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transportrail - Le webmagazine des idées ferroviaires

Pourquoi la capacité du réseau français diminue ?

Question volontairement provocatrice, car ce n'est évidemment pas systématique : quand on met en service une LGV, le gain de capacité sur le réseau classique parallèle est une évidence. Idem dans le cas de voies ou de quais supplémentaires, d'aiguilles à vitesse plus élevée…

Il n'en reste pas moins que cette question a du sens aujourd'hui, puisque SNCF Réseau développe la notion d’un réseau « haute performance » et que l’Etat et la SNCF affichent haut et fort une priorité aux trains du quotidien (sans pour autant y mettre les moyens…). La notion de performance ne concerne pas seulement la vitesse, mais aussi et surtout la capacité. Or l’ambition sur les trains de proximité induit une plus grande hétérogénéité des circulations entre des trains intervilles rapides et des trains périurbains à fort impact capacitaire, omnibus et à forte fréquence (au moins la demi-heure).

Notre postulat de départ est le suivant : la capacité résulte largement d'une somme de petites et moyennes contraintes, plus ou moins invisibles, mais qui, en s’additionnant, finissent par avoir un impact significatif sur le débit d'une ligne ou d'un nœud... au point de consommer une partie du gain espéré par des investissements souvent conséquents.

Débit de block, débit de noeud

Le débit d'une ligne est d'abord celui de ses nœuds, même s'il ne faut pas négliger les cas de dépassement en ligne de trains lents par des trains rapides, ou encore les bifurcations « à plat » (sans saut-de-mouton). Dans l’ancien bassin minier, le nombre de celles-ci demeure le principal frein capacitaire pour le développement d’une offre de type RER autour de Lille.

De fait, quand en ligne, avec un classique BAL (Block Automatique Lumineux) d'aujourd'hui, offrant un temps de retour à Voie Libre de 70 à 75 secondes pour les trains les plus rapides (exemple : à Poissy dans le sens Paris – Mantes), on peut donc en principe tracer deux trains de ce type en succession à un intervalle de deux minutes. Sauf que ce n'est possible ni à Paris Saint Lazare et abords, ni à Mantes...et que cela ne se pratique nulle part en France, hors RER A et RER B, cas très particuliers et non représentatifs.

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Poissy - 15 mai 2014 - Ah le goulot de Vilennes... L'entrée sur la voie 2bis de Poissy, seule voie à quai vers Paris sur le groupe V, est en cours de réaménagement dans le cadre des travaux EOLE, afin d'améliorer la fluidité de la succession de trains sur cet axe qui reste toujours aussi tendu. © transportrail

En Allemagne non plus, d'ailleurs : pour voir cela, il faut aller en Suisse, avec un suivi en temps réel des circulations et des consignes de vitesse données aux conducteurs par leur tablette numérique pour éviter que leur train ne franchisse un avertissement, ou ne doive s’arrêter en ligne (ce qui n’est jamais anodin en termes de chute de vitesse et donc de capacité, et est particulièrement dommageable quand il s’agit de fret, long, lourd et de surcroît énergivore au redémarrage).  

Sur le débit d'un nœud, il faut savoir qu'aujourd'hui sur le réseau français, toute modernisation de la signalisation s'accompagne d'une « remise aux normes » de la marge que l'on se donne sur les distances de freinage : sans entrer dans les détails, perte de débit garantie...

Parfois, la modernisation s'accompagne d'une vraie erreur de conception, comme cela a été le cas à Bordeaux côté Paris lors de la mise à 4 voies : avant, on savait faire partir deux trains à un intervalle de 3 minutes, aujourd'hui c'est au moins 5 minutes, par la faute d'un cantonnement totalement inadapté à la vitesse : typiquement, un canton long à une vitesse faible (60 km/h ici) alors qu'il aurait fallu ajuster la longueur des cantons à la vitesse autorisée. Aucune prévision à ce jour de corriger cette bévue, on y pensera sans doute au moment d'implanter ERTMS... après 2030 au mieux !

