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30.07.18 - Série d’été. Projets d’étudiants - Pour son travail de semestre Chloé Lafaye a conçu et réalisé des batteries de simulations qui lui ont permis de calculer les retards en cascade des trains en gare et de comparer deux générations de systèmes de signalisation utilisés sur les réseaux ferroviaires suisses.

Il y a un aspect que les voyageurs ne soupçonnent pas lorsqu’ils piétinent sur le quai, prenant leur mal en patience et espérant ne pas trop attendre: c’est qu’un train retardé avant son entrée en gare va bloquer, sur la même voie, un certain nombre de trains suivants, qui seront à leur tour en retard. Un problème épineux pour les compagnies de chemin de fer engendré par le système de sécurité du trafic.

Aujourd’hui, il existe deux sortes de signalisation: une classique appelée signalisation latérale, qui se caractérise par des feux (rouges, verts et jaunes) disposés à intervalles réguliers le long de la voie ferrée. Une nouvelle génération, embarquée dans la locomotive, associe la signalisation, via radio fréquence, au contrôle de la vitesse dans un ordinateur de bord: il s’agit de l’ETCS European Train Control System de niveau 2. Certains tronçons en Suisse sont pourvus de cette nouvelle signalisation en cabine, plus précise, que seuls les trains équipés peuvent interpréter. Les deux systèmes ne fonctionnent pas ensemble.

Chloé Lafaye, étudiante Master en génie civil, a étudié l’impact de la signalisation classique et de nouvelle génération sur les retards des trains à leur entrée en gare, sous la houlette de Daniel Emery, chargé de cours et collaborateur scientifique au Laboratoire transport et mobilité. Pour cela elle a effectué des centaines de simulations. «Si vous avez un premier train qui subit un retard avant la gare à cause notamment d'une voie non encore libre ou d'un train n'ayant pas encore quitté certains aiguillages, il y aura des conséquences sur les trains suivants. Ma modélisation a permis de calculer le temps de latence entre les trains avec les différentes signalisations. J’ai aussi couplé les deux générations de signalisation.»

L’étudiante s’est d’abord intéressée à la signalisation latérale. Pour assurer la sécurité du trafic, les trains doivent maintenir une distance de sécurité indiquée par des feux de signalisation plantés à intervalles réguliers le long de la voie ferrée. Cet espacement régulier et rigide, que l’on appelle «canton», évite que les trains n’entrent en collision. Un train cantonné entre deux feux ne pourra repartir que si le train précédent a quitté son segment et que le feu passe au vert. L’attente provoque des retards en série qui sont longs à résorber. Chloé Lafaye a constaté qu’avec un retard de 8 minutes, par exemple, les cinq trains suivants devront s’arrêter, cumulant 27’34’’ minutes de retard, avant un retour à la normale au septième train seulement.

Puis, elle s’est penchée sur la nouvelle génération de signalisation, qui s’affiche directement dans la locomotive via l’ETCS de niveau 2. Cette signalisation est alimentée par l'envoi d'informations continues depuis un centre de commande par le biais de la radio . Là, plus besoin de signaux extérieurs, c’est l’ordinateur de bord qui collecte les informations reçues et calcule les informations nécessaires à la conduite. Toujours avec un retard de 8 minutes dû au premier train, 4 trains seulement devront s’arrêter sur la voie, cumulant un retard de 23’10’’. La signalisation en cabine permet à un train de se rapprocher davantage - mais toujours sans danger - du train précédent grâce à des cantons plus courts.

«À l’avenir la technologie devrait encore aider à réduire les retards car les trains se parleront entre eux», explique Alexandre Barrat pilote de locomotives au CFF.

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