L’architecture de la rame : comme un tram-train, sans les contingences urbaines ?

Partons des matériels français existants. Le Dualis, actuellement tram-train de référence, présente donc quelques handicaps de conception. Pour des raisons politiques, il a été voulu à plancher bas intégral (« 100% accessible ») ce qui a imposé une conception du bogie avec de petites roues et une faible suspension qui en fait un matériel peu confortable sur voie en bon état (et il faut penser aux lignes de desserte fine dont la qualité du dressage de la voie peut être fluctuant) et agressif pour l’infrastructure.

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Lentilly - 26 juillet 2013 - Le tram-train Dualis : inutilement à plancher bas intégral, ce matériel à petites roues et faible suspension exporte de nombreuses contraintes sur l'infrastructure : pas vraiment la bonne solution dans une approche frugale... © transportrail

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Mulhouse - Porte Jeune - 29 janvier 2015 - Avant le Dualis, le tram-train en France avait émergé avec l'Avanto de Siemens, matériel à plancher bas partiel puisque les espaces au-dessus des deux bogies extrêmes sont accessibles après avoir franchi deux marches, ce qui laisse la place à des organes de roulement sollicitant moins la voie. © transportrail

Dans le cas présent, l’usage du matériel hors site propre intégral ferroviaire serait exceptionnel et un plancher à 55 cm s'imposerait de lui-même, puisque c'est la hauteur standardisée des quais du réseau ferroviaire.

Il faudrait donc retenir deux points : un nouveau train léger conserverait par principe les caractéristiques du réseau ferroviaire, c'est à dire le gabarit UIC et une hauteur de quai de 55 cm. C'est par exception que pourrait être adopté le tram-train avec son gabarit réduit à 2,65 m et le plancher surbaissé, lorsqu'il y aurait une valeur ajoutée à aller circuler en voirie sur un réseau de tramways.

En revanche, son allure générale, avec des caisses courtes dans une rame articulée avec 4 caisses ou 5 caisses proposant 80 ou 100 places assises.

Un train peut en cacher un autre

Concevoir un train léger au bénéfice des petites lignes est peut-être une piste intéressante mais il y a une condition assez structurante pour envisager d’aller plus loin sur ce dossier : générer une flotte suffisante, à l’échelle nationale mais surtout de chaque Région, pour éviter d’amortir des frais fixes liés à la maintenance et à l’exploitation amortis sur de faibles effectifs. Le bénéfice de la légèreté ne devra pas être in fine consommé par le coût de la fragmentation du parc.

Si elle pouvait être confirmée, le matériel pourrait donc être configuré comme suit :

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Le tram-train n'est naturellement pas la solution unique et universelle. En poursuivant nos recherches sur ce sujet, nous avons repéré une autre solution potentielle avec le nouveau matériel produit par CAF pour le Schönbuchbahn, qui sera mis en service en décembre 2020. Il est très proche des caractéristiques énoncées ci-dessus, avec - élément non négligeable - maintien du gabarit ferroviaire de 2,90 m.

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Sur 39 m, cette automotrice apte à 100 km/h dispose de performances dignes d'un métro ou d'un tramway, avec une accélération à 1,17 m/s² et un freinage à 1,13 m/s². Elle offre 94 places assises pour une capacité totale de 255 places. La masse à vide atteint 72,7 t soit 9 tonnes par essieu (4 bogies). Elle est conçue pour des accès à 760 mm. Bref, elle pourrait égalemetn faire partie, moyennant adaptations (hauteur des accès, motorisation) du champ des possibles... ce qui montre que certains constructeurs ferroviaires planchent sur des solutions légères pour les dessertes locales... Tant mieux !

Infrastructure : qu'apporterait un train léger ?

Le train léger est considéré comme la réponse au problème de financement du renouvellement du réseau. C'est exagéré. Un train, fut-il léger, a besoin d'une infrastructure en bon état... justement parce qu'il est léger et que les défauts de voie se répercuteraient sur la structure de caisse des trains.

