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Projet Brainware : La LGV Est Européenne le 07 Mars 2008 Benoît ANTOINE, Ismaïla GIROUX, Loïc TACHET Non confidentiel Confidentiel IGN Confidentiel Industrie jusqu’au _______ 1
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Projet Brainware :
La LGV Est Européenne
le 07 Mars 2008
Benoît ANTOINE, Ismaïla GIROUX, Loïc TACHET
� Non confidentiel � Confidentiel IGN � Confidentiel Industrie � jusqu’au _______
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Remerciements
Nous tenons à remercier Monsieur Xavier Mayery, le responsable du PAI/PCD de Pagny-
sur-Moselle ainsi que Monsieur Gérard Blot, dirigeant du CSS Est France, pour nous avoir
accueillis dans leurs locaux et avoir répondu à nos questions au CSS et au PCD.
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Résumé
La LGV Est européenne, ou ligne nouvelle 6 (LN6), est une ligne à grande vitesse française,
qui doit relier à terme Vaires-sur-Marne, dans la Seine-et-Marne, à Vendenheim dans le Bas-
Rhin. Elle fait partie du projet plus large de Magistrale européenne, devant relier en 2015
Paris à Budapest.
Destiné à accélérer les relations entre d’une part Paris et les régions du nord, de l’ouest et
du sud-ouest de la France, et d’autre part le nord-est de la France, l’Allemagne, la Suisse et
le Luxembourg, le premier tronçon de 300 km a été mis en service le 10 juin 2007 entre
Vaires-sur-Marne et Baudrecourt (Moselle).
Parcourue à 320 km/h, c’est la ligne ferroviaire possédant la vitesse commerciale la plus
élevée au monde avec la ligne à grande vitesse Méditerranée.
La LGV Est est directement issue d’un projet conçu à partir de 1985 avec la mise en place
d’un groupe de travail présidé par Claude Rattier, ingénieur général des ponts et chaussées
puis par Philippe Essig, ingénieur général. C'est un projet qui a nécessité une quinzaine
d'années avant le lancement des travaux. Le 24 février 1998, un protocole de réalisation et
de financement a été signé, entre l’État, RFF, la SNCF et les collectivités territoriales. Pour
des raisons d'étalemnt de coûts, la construction de la LGV a été décomposée en deux
phases: une première de 300 km, relie Vaires-sur-Marne à Baudrecourt. Une seconde, sera
entammée en 2015, pour relier Baudrecourt à Vendenheim.
Initialement évalué à 3,125 milliards d'euros, c'est un projet qui a finalement coûté 5,5
milliards. Son financement a fait l'objet de la participation des collectivités locales, aux côtés
de l'Etat français et de L'UE.
Sur le plan technologique, la construction de la ligne constitue une inovation. Les techniques
utilisées pour le réalisation des travaux, la signalisation, l'architecture des ouvrages installés
le long de la ligne, autant d'éléments qui s'inscrivent dans ce cadre.
Du point de vue de la structuration des réseaux, il existe un bon nombre d'interactions à
modéliser.