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Bordeaux Saint Jean - 29 juin 2016 - Deux voies de plus pour l'entrée nord de Bordeaux Saint Jean, mais le bouchon a-t-il pour autant sauté ? Avec un block à 4 minutes contre 3 pour l'ancien, le gain procuré par l'investissement sur l'infrastructure a été en partie consommé par le moindre débit de la signalisation. Dommage... © transportrail

Ce genre de situation (un cantonnement inadapté à la vitesse) est – malheureusement - très courant. L'impact le plus dommageable, surtout dans une logique d'horaire cadencé, est qu'il est alors impossible de faire partir un train lent (typiquement un TER) au plus près d'un train rapide (typiquement un TGV) : un pur gâchis de capacité sans aucune contrepartie. Un autre cas connu est celui de Rennes dans la direction de Quimper, où l'on part à 30 km/h (premier mauvais point...) et l'on entre dans un canton long (2500 m) avant que la vitesse ne passe à 130 km/h (second mauvais point...).

KVB et VISA : des effets dévastateurs

L'indispensable introduction, à la fin des années 1980 et suite à de très graves accidents, d'un outil de contrôle de vitesse et (surtout) de franchissement de signaux fermés, le KVB (Contrôle de Vitesse par Balises), a joué son rôle en réduisant quasiment à néant l'accidentologie résultant d'erreurs de conduite. Corollaire peu souhaité, le KVB et son infernal associé VISA (Vitesse Sécuritaire d'Approche, un ensemble de recommandations comportementales ultra-prudentes ayant accompagné la mise en place du KVB) ont directement impacté les comportements de conduite, dans une proportion de réduction de la capacité estimée à 10-15 % dans les grands nœuds du réseau.

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Courbevoie - 21 mai 2018 - C'est probablement en Ile de France que le duo KVB-VISA a fait le plus de dégâts sur la capacité du réseau. Résultat, les Z50000 sont incapables - même en faisant abstraction de l'évolution de la politique d'arrêt - de tenir l'horaire des Z6400 dans les années 1980... NExTEO apparaît aussi comme le moyen de revenir sur les errements passés... à un coût non négligeable ! © transportrail

A titre d'exemple, dans la version « de base » et largement majoritaire du KVB, le franchissement d'un feu jaune (commandant l'arrêt au signal suivant) impose le franchissement à 10 ou 30 km/h dudit signal suivant, même s'il est repassé au vert (voie libre) entre-temps... Seule la version KVB-P autorise la reprise de la marche dès le changement du signal en aval.

A cela s'ajoute la VISA, qui donne des recommandations de vitesse systématiquement très en-dessous des courbes de freinage, pourtant calculées avec des coefficients déjà prudents. Si l'on ajoute à cela une hiérarchie tatillonne qui sanctionne un peu trop facilement de légers dépassements de vitesse sans conséquence, on imagine les dégâts globaux sur la capacité...

Quant aux arrivées sur signal fermé ou dans une gare en cul-de-sac, les comportements à Francfort ou Zürich n'ont tout simplement rien à voir avec les pratiques hexagonales, et cela se voit à l’œil nu...

Du fret de moins en moins rapide

Il est loin le temps où la SNCF affichait ses trains drapeaux de messageries à 140 voire 160 km/h, osant même des circulations légères à 200 km/h sur certaines sections de  LGV, comme entre Paris et Dijon. Aujourd'hui, la stratégie des chargeurs conduit à augmenter le tonnage de leurs sillons au détriment de la vitesse maximale, ne serait-ce que parce que des sillons réellement performants sont rarement obtenus : rien ne sert de rouler à 120 km/h pour une vitesse moyenne finale de 70 km/h... voire moins.

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La Ferté-Hauterive - 25 juillet 2018 - Evidemment, pour les opérateurs, augmenter la charge des trains de fret optimise la productivité du sillon (denrée rare si on souhaite un produit de qualité). Pour les clients, c'est évidemment un moyen de maîtrise du coût logistique. Mais pour le gestionnaire de capacité ferroviaire, l'écart entre circulations se creuse... © E. Fouvreaux

Le résultat est une propension avérée à recourir aux marches MA100 (typiquement 1800 t) ou ME100 (1500 t) : même le ME120 (1300 t) est une espèce en voie de disparition. En conséquence, insérer le fret dans une trame voyageurs est encore un peu plus difficile, surtout sur les sections où la desserte TER est assez fournie.