Qui plus est, si on observe les principaux constituants d'une infrastructure, l'effet du matériel roulant est de nature variable :

  • sur les tunnels : effet quasiment nul, car c'est assez binaire. Que le train soit léger ou lourd, si une pierre de la voûte tombe sur le train, l'effet est le même !
  • sur les ponts et viaducs en maçonnerie : effet très limité, pour des raisons voisines, si ce n'est que si la pierre tombe, c'est surtout celui qui est dessous qui sera concerné ! La consistance de l'ouvrage est assez indépendante de la nature des circulations qui l'empruntent et dépend plutôt de sa hauteur et de sa longueur ;
  • sur les ouvrages métalliques : un effet potentiel car ce type d'ouvrage est évidemment plus sensible au type de véhicule, mais qui rejoint en partie l'analyse du point suivant...
  • sur la voie : c'est l'élément auquel on pense le plus, mais il faut d'abord s'interroger sur la consistance des circulations : faire des trains légers pour le service voyageurs sur des lignes où circuleront des trains lourds (carrières de ballast, silos céréaliers, ou autres circulations de voyageurs) n'aura que peu d'impact.

Par conséquent, l'effet sur le coût d'investissement sur l'infrastructure de la circulation de trains légers est à relativiser au regard de la relation inégale selon les constituants. Il serait surtout d'autant plus fort que le train léger roulerait sur une infrastructure dédiée... Bref, quand l'Etat annonce une réduction de 30% du coût de l'infrastructure, il se focalise sur une niche constituées de lignes :

  • dédiées au service voyageur local, n'accueillant que des trains légers ;
  • sur lesquelles l'ensemble de l'infrastructure serait à renouveler : 100% du linéaire, des ouvrages et les équipements de signalisation ;
  • dont on pourrait revendiquer la non-interopérabilité de l'infrastructure, du matériel et des conducteurs.

Surtout, il serait intéressant d'étalonner le bénéfice sur le coût de renouvellement de l'infrastructure d'un nouveau matériel roulant tel que nous avons essayé de le décrire ci-avant par rapport à ce qui pourrait être obtenu avec des matériels existants (X73500, AGC, Régiolis) à niveau d'usage équivalent. On notera par exemple que, hors l'effet de la mise à voie unique, le renouvellement de la section Avranches - Dol de l'axe Caen - Rennes, avec un travelage réduit (1333 traverses / km) et une moindre épaisseur de ballast, a permis de réduire de 25 à 30 % le coût d'investissement par rapport à des normes d'équipement classique. Seules contraintes : une vitesse limitée à 100 km/h (alors que le tracé admet théoriquement 120 km/h) et une circulation fret (qu'on n'a pas vu depuis des lustres) à 30 km/h maximum.

Surtout, il convient d'être prudent sur l'allègement du travelage et du ballastage, qui dépend de la qualité de la plateforme et de la nature des sols. Ce qui est possible sur un sol calcaire en plaine ne l'est pas forcément en montage avec des courbes serrées (d'où des efforts accrus sur la voie) et sur des terrains argileux.

Donc le bénéfice du train léger serait plutôt à examiner du côté des coûts de maintenance : s'il sollicite moins la voie, alors la fréquence des interventions correctives pourrait être allongée... mais encore une fois, uniquement dans le cas d'une exploitation dédiée.

Exploitation et sécurité

Dans le contexte des lignes de desserte fine du territoire, l’évolution de l’exploitation et des règles de sécurité constitue un épais chapitre. Les Régions s’interrogent sur le caractère interopérable de lignes à vocation purement locale, imposant une réglementation lourde avec des STI dont la transposition française est parfois plus stricte que les requis européens.

Les exploitations légères pourraient donc se rapprocher du régime de sécurité des tramways, en passant dans le champ d’application du décret Sécurité des Transports Publics Guidés (STPG) avec un règlement de sécurité et d’exploitation défini au cas par cas et validé par le Préfet.

Cependant, rares sont les cas autorisant une exploitation de bout en bout hors du réseau ferré national : il faut bien accéder en gare et donc emprunter un tronc commun, d’une longueur variable selon les cas. La Loi d’Orientation sur les Mobilités prévoit des dispositions juridiques pour autoriser, sur un périmètre restreint et sous certaines conditions d’équipement et d’habilitation du personnel, des matériels légers sur le « grand réseau ». Recourir au tram-train serait ici un élément facilitateur (pour une fois !).

Sur le plan de l’exploitation, la combinaison matériel léger + décret STPG autoriserait le recours à des équipements de signalisation simplifiés, aujourd’hui connus puisqu’appliqués sur les lignes à voie unique des réseaux urbains de tramways (on pensera évidemment à Montpellier, Valenciennes et Bordeaux par exemple). De même, le STPG a déjà homologué une ligne de tramway – à double voie – à 100 km/h : c’est Rhônexpress. Bref, bien des pièces du puzzle technico-juridique sont là...