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Table des matières
Chapitre 1 : La présentation de la LGV Est Européenne ...................................................16 I. Historique du projet ....................................................................................................17
1. Les autres TGV : ....................................................................................................17 2. Première phase du projet : .....................................................................................17 3. Seconde phase du projet :......................................................................................19 4. Construction de la ligne : ........................................................................................19
II. Contexte du projet ......................................................................................................20 1. Les gares TGV : .....................................................................................................21
Chapitre 2 : Description des composants...........................................................................23 I. La Ligne Grande Vitesse ............................................................................................24
1. Les travaux : ...........................................................................................................24 a) Montage de la ligne : ..........................................................................................26
2. Les composants de la voie : ...................................................................................27 3. Respect de l’environnement : .................................................................................29
a) La protection des cours d’eaux :.........................................................................29 b) Lutte contre la pollution sonore :.........................................................................30 c) Protection de la biodiversité :..............................................................................31 d) Intégration de la LGV dans les paysages : .........................................................32 e) Impacts lors de la construction : .........................................................................33 f) Préserver le patrimoine archéologique : .............................................................33
4. Les ouvrages d’art de la LGV Est : .........................................................................34 a) Exemples d’ouvrages d’art construits durant la 1ère phase du projet : ................35
II. Les rames...................................................................................................................37 1. Les composants de la rame : .................................................................................38
a) Le système de freinage : ....................................................................................38 b) Les bogies : ........................................................................................................39
2. Les différentes rames de la LGV Est : ....................................................................39 a) Les Rames TGV Réseau :..................................................................................39 b) Les Rames TGV POS :.......................................................................................40 c) Les Rames ICE 3 :..............................................................................................41 d) La rame de maintenance IRIS 320 : ...................................................................42
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III. Le Poste de Commande à Distance.......................................................................43 IV. L'alimentation électrique de la LGV Est Européenne .............................................46
1. L’alimentation électrique tout au long des 300 km de la LGV Est Européenne :....46 a) Description du type de courant et de la caténaire : ............................................47 b) Les sous - stations :............................................................................................48
2. La gestion du réseau électrique : ...........................................................................50 a) Un réseau Est important : ...................................................................................51 b) Le Central Sous – Station de Pagny-sur-Moselle :.............................................52 c) La maintenance électrique de la LGV :...............................................................55
V. La signalisation et les télécommunications ................................................................55 1. Télécommunications :.............................................................................................55 2. Signalisation : .........................................................................................................56
a) La Transmission Voie Machine :.........................................................................57 b) L’ERTMS : ..........................................................................................................57 c) La signalisation sur la voie :................................................................................59 d) La signalisation en cabine : ................................................................................60
VI. La maintenance au Technicentre Est Européen.....................................................61 1. Présentation générale du TEE................................................................................61
a) Historique............................................................................................................61 b) Le fonctionnement actuel....................................................................................62
2. La maintenance préventive ....................................................................................63 a) Les différents niveaux.........................................................................................63 b) Les bâtiments .....................................................................................................65 c) L’informatique aide des lieux ..............................................................................68
3. Le nettoyage...........................................................................................................69 a) Intérieur et extérieur............................................................................................70 b) La dimension environnementale.........................................................................71
Chapitre 3 : Modélisation HBDS.........................................................................................24 I. Description de la structure :........................................................................................24
1. Les réseaux : ..........................................................................................................24 2. La ligne grande vitesse :.........................................................................................25 3. Les ouvrages : ........................................................................................................26 4. La superposition des réseaux :...............................................................................26 5. Les rames : .............................................................................................................27 6. La signalisation et les télécommunications :...........................................................28
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7. Poste de commande à distance : ...........................................................................30 8. L’alimentation électrique : .......................................................................................31 9. La maintenance : ....................................................................................................32
