Canton­ne­ment : un arbi­trage entre perfor­mance et sécu­rité des lignes

Compte tenu de la distance néces­saire pour obte­nir l’ar­rêt d’un train, main­te­nir un espace suffi­sant entre chaque voiture est essen­tiel. Nous l’évoquions dans un précé­dent article : le canton­ne­ment remplit ce rôle en divi­sant la voie en cantons. Mais quelles en sont les consé­quences sur la capa­cité des lignes ferro­viaires ? Comment trou­ver un compro­mis judi­cieux entre perfor­mance et sécu­rité des voies ? Décryp­tage.

L’im­pact du canton­ne­ment sur la capa­cité des lignes

Pour déter­mi­ner la capa­cité d’une ligne, il faut calcu­ler le délai mini­mal à respec­ter entre chaque passage de train à un endroit donné. Avec le canton­ne­ment, il s’agit de calcu­ler le temps néces­saire pour qu’un feu, situé en entrée de canton, passe du vert au rouge, du rouge à l’orange puis au vert. C’est ce que l’on appelle la séquence de signa­li­sa­tion.

Prenons l’exemple d’un train circu­lant à 60 km/h sur une voie décou­pée en cantons de 1 km :

• à T0, le train arrive à hauteur du canton ;
• à T+1 minute, le train passe le premier signal, qui passe du vert au rouge, et arrive au niveau du second ;
• à T+2 minutes, le train libère le canton (car 60 km/h = 1km/minute) et entre dans le canton suivant : le signal d’en­trée du premier canton passe du rouge au jaune tandis que le signal d’en­trée du second canton passe du vert au rouge ;
• à T+3 minutes, le train quitte le second canton ce qui provoque une réac­tion en chaine : le signal d’en­trée du second signal passe du rouge au jaune et le signal d’en­trée du premier canton passe du jaune au vert.

Puisqu’il faut 3 minutes au signal pour passer du vert au rouge, au jaune puis au vert, la ligne a une capa­cité maxi­male de 20 trains par heure. Avec la même vitesse mais des cantons de 500 mètres, le signal change de couleur toutes les 30 secondes. La séquence de signa­li­sa­tion sera donc de 1 min 30 et la capa­cité de 40 trains par heure. Le canton­ne­ment a donc un impact direct sur la capa­cité de la ligne.

Quid du canton­ne­ment mobile ?

Autre cas de figure : il est possible de mettre en place un canton­ne­ment mobile. On trouve ce type de système sur la ligne 14 du métro de Paris, sur laquelle un train passe chaque minute. Au lieu de sanc­tua­ri­ser une portion de la voie, il convient plutôt de défi­nir une distance mobile de part et d’autre du train.

Un moyen simple d’aug­men­ter la capa­cité des lignes, qui peut être mis en place dans l’en­semble de l’Union euro­péenne. En effet, l’Euro­pean train control system (ETCS) permet le canton­ne­ment mobile.

Lorsqu’on sait qu’en zone rurale, la longueur d’un canton varie entre 1 500 et 4 000 mètres, on pour­rait imagi­ner augmen­ter la capa­cité de tout le réseau en géné­ra­li­sant le canton­ne­ment mobile. Cepen­dant, passer en canton mobile implique de se débar­ras­ser de toute la signa­li­sa­tion exis­tante pour en déployer une nouvelle. Une dépense écono­mique pas toujours justi­fiée compte tenu des besoins de capa­cité en zone rurale.

Choi­sir son canton­ne­ment : entre sécu­rité et perfor­mance

Le choix du type de canton­ne­ment (télé­pho­nique, BAL, trans­mis­sion voie machine, canton­ne­ment mobile) doit prendre en compte les objec­tifs à atteindre sur la capa­cité de la ligne et le budget alloué aux infra­struc­tures ferro­viaires. Au moment de la concep­tion de la voie, 3 para­mètres sont pris en compte pour réali­ser cet arbi­trage :

• la dimen­sion écono­mique ;
• la capa­cité ciblée (quelles sont les perfor­mances opéra­tion­nelles que l’on souhaite obte­nir immé­dia­te­ment, à court et à moyen terme ?) ;
• la sécu­rité, un impé­ra­tif auquel il est impos­sible de déro­ger.

Le choix du canton­ne­ment répond à un ensemble de facteurs qui doivent être étudié très préci­sé­ment. Les exigences de sécu­rité dans le domaine ferro­viaire lourd sont de haut niveau, d’où l’im­por­tance d’ef­fec­tuer un arbi­trage sensé. Qui plus est, si l’on consi­dère que le canton­ne­ment peut provoquer des retards en chaîne. Un thème évoqué dans le précé­dent épisode de notre série sur le canton­ne­ment !