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Pusignan - 11 août 2010 - Un tramway en France qui ne soit pas un tram-train et qui roule à 100 km/h ? Rhônexpress est pour l'instant un cas unique. Espérons que d'autres verront le jour dans les prochaines années et pas uniquement autour des grandes villes. © transporturbain

... mais pas toutes. Dans le périmètre du STRMTG, la vitesse sur passages à niveau est limitée à 70 km/h. Sur des lignes où la vitesse maximale est de 80 km/h, ce n'est pas gênant. Quand on vise 100 km/h pour être compétitif avec la voiture et qu'on rencontre en moyenne un passage à niveau tous les kilomètres, ralentir à chaque fois pénalisera le temps de parcours, sans compter l'impact sur l'énergie et l'usure de la voie comme du matériel. En ce sens, il serait peut-être préférable de tirer profit des évolutions réglementaires et de créer un ensemble dans le réseau ferré national, toujours sous agrément de l'EPSF, mais non-interopérable (ou du moins n'appliquant que les STI utiles et neutres sur le coût du matériel roulant) et appliquant une logique de résultat plutôt que de moyens attribuée au STRMTG.

Enfin, qui dit train léger dit potentiellement un engin dont les qualités de shuntage des circuits de voie ne sont peut-être pas optimales : un sujet que le transport régional connaît bien avec les X73500 (qui ne sont ni les premiers ni les derniers concernés)... même si les circuits de voie ne sont pas totalement le summum de la modernité ferroviaire : il faudra composer avec eux encore pendant un moment...

Au-delà du service voyageurs ?

On pourrait même envisager de revitaliser certaines lignes par une nouvelle politique d’offre pour les voyageurs, une infrastructure ajustée et une réglementation pragmatique... mais il serait aussi intéressant d'évaluer les opportunités de prestations de messageries et de petit transport de fret. S’il est assez peu représentatif, le cas d’Auray – Quiberon peut être néanmoins intéressant : la configuration géographique de la presqu’île amène inéluctablement à terme à contraindre fortement le trafic automobile et Quiberon pourrait devenir un Zermatt breton.

Outre le transport de voyageurs, qui n’existe aujourd’hui qu’en été et auquel il faudrait penser en toutes saisons à un rythme évidemment adapté, une exploitation ferroviaire légère pourrait assurer le transport de certains colis, le ravitaillement de certains magasins et le transport des déchets. En la matière, il s’agirait, non pas de créer des « tramways fret », mais de pouvoir moduler l’usage des rames pour disposer d’un espace fourgon à certaines heures, qui pourrait être utile ne serait-ce que pour les bagages. L’expérimentation du « tram fret » à Saint Etienne est en ce sens riche d’enseignements sur la faisabilité d’un tel scénario.

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Coire - Bahnhofplatz - 18 juin 2015 - Exemple de convoi mixte marchandises-voyageurs sur le chemin de fer Rhétique, avec ici la descente de trémies de ballast pour des chantiers sur le réseau, mais la compagnie assure d'autres prestations de fret par la même méthode. © transportrail

Et si on continuer à lorgner du côté de la Suisse, il arrive que les automotrices des chemins de fer secondaires acheminent un ou deux wagons pour les besoins locaux.

Conclusion

Le train léger, qui serait un train moins rapide plutôt qu'un train moins capacitaire, peut être une solution mais il n'est pas LA solution :

  • d'abord parce que les Régions ont déjà suffisamment de matériel moderne, et qu'il conviendrait d'abord de développer un système ferroviaire léger pour les petites lignes avec ces séries plutôt que d'attendre un hypothétique nouveau train pour amorcer le développement de solutions frugales sur l'infrastructure ;
  • ensuite parce que les effets d'un nouveau train léger ne porteront sur une partie des investissements, avec un effet probablement très inférieur à ce qu'espèrent certains sur les besoins de financement ;
  • puis parce que le train léger n'est pas totalement avare de contraintes qu'il faudra évaluer au cas par cas selon les lignes ;
  • enfin parce qu'il ne faut pas écarter qu'on puisse abaisser assez significativement les coûts en se posant quelques questions simples sur l'usage et les contraintes que l'exploitation pourrait accepter.