II. Difficultés rencontrées : ..............................................................................................33
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Liste des figures
Figure 1 : Temps de parcours sur la LGV Est européenne....................................................20 Figure 2 : Structure de la plate-forme de la ligne ...................................................................25 Figure 3 : Schéma d’un talus de déblai ..................................................................................26 Figure 4 : Mise en place des rails sur les traverses ...............................................................27 Figure 5 : Ballast de la LGV Est européenne .........................................................................28 Figure 6 : Les attaches « fast-clip » .......................................................................................29 Figure 7 : Buses hydrauliques................................................................................................30 Figure 8 : Exemple d’écran acoustique ..................................................................................31 Figure 9 : Passage grande faune ...........................................................................................31 Figure 10 : Batrachoduc .........................................................................................................32 Figure 11 : Insertion paysagère du viaduc de Jaulny.............................................................33 Figure 12 : Données de l’OTUA sur les principaux ouvrages d’art de la LGV Est .................35 Figure 13 : Le Viaduc de Jaulny haut de 50 mètres...............................................................36 Figure 14 : Viaduc de la vallée de la Moselle long de 1510 mètres .......................................36 Figure 15 : Le « saut-de-mouton » de Baudrecourt ...............................................................37 Figure 16 : Une tranchée couverte de la LGV Est..................................................................37 Figure 17 : Un système de freinage électrique.......................................................................38 Figure 18 : Une bogie de TGV ...............................................................................................39 Figure 19 : Une rame POS en gare de Luxembourg..............................................................41 Figure 20 : Une rame ICE 3 ...................................................................................................42 Figure 21 : La rame IRIS 320 .................................................................................................43 Figure 22 : Le Poste de Commande à Distance ....................................................................44 Figure 23 : Affichage d'une rame en direction de la gare de Tilloy-et-Bellay (Marne)............45 Figure 24 : Pantographe d'une rame duplex ..........................................................................47 Figure 25 : Schéma explicatif de l'alimentation d'une ligne classique....................................48 Figure 26 : L'électricité de la production à la rame de TGV ...................................................49 Figure 27 : Une sous-station électrique..................................................................................50 Figure 28 : Délimitation des zones chez RTE ........................................................................51 Figure 29 : Tableau de Contrôle Optique du CSS..................................................................53 Figure 30 : Salle informatique du CSS...................................................................................54 Figure 31 : Une antenne radio (GSM-R) ................................................................................56
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Figure 32 : Fibre optique (attache verte) et câbles de signalisation (attaches rouge)............59 Figure 33 : repère de changement de canton ........................................................................59 Figure 34 : Le Technicentre Est Européen.............................................................................62 Figure 35 : Rame de TGV en stationnement devant le TEE ..................................................62 Figure 36 : Traitement au niveau d’un pantographe ..............................................................64 Figure 37 : le bâtiment « 6 voies » .........................................................................................66 Figure 38 : Levage simultanée d'une rame de TGV...............................................................67 Figure 39 : Ligne de levage simultané ...................................................................................67 Figure 40 : Logistique d'approvisionnement : les transstockeurs...........................................67 Figure 41 : Vérin en fosse ......................................................................................................68 Figure 42 : Poste de saisie du SYPRAI..................................................................................69 Figure 43 : Nettoyage de la livrée extérieure .........................................................................70 Figure 44 : une motrice de TGV ICE ......................................................................................71 Figure 45 : Structure HBDS de la LGV...................................................................................25 Figure 46 : Structure HBDS des ouvrages .............................................................................26 Figure 47 : Structure HBDS des superpositions de réseaux..................................................27 Figure 48 : Structure HBDS des mobiles ...............................................................................28 Figure 49 : Structure de l'unité de signalisation et télécommunication...................................29 Figure 50 : Structure HBDS du PCD ......................................................................................30 Figure 51 : Structure HBDS du CSS ......................................................................................31 Figure 52 : Transformation du courant THT en HT ................................................................32 Figure 53 : Structure HBDS des installations du TEE ............................................................33
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Liste des annexes
Annexes .................................................................................................................................87
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Glossaire et sigles utiles
CAI : Centre d'Aiguillage Intermédiaire
fibre CTK : Type de fibre optique utilisé pour relier le CSS et les Sous-Stations
CNO : Centre National des Opérations, organe central de la SNCF prenant les décisions
dans les problèmes d’incidents importants sur les voies
CSS : Central Sous-Station
DB : Deutsch Bahn, société nationale de chemin de fer allemande
DIREN : DIrection Régionale de l’ENvironnement
EEX : Etablissement d’EXploitation
EIM : Etablissement Industriel de Maintenance (identique à un EIMM)
EIMM : Etablissement Industriel de Maintenance du Matériel
EMM : Etablissement de Maintenance du Matériel (identique à un EIMM)
EF : Entreprises Ferroviaires
ERTMS : European Rail Traffic Management System, soit système européen de gestion du
trafic ferroviaire.
ETCS : European Train Control System
EVEN : Etablissement lié à l’Equipement
GSM-R : Global System for Mobile communications – Railways
HQE : Haute Qualité Environnementale
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IAC : Installation d’Alimentation de la Caténaire
ICE : InterCityExpress, train allemand reliant Paris à Francfort. Le terme désigne autant la
ligne que les rames.