Des installations électriques qui ne suivent pas

Quand on met en service des matériels moteurs modernes, donc puissants, sans moderniser les IFTE (Installations Fixes de Traction Electrique) en augmentant leur puissance et/ou en réduisant leur impact perturbateur sur le réseau RTE, cela donne des « restrictions de traction », autrement dit, pour l'engin en cause, l'interdiction d'utiliser toute la puissance disponible.

Illustration avec la sous-station d’Asnières, qui alimente toute la sortie de Paris Saint Lazare. Mise en service en 1967 pour l’électrification Paris – Le Havre, elle a dû successivement digérer :

  • la réélectrification en 25 kV des groupes II, III et IV (achevée en 1978),
  • la conversion à la traction électrique de l’axe Paris – Cherbourg (1995),
  • la densification de la desserte de la banlieue au fil du temps (de la création de la liaison Paris – Cergy sur le Groupe III au cadencement 2008 sur le Groupe V en passant par l’opération Ermont – Saint Lazare en 2006, sans compter l’évolution des TER et Intercités, plus nombreux qu’en 1967),
  • le renouvellement du matériel roulant avec l’arrivée des BB27300 (4200 kW contre 2900 KW pour les BB17000), des Z50000 (en remplacement des Z6400), des BB 15000 (4400 kW en remplacement des BB16000 de 4150 kW) et des TER2Nng (4250 kW en US).

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Paris-Nord - 18 janvier 2018 - Ah le Régio2N... Sa motorisation est correcte pour les versions courtes... mais plus la rame s'allonge, plus les performances chutent. La version XXL commandée en Hauts de France (historiquement par la Picardie) illustre les conséquences d'un choix de l'opérateur... qui ne fait pas forcément le bonheur du gestionnaire d'infrastructures : divergence de vue au sens du "groupe ferroviaire réunifié" ? © transportrail

La conséquence est évidente : le gâteau étant partagé par un plus grand nombre de convives, tous plus gourmands, les parts se réduisent. Dans un système horaire cadencé, cette restriction s'impose quasiment toute la journée, même si les compositions sont souvent plus légères aux heures creuses... d'où l'intérêt d'une alimentation électrique qui suit les évolutions du matériel roulant, comme c'est le cas en Suisse ou en Allemagne... et beaucoup plus rarement chez nous. A l'époque de RFF, la vision était qu'un tel investissement, s'il ne se traduisait pas par des circulations supplémentaires, ne rapportait rien ou presque en nouveaux péages : il était donc difficile à financer en dehors du cas d'une remise à niveau nécessaire pour réduire l'impact sur le réseau RTE. Les réformes ferroviaires de 2014 et 2017 n’ont en ce sens rien changé.

Autre conséquence, à l’envers : le sous-dimensionnement des nouveaux matériels roulants, comme par exemple le Régio2N, SNCF Mobilités n’ayant mystérieusement pas souhaité ajouter un sélecteur de puissance (comme sur les autres matériels). Quand bien même le futur serait plus heureux sur les IFTE, ces matériels continueront de traîner leur image (pas totalement erronée) de « veaux »… ce qui en dit long sur la croyance en l’avenir de notre opérateur ferroviaire de référence… et son souci de la performance au quotidien.

Blancs-travaux : une exception culturelle française

Autre handicap pour la capacité, bien français celui-là, la présence encore très largement répandue de blancs-travaux (on dit maintenant « plage d'observation ») voisine de 2 h en journée, entre 9 h et 17 h : c’est une hérésie économique puisque la productivité pour leur mainteneurs est très faible alors que l’impact sur les circulations est bien réel (pas de sillons commercialisés). Il est décuplé par le « non-alignement » systématique des plages sur un axe donné. Conséquence, le réseau se prive d’au moins 15% de sa capacité, qui serait pourtant bien utile au fret longue distance comme au TER. Et quand SNCF Réseau affiche avec fierté -15 % de « visites à pied » en 2016, grâce aux débuts de la digitalisation et du diagnostic à distance, se rend-il compte que ce résultat très positif renforce en réalité l'idée que ces plages d'observation, utilisées à moins de 5 % et uniques en Europe, sont une aberration économique ?

