien avancées, et plusieurs constructeurs sont impliqués.Nous avons-nous-mêmes collaboré avec la SNCF. Pour ces travaux, nous sommes dans une situation d'ingénierie concurrentielle entre différents fournisseurs, différents acteurs, pour aller vers cette ambition de train autonome. Cependant, cette technologie est bien avancée en ce qui concerne le fret.

L.R : Qu’en est-il de la formation des conducteurs ? En plus de la mise en place de la modernisation de la signalisation, participez-vous à leur formation ?

A.S. : Effectivement, les projets de modernisation de la signalisation entraînent une évolution des modes d’exploitation et des interfaces homme-machine qui impactent donc les conducteurs. . Nous intervenons sur leur formation avec l’objectif de préparer les conducteurs à l’évolution des règles et procédures d’exploitation. Concrètement, cela va de de l'étude des facteurs humains, l'ergonomie, la préparation de tous les moyens de formation à la conception du simulateur de formation. Cela inclut la préparation des scénarios d’exploitation couvrant les modes de fonctionnement normaux et dégradés, ainsi que les transitions entre l'ETCS et le système national de classe B ou la signalisation conventionnelle.

Mais pour autant, c'est quand même l'industriel qui a la charge de développer, de paramétrer et de déployer le simulateur. Généralement nous réalisons l’étude, nous suivons son exécution, et nous nous assurons de l'atteinte des performances et des objectifs des acquisitions de connaissances nécessaires pour reprendre l'exploitation, en particulier la capacité de l'opérateur à se préparer au changement des procédures d'exploitation.

Cela implique que le conducteur et l'opérateur, depuis son centre de gestion du trafic, soient en mesure de gérer les transitions d'un mode de conduite à l'autre, que ce soit sur cette ligne ou sur une autre, de passer de l’ERTMS 2 au système national de classe B ou vice versa, impliquant des transitions supplémentaires que doivent pouvoir maîtriser les opérateurs et les conducteurs.

L.R. En ce qui concerne la modernisation de la signalisation du tunnel sous la manche à laquelle vous participez, il a été employé le terme de « Big Bang » et de « solution de mise en Y ». Pouvez-vous nous en dire plus ?

A.S : Effectivement, c’est intéressant, parce nous évoquions la notion de transition. L'objectif du « Big Bang », c'est justement d'éviter d'avoir à gérer des transitions d'un système à un autre, en évitant de complexifier les procédures d’exploitation. Cependant, cette migration « Big Bang » apporte d’autres contraintes car il faut se préparer à basculer de l'ancien système vers le nouveau système de façon complète.

C’est à dire que toutes les installations, tous les sous-systèmes impliqués dans le fonctionnement du système de transport, vont basculer de la phase essai à la phase en exploitation.

Quel que soit le mode de migration, il faut préparer cette mise en « Y » afin d’être en mesure de procéder au basculement en passant d'un mode « essai de nuit » à un mode « exploitation de jour ».

Une fois que tout le système est qualifié, que toutes les démonstrations de sécurité sont abouties et que la maturité du système est démontrée, alors la décision de basculer définitivement vers l'exploitation peut être prise.

En ce qui concerne le tunnel sous le Manche, la décision de migration en « Big Bang » appartient au donneur d’ordre. Ce basculement de tous les systèmes nécessitera une mobilisation importante des équipes SYSTRA ainsi qu’une formation préalable des opérateurs, des conducteurs et des mainteneurs.

 : Nous sommes en train de préparer les dossiers préliminaires de sécurité et nous avons forcément plus d’acteurs avec lesquels s'interfacer ! Côté Europe, l’Agence de l’Union européenne pour les chemins de fer (ERA) et l’Établissement Public de Sécurité Ferroviaire (EPSF). Côté Royaume-Uni d’autres acteurs de la sécurité ferroviaire ont leurs propres exigences.