IPCS : Installations Permanentes de Contre-Sens
ISO : Organisation internationale de normalisation
ITV : Inventaires des Travaux de Visite
GSM-R : GSM – Railway
LN6 : Ligne Nationale numéro 6
LGV : Ligne à Grande Vitesse
LORIENT : Localisation, Orientation des Rames TGV, Informations sur leur ENvironnement
Technique.
LRS : Longs Rails Soudés
MVA : Méga VoltAmpères
MEI : Module d’Enclenchement Informatique. Une des 2 parties d'un PIPC avec une
interface de commande et de contrôle.
OC Train : Organisme de Commande des Trains
OTUA : Office Technique pour l’Utilisation de l’Acier
PAI : Poste d’Aiguillage Informatisé
PAING : Poste d'Aiguillage Informatisé Nouvelle Génération
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PCD : Poste de Commande à Distance
PCV : Poste de Changement de Voie
PCVE : Poste de Changement de Voie avec Evitement
PIPC : Poste Informatique à Technologie PC
PIVOS : Poste Informatisé pour les VOies de Services
PGF : Passage Grande Faune
PPF : Passage Petite Faune
PNR : Parc Naturel Régional
RFF : Réseau Ferré de France
RTE : Réseau de Transport d'Electricité
SEI : Système d’Enclenchement Intégré et transmission voie/machine TVM 430
SNCF : Société Nationale de Chemin de Fer Français
SUGE : SUrveillance GEnérale, correspond à la police ferroviaire
SYPRAI : Système de Protection Assisté par Informatique
TCO : Tableau de Contrôle Optique
TEE : Technicentre Est Européen
TGV : Train Grande Vitesse
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TGV DOM : TGV DOMestique (TGV-R rénové). Les deux termes sont souvent confondus.
TGV POS : Paris-Ostfrankreich-Süddeutschland, Paris - Est de la France - Allemagne du
Sud, en allemand. TGV reliant la gare de Paris Est au sud de l’Allemagne et à la Suisse.
TGV-R : Train Grande Vitesse Réseau. TGV capable de circuler uniquement sur le territoire
français.
TVM (430) : Transmission Voie-Machine
VFE : Voyage France Europe, répond à la logique concurrentielle et longue distance des
voyages dans l’Union Européenne.
ZNIEFF : Zone Naturelle d’Intérêt Ecologique Faunistique et Floristique
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Lexique
BESIX : société belge constructrice du Technicentre Est Européen.
Bogie : chariot situé sous un véhicule ferroviaire, sur lequel sont fixés les essieux (et donc
les roues). Il est mobile par rapport au châssis du véhicule (locomotive, wagon ou voiture) et
destiné à s'orienter convenablement dans les courbes
Caisse : équivalent du wagon pour un TGV.
Caténaire : fil de contact qui surplombe toutes les voies ferrées électrifiées. Chez les
cheminots, ce terme recouvre toute l'installation suspendue.
Corail : train longue distance, composé d’une locomotive et d’un nombre variable de wagons.
KVB : Système qui contrôle en permanence la validité de la vitesse et de l'accélération d'un
train par rapport aux données qui lui sont apportées régulièrement depuis des organes du
train et de la voie.
Mistral : IHM du Poste de Commande à Distance
Motrice : Locomotive d’un TGV
Neudorf : Localisation de l’EIMM de Strasbourg
Pantographe : dispositif articulé qui permet à une locomotive électrique de capter le courant
par frottement sur la caténaire.
Rame : Ensemble de 2 motrices, séparées par 8 caisses dans le cas du TGV Est.
Transstockeur : Robot effectuant l’intermédiaire entre le stockage et les activités de
préparation de commande ou de production.
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Introduction
Pendant plus de 20 ans, les habitants de l’Est de la France ont attendu la réalisation d’une
promesse qui leur tenait à cœur : la construction d’une Ligne ferroviaire à Grande Vitesse
reliant les principales villes à la capitale française. Au cours de l’an 1992, les prémisses du
projet ont eu lieu avec la signature des accords internationaux entre la France et l’Allemagne
essentiellement. Débutés en 1999, les travaux se sont étalés sur 8 ans. Lancée le 10 Juin
2007, la Ligne à Grande Vitesse Est Européenne s’étend de Vaires-sur-Marne (Seine-et-
Marne) à Baudrecourt (Moselle). Elle relie la capitale française à la Ruhr ou à l’Autriche, à
travers la Bavière.