On peut ajouter un autre handicap capacitaire du réseau français : il est peu doté en IPCS (Installations Permanentes de Contre-Sens) et encore moins en banalisation. Les premières permettent de réduire l’impact d’une perturbation (un train en panne par exemple) mais ne sont pas utilisables dans la conception de l’horaire. La banalisation l’est, ce qui la rend donc nettement plus intéressante en théorie, mais aussi plus onéreuse… sauf quand vient le moment de régénérer les installations de signalisation. C’est d’ailleurs un des enjeux du Réseau Haute Performance de SNCF Réseau, articulé autour de l’utilisation de l’ERTMS niveau 2. 

Dans les zones denses, IPCS et banalisation sont d’effet relativement modeste, limité aux mieux aux fins de soirée, car en pointe, le trafic est trop intense. En revanche, « en ligne », ces installations permettraient d’écouler le trafic sur une seule voie, pendant que l’autre subit des travaux de maintenance ou de renouvellement. Sauf que, pour des raisons sécuritaires et économiques, le mainteneur exige des coupures simultanées sur les deux voies… Chez nos voisins, le réseau est largement banalisé… donc plus disponible, sans coûts excessifs grâce à des installations à intervalles longs – avec donc l'avantage économique des IPCS mais sans leurs inconvénients.

Itinéraires alternatifs : des fortunes diverses

On notera aussi la faiblesse généralisée du réseau en matière d'itinéraires alternatifs. C’est une composante importante de la capacité d'un réseau au sens de la possibilité de circuler malgré une interception sur l’itinéraire principal. Compte tenu de l’importance du besoin de renouvellement du réseau, pouvoir continuer à écouler le peu de fret subsistant en France et un minimum de relations voyageurs pendant les grands chantiers devrait être une évidence...  Apparemment, c’est un avis peu partagé... et les décisions à courte vue, ayant consisté à fermer ou à mettre à voie unique des itinéraires alternatifs à faible trafic, ne manquent pas.

Les « plans B » sont rares, se raréfient au gré de certaines fermetures malencontreuses, et quand ils existent, ils sont souvent loin d'avoir le niveau de performance (signalisation, électrification, gabarit, moyens de garage...) de l'itinéraire principal.

En Ile-de-France, les Groupes V et VI entre Paris et Mantes sont aussi conçus de sorte à préserver en permanence, en sus bien sûr du trafic IC entre Paris et Rouen, un itinéraire actif pour les acheminements automobiles de Peugeot et de Renault, mais aussi pour le port du Havre. Petite parenthèse à propos du projet Serqueux – Gisors, dont l’efficacité risque de s'avérer anecdotique du fait du non-alignement des plages-travaux sur l’itinéraire Le Havre – Motteville – Montérolier – Serqueux – Gisors – Pontoise – Argenteuil – Grande Ceinture. Bel exemple d’investissement important (250 M€) à l’efficience malmenée avant même sa mise en service…

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Eragny sur Epte - 8 février 2013 - Une belle double voie toute neuve... mais pour quel trafic ? Entre deux phases de travaux, quelques rares TER ont fait trois petits tours et ont depuis disparu pour céder le terrain à une seconde phase de chantier avec signalisation automatique et électrification. Serqueux - Gisors doit être un itinéraire bis pour le fret, mais à 250 M€ d'investissement pour au mieux 25 circulations fret par jour, cela finit par faire cher le sillon... © transportrail

L’Autoroute Ferroviaire Atlantique est un cas intéressant : il est envisagé d’utiliser l’itinéraire Poitiers – Niort – Saintes – Bordeaux en cas de travaux ou d’incident sur l’itinéraire nominal via Angoulême, dont il faut préalablement assurer le gabarit pour ce nouveau service. La voie unique entre Lusignan et Saint Maixent n’offre guère de souplesse, la section Niort – Saintes est dans un état des plus préoccupants et ce n’est pas forcément mieux au sud de Saintes où les ralentissements prolifèrent à peu près à chaque automne… Au passage, il se dit en « off » que ce projet, du fait des travaux nécessaires, n'a aucune chance de déboucher avant 2025-2026...