La force de SYSTRA est que nous sommes très bien implantés au Royaume-Uni et en France, notre schéma de production impliquant les deux pays. Nous sommes donc complémentaires au niveau des équipes afin de bien se préparer.

L.R : Pouvez- vous nous en dire plus sur d’autres projets de SYSTRA dans ce domaine ?

A.S : En France, nous mettons en place une assistance technique auprès de SNCF réseau sur la ligne Haute Performance Marseille-Vintimille (HPMV). Nous nous impliquons dans la région Nouvelle-Aquitaine en accompagnant la SPIIT (Société Publique Interrégionale des Investissement en faveur de Transports) pour acquérir de nouveaux trains compatibles avec l’ERTMS et le KVB. Nous nous préparons aussi sur la ligne Lyon-Turin. Nous avons également la perspective de la modernisation de la LGV Nord qui mène au Tunnel sous la Manche. Au niveau européen, nous sommes impliqués auprès de Rail Baltica, le projet ferroviaire unifiant les Pays Baltes. SYSTRA accompagne également le déploiement de systèmes ERTMS en Suède et en Italie. Et nous travaillons sur de nombreux autres projets ERTMS ailleurs dans le monde, comme la LGV au Maroc et en Californie.

L.R. Ya-t-il un point que vous souhaitez ajouter ?

A. S : Le déploiement de système de signalisation plus modernes permet de fiabiliser les installations en remplaçant des postes obsolètes. Ces installations s’en trouvent dynamisées. A partir du moment où le système est centralisé et numérique, cela permet beaucoup plus d’actions à distance pour gérer le trafic et la reprise en exploitation sera grandement améliorée en cas de modes dégradés.Enfin, en ce qui concerne la sécurité, plus on met en place des automatismes, plus celle-ci va être améliorée. L’important est d’avoir des boucles de sécurité dans nos systèmes qui se substituent à l’humain. L’humain est encore là pour décider, mais si celui-ci est défaillant, c'est le système qui prend la main.

[1] CBTC ou système Communication Based Train Control , ce qui signifie gestion des trains basée sur la communication, est un système de contrôle automatique du trafic ferroviaire (train ou métro) qui se base sur la communication continue entre le train et des ordinateurs chargés de piloter le trafic ;

[2] ERTMS ou European Rail Traffic Management System, est le dispositif de signalisation ferroviaire commun à l'ensemble des pays européens. Une technologie qui permet de faire circuler plus de trains, en toute sécurité, sans changer de système à la frontière. Il y a un niveau 1, dans lequel le conducteur reçoit les informations et consignes directement en cabine grâce à un outil d’échange des informations en temps réel constitué par des balises placées le long de la voie qui recopient l’état des signaux. Au niveau 2 ces mêmes échanges d’informations ont lieu cette fois par radio, via le réseau GSMR, par lequel transitent les échanges d’informations entre le train et l’ordinateur de gestion de la zone (appelé RBC pour Radio Block Center). Le niveau 2 permettant une communication continue entre le bord et le sol, avec un affichage de l’information de signalisation en cabine continuellement à jour, la signalisation latérale peut être supprimée.

[3] ACCM : commande centralisée du réseau

[4] TVM 300 : (Transmission Voie Machine) est un système de signalisation fonctionnant par circuits de voie qui additionnés forment des cantons et de 2 sous-systèmes traitant des informations continues ou des informations ponctuelles issues en partie de ces circuits de voie

[5] CANTON FERROVIAIRE : Le cantonnement est le moyen généralement employé pour assurer l'espacement des trains circulant dans le même sens sur une même voie. Par principe, on n'admet que la présence d'un seul train dans un canton donné. Lorsqu'un train pénètre dans un canton, le signal d'entrée du canton est fermé. Lorsque le train poursuivant sa marche entre dans le canton suivant, le signal d'entrée de ce dernier est fermé tandis que celui du canton précédent est ouvert.

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