Cette LGV présente toutes les dernières innovations du domaine ferroviaire, parmi
lesquelles, la gestion de la signalisation et la transmission d’informations par le système
international ERTMS. De plus, la Ligne à Grande Vitesse est construite dans des normes
respectueuses de l’environnement et du bien-être des populations traversées. Dans ce but,
les architectes ont construit de véritables œuvres d’art tout au long de la ligne pour influer le
moins possible sur la vie des milieux traversés.
Pour gérer tout ce réseau, la SNCF a mis en place un complexe situé sur l’axe Nancy-Metz,
à Pagny-sur-Moselle. Y est situé deux éléments essentiels pour la ligne :
• le Poste de Commande à Distance, qui gère les incidents et assure la bonne
circulation des rames, sur la ligne.
• le Central Sous-Station, qui a pour mission de gérer l’alimentation électrique
l’ensemble de la ligne.
La SNCF a mis sur pied pour l’exploitation de la ligne un système de maintenance à la pointe
de la technologie. Les rames TGV du réseau Est sont entretenues au Technicentre Est
Européen situé à Pantin à la sortie du terminus de la ligne situé à la gare de l’Est.
Toute cette étude sur cette Ligne à Grande Vitesse a conduit à la réalisation d’une structure
HBDS, permettant une meilleure compréhension des interconnections composant les
éléments de la Ligne à Grande Vitesse Est Européenne.
16
Chapitre 1 : La présentation de
la LGV Est Européenne
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I. Historique du projet
1. Les autres TGV :
1981 : Mise en service du TGV Sud-Est
1989 : Mise en service du TGV Atlantique pour la desserte de la Bretagne
1990 : Desserte du Sud Ouest par le TGV Atlantique
1993 : Mise en service du TGV Nord
2. Première phase du projet :
1984 : la région Alsace demande la réalisation d’une étude pour la création d’une ligne à
grande vitesse, qui aurait pour objectif de se prolonger de l’autre côté du Rhin.
1986 : la ligne est déclarée comme ayant un intérêt mineur en comparaison aux TGV
Atlantique et Nord par le ministre de l’équipement.
1989 : première présentation du tracé complet de la ligne par le rapport Essig. Pour la
première fois de l’histoire, les collectivités locales acceptent de prendre à leurs charges une
part conséquente du financement du projet. 1996 est fixée comme date finale des travaux.
Décembre 1990 : Le Conseil des Ministres de la Communauté Economique Européenne met
en valeur le caractère européen de ce projet de ligne à grande vitesse.
Avril 1992 : Le projet est incorporé au schéma directeur des lignes à grande vitesse. Ainsi, le
TGV Est Européen est classé parmi les projets prioritaires.
Mai 1992 : Au cours du sommet de La Rochelle, les dirigeants français et allemands se
mettent d’accord sur une construction simultanée des pans lorrain et alsacien de la ligne, et
une coordination de la mise en œuvre des lignes grande vitesse reliant Paris à Francfort.
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Septembre 1992 : Les états français et luxembourgeois signent un accord à Metz, prévoyant
le rattachement du Grand-duché à la ligne de TGV et le déblocage de crédits dans le budget
luxembourgeois pour financer la réalisation du projet de raccordement.
Septembre à Novembre 1994 : Durant ces 3 mois, les institutions publiques mènent
l’enquête d’utilité publique.
Décembre 1994 : L’Union Européenne déclare, au cours du sommet européen d’Essen, que
le projet TGV Est Européen est une priorité et prend une décision sur le principe même de
sa mise en œuvre.
Mai 1996 : L’état français déclare le projet d’utilité publique.
Février 1998 : L’état met en place un plan de financement global du projet, dans lequel il
tient une part non négligeable des rentrées d’argent.