On notera aussi qu’il est difficile de valoriser ce rôle supplétif lorsqu’il s’agit d’argumenter en faveur de certains projets. On pensera notamment à l’électrification Amiens – Rang du Fliers (offrant un itinéraire vers le tunnel sous la Manche et le port de Dunkerque à l’écart des grands flux TER du bassin minier et de la métropole lilloise, sans compter les fonctionnalités voyageurs déjà développées par transportrail) et à Nevers – Chagny (VFCEA), qui outre son rôle sur le corridor Espagne – Allemagne et l’hinterland du port de Saint Nazaire, peut être un itinéraire bis entre Paris et la Bourgogne vis-à-vis de l’axe PLM (moyennant certes un raccordement à Nevers ou le passage par POLT plutôt que Paris – Clermont-Ferrand).

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Saint Léger sur Dheune - 17 juin 2017 - Nevers-Chagny, c'est le cheval de bataille de la Région Bourgogne Franche-Comté. Objectif : relier l'est et l'ouest de la France par un itinéraire ferroviaire bien équipé sans être contraint de transiter soit par Paris soit par Toulouse. Mais il y a beaucoup (trop) de monde pour torpiller ce projet qui a pourtant le soutien de ses premiers bénéficiaires... c'est à dire les chargeurs fret ! © transportrail

Cependant, quand les itinéraires alternatifs existent, la situation n’est pas forcément meilleure. Exemple avec l’axe PLM et la ligne de la Bresse entre Dijon et Ambérieu : l’exploitation du fret en batteries ne pose pas forcément de problème pour la signalisation, mais peut en poser pour les installations électriques, pas franchement équivalentes à celles de l’axe principal... surtout en 1500 V, où se posent des questions de refroidissement des installations en égard aux intensités électriques bien plus élevées qu'en 25000 V.

La vallée du Rhône est un bon contre-exemple avec une ligne « Rive Droite » qui procure quelques souplesses sur l’organisation des travaux sur la ligne « Rive Gauche », avec cependant un peu de casse sur le service offert par le trafic voyageurs détourné puisque le nombre de gares équipées se limite à Saint Péray (en face de Valence) et Le Teil (près de Montélimar).

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Chusclan - 8 août 2013 - Un train de voyageurs sur la rive droite : c'est possible ! Mais uniquement quand la rive gauche est en travaux, et avec une desserte limitée à 2 gares  entre les raccordements de Saint Rambert d'Albon et d'Avignon. Un itinéraire alternatif... mais pas tout à fait équivalent. © transportrail

On a aussi vu la difficulté à proposer une alternative lors de l’incident de Rastatt en Allemagne : la ligne de la rive gauche du Rhin côté français, entre Lauterbourg et Strasbourg, n’est pas électrifiée, a un débit limité et est dans un état dégradé, le tout avec un gabarit (pour les trains d'autoroute ferroviaire, très nombreux en Allemagne) qui n'était pas précisément connu au moment de l'incident ! Ajoutons un dernier point, pour l’anecdote : les agents de conduite ne maîtrisant pas le français ne peuvent circuler sur cet itinéraire, d'où l'utilisation obligée d'interprètes : une contrainte supplémentaire, pour le coup un peu moins dépendante du gestionnaire d’infrastructures... et qui rendait finalement assez peu utile l'ouverture 24h/24 de cette ligne fermée la nuit !

Conclusion

La « haute performance » ne doit pas se limiter la partie la plus visible (les grands projets), sauf à risquer l’échec et un certain gâchis. Le retard français en la matière est élevé, et incarné par le trio KVB – VISA – plages-travaux. L’équipement (très progressif) en ERTMS niveau 2 des grands axes est un bon point d’entrée mais l’impact d’une nouvelle signalisation ne portera que sur les notions de débit de block, certes tout en neutralisant au moins en partie les effets pervers du KVB et de la VISA… Pour le reste, c’est bel et bien par un retour à une vision systémique qu’on pourra véritablement en évaluer le bénéfice pour le réseau.

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