1998 : La réalisation de la première phase du projet prévoyant une ligne de 270 km reliant
Vaires-sur-Marne à Vandières est décidée dans le principe par le Comité d’Aménagement du
Territoire. Plus tard, le site de Baudrecourt remplacera celui de Vandières en tant que limite
est de la ligne.
Janvier 1999 : Signature entre les différents acteurs du dossier (l’état, les collectivités
territoriales, Réseau Ferré de France et la SNCF) du plan de réalisation et de financement
de la première phase du projet. Y est confirmé : la réalisation de la ligne à grande entre
Vaires-sur-Marne et Baudrecourt, la mise en place d’études sur le second tronçon reliant
Baudrecourt à Vendenheim, les acquisitions de terrains au cœur de la région alsacienne et
le plan de financement de la première phase du projet.
Novembre 2000 : Signature entre l’état, les collectivités locales, la SNCF et RFF de
l’intégralité du financement du projet dans les moindres détails.
Fin 2001 : Le ministère des transports autorise le déblocage des fonds alloués au projet,
après l’approbation des projets techniques. La réalisation du projet peut enfin démarrer.
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15 Mars 2007 : Inauguration de la première partie de la ligne à grande vitesse Est
Européenne.
10 Juin 2007 : Mise en service du premier tronçon de la ligne à grande vitesse.
3. Seconde phase du projet :
2004 : Une mission de financement de la seconde phase du projet est mise en place. Elle
conclura sur un coût de 96 millions d’euros, dont 46 seront supportés par les collectivités
locales. La durée du projet est estimée à 4 ans.
Janvier 2007 : Le plan de financement des études et travaux préparatoires à la réalisation de
la seconde phase du projet est signé. Elle comprend une ligne de 106 km entre Baudrecourt
et Strasbourg.
2010 : Date prévue de début des travaux de la Ligne Grande Vitesse entre Baudrecourt et
Vendenheim, sur 106 km.
2014 : Mise en service prévue du second tronçon de la LGV Est Européenne. Alors, Paris et
Strasbourg seront à moins de 2 h l’un de l’autre.
4. Construction de la ligne :
Janvier 2002 : Lancement des travaux de génie civil, première étape de la construction de la
ligne à grande vitesse.
Octobre 2004 : Gilles de Robien, ministre des transports pose le premier rail du projet à
Saint-Hilaire-Au-Temple, dans la Marne.
Septembre 2006 : Dominique De Villepin met en place le dernier rail de la voie à Chauconin-
Neufmontiers en Seine-et-Marne.
Janvier 2007 : Mise sous tension de l’ensemble de la ligne.
Février 2007 : Ouverture du centre névralgique de la ligne de TGV Est Européenne : le
Poste de Commande à Distance (PCD) de Pagny-sur-Moselle (54).
2012 : Ouverture prévue de la nouvelle gare Lorraine TGV, à Vandières. Il s’agit d’un lieu
d’interconnexion des TER, du réseau routier avec l’autoroute A31 et de la ligne TGV. Elle
remplacera l’ancienne gare située à Louvigny, qui avait comme principal défaut d’être
éloigné du réseau ferré classique.
II. Contexte du projet
La LGV Est Européenne a été mise en service le 10 juin 2007. Les trains desservent 20
villes de l’Est de la France ainsi que quelques villes européennes (Francfort, Munich, Zurich,
Luxembourg, Londres…), à la vitesse de 320 km/h ; ce qui représente la plus grande vitesse
commerciale jamais atteinte pour un train. L’inauguration du TGV Est européen, représente
donc à la fois une avancée technologique importante mais regroupe également des enjeux
économiques, touristiques indéniables en réduisant les temps de trajet de 30 à 50% sur
toutes les villes desservies.
Figure 1 : Temps de parcours sur la LGV Est européenne
20
21
Ce projet avait pour principal but de remédier à l’isolement de certaines régions de l’Est de la
France, et participe donc largement à l’amélioration des réseaux de transport en France
comme en Europe. Sur la partie française de la ligne, pas moins de 3 nouvelles gares ont vu
le jour (Champagne-Ardenne, Meuse et Lorraine) auxquelles ils faut ajouter les gares de
Strasbourg et de Paris Est. Bien d’autres gares TGV existantes déjà ont été raccordé en
liaison directe à ce réseau (Nantes, Lille, Bordeaux…).
De nombreux acteurs ont participé au financement de cet immense projet censé accueillir
près de 11 millions de voyageurs par an parmi lesquels :
- l’Etat
- 17 collectivités locales (régions, départements, villes et agglomérations)
- l’Union européenne, le Grand Duché de Luxembourg
- RFF et la SNCF
Au total, tous ces acteurs ont apporté un financement de 3 125 millions d’euros. RFF en est
le maître d’ouvrage et la maîtrise d’œuvre de la ligne a été répartie en 8 lots et celle des
équipements ferroviaires a été attribuée à la SNCF. C’est en tout, près de 11000
intervenants dont plus de 100 métiers différents, qui ont participé au projet TGV Est.
52 rames TGV sont dédiées aux liaisons sur la LGV Est Européenne, dont 19 rames TGV-
POS tricourant (Paris-Ostfrankreich –Süddeutschland), qui assurent les liaisons jusqu’en
Suisse et à Munich notamment et 33 rames TGV-R bicourant. Il faut ajouter également 6
rames de l’ICE (InterCityExpress) qui est le train grande vitesse allemand de la Deutsche
Bahn (équivalent allemand de la SNCF).
Le premier tronçon de la ligne qui va de Vaires-sur-Marne à Baudrecourt, long de 300 km, a
été achevé début 2007. La 2ème phase du projet, la réalisation du second tronçon entre
Baudrecourt et Strasbourg, débutera en 2010 pour une mise en service prévue en 2014.
1. Les gares TGV :
3 nouvelles gares TGV ont vues le jour lors de l’élaboration de la LGV Est européenne. Il
s’agit des gares :
- Champagne-Ardenne TGV
- Meuse TGV
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- Lorraine TGV
Elles permettent des haltes respectivement en Champagne, en Lorraine et dans la Meuse.
Contrairement aux gares déjà présentes à Strasbourg ou à Paris, elles sont en pleine
campagne et doivent s’intégrer à l’environnement. La gare Meuse a, par exemple, une forme
bien caractéristique et est construite majoritairement en bois.
En outre, des aménagements spéciaux ont été effectués sur une vingtaine de gares
existantes en vue de pouvoir accueillir le TGV en plus des trains Corail et TER. Les 2 gares
terminus (Paris-Est et Strasbourg) ont été entièrement rénovées.
La SNCF a pour cela confié la maîtrise d’ouvrage de ces gares à la DDGE (Direction
générale des Gares et de l’Escale). Le choix de ces gares s’est fait de manière à assurer la
meilleure desserte possible de l’Est de la France. Elles doivent être à la pointe de la
technologie, notamment du point de vue de la signalétique et de la communication en
général, et apporter des perspectives d’évolution pour le futur.
Les gares TGV les plus importantes se doivent d’être des plaques tournantes entre différents
modes de transport. Il peut ainsi s’agir d’un immense complexe destiné à gérer le flux de
milliers de passagers comme c’est le cas à la gare de l’Est à Paris ou à la gare de Marne-la-
Vallée.
Erigée au XIXème siècle, la Gare de l’Est a subi d’importantes rénovations lors de son
intégration à la nouvelle LGV Est européenne. Les travaux ont, en même temps, également
concerné les accès au réseau de métro.
La gare TGV de Strasbourg a également entièrement été repensée. C’est là aussi une
imposante infrastructure où se croisent un nombre incalculable de réseaux de transport (bus,
tramway, pistes cyclables,…).
23
Chapitre 2 : Description des
composants
24
I. La Ligne Grande Vitesse
La LGV (Ligne à grande vitesse) Est européenne possède une multitude de composants. En
dehors de l’alimentation électrique, de la signalisation, il s’agit ici de la voie en elle-même
ainsi que des ouvrages l’accompagnant à savoir les ouvrages d’art nécessaires au
franchissement entre les divers réseaux (hydrographiques, routiers ou ferroviaires) ainsi que
les structures relatives à la prise en compte des problématiques environnementales.
1. Les travaux :
La première phase représente la construction de la ligne entre Vaires-sur-Marne en Seine-
et-Marne et Baudrecourt en Moselle soit 300 km. La seconde va de Baudrecourt jusqu’à
Strasbourg avec correspondance avec l’Allemagne et la Suisse notamment.
Le tracé de la ligne à grande vitesse doit être rigoureusement étudié pour que la pente et la
courbure de la voie soient en dessous d’un seuil limite permettant le passage d’un train à
une vitesse pouvant aller au-delà de 500 km/h. Le relief rencontré n’étant pas toujours
favorable à ce passage, de nombreux remblais ont dû être formé, nécessitant parfois
l’acheminement de plusieurs millions de tonnes de matériaux provenant de carrières ;
l’approvisionnement se faisant le plus souvent à l’aide du train. Une dizaine de carrières ont
ainsi été exploités pour la construction de la LGV Est européenne, et 26 aires de stockage
ont été établies le long des 300 km de voie pour la première étape du projet entre Paris et
Baudrecourt.
Au total, 10 millions de m3 de matériaux nobles ont été extraits dans des carrières, comme
celle de Trapp à Raon-l’étape (Vosges). En plus de cela, d’immenses quantités ont
également été extraites du terrain pour former les remblais et les déblais. Il faut savoir que
50 millions de m3 de terre et autres matériaux ont été extraits pour les déblais, 35 millions de
m3 ont été nécessaires pour les remblais et 21 millions de m3 de matériaux extrait n’ont pas
pu être réutilisés. Ceux-ci ont été stockés dans des dépôts puis restitués pour d’autres
activités ou constructions.
La plate-forme supportant la LGV est constituée d’une multitude de couches :
- une couche inférieure tenant compte des effets de l’eau, son épaisseur peut varier de
50 cm dans les zones humides à 2,5 m dans les zones inondables, elle est
composée de matériaux nobles.
- Une couche de remblai, formée à partir des matériaux récupérés lors de déblais.
- Une couche de forme constituée de matériaux nobles et de 50 cm d’épaisseur
- La sous-couche de 20 à 35 cm sur laquelle sont déposés le ballast, les rails, les
traverses, les caténaires...
Figure 2 : Structure de la plate-forme de la ligne
Les talus de certains déblais sont également constitués de matériaux nobles, on appelle
cette couche le « masque drainant », il permet de contrôler l’écoulement de l’eau afin d’éviter
une inondation comme pour la couche inférieure de la plate-forme.
25
Figure 3 : Schéma d’un talus de déblai
De nombreux ouvrages accompagnent la ligne grande vitesse : des viaducs, des ponts mais
également des ouvrages destinés à la protection de l’environnement… En tout, 338
ouvrages (viaducs, passages pour la faune, etc.) ont été réalisés le long de la ligne.
a) Montage de la ligne :
Le montage de la voie ferrée a été réalisé à la vitesse moyenne de 1200 mètres par jour (soit
600 mètres sur la ligne et 2,4 km de rails), et représente environ la moitié du budget des
équipements ferroviaires (le reste étant partagé entre la signalisation et l’alimentation
électrique), et 12,5% du budget total de la LGV. 3 bases de travaux ont été établies à
Ocquerre (77), à Saint-Hilaire du Temple (51) et à Pagny-sur-Moselle (54), c’est-à-dire une
toutes les 100 km environ. Partant de chacune de ses bases, le montage de la ligne se fait
en aller-retour et se résume en 4 étapes bien ordonnées :
- déroulage des câbles (télécommunications et signalisation)
- installation des poteaux caténaires
- pose des voies
- électrification de la ligne
La pose des voies en elle-même représente la partie la plus délicate du chantier, à savoir
que plusieurs étapes sont nécessaires :
26
- pose d’une voie provisoire avec des traverses en bois et des rails récupérés
d’anciennes lignes de chemin de fer, cette voie permet d’acheminer les matériaux
nécessaires et notamment le ballast et les rails.
- pose des rails et des traverses : les rails sont déposés de part et d’autre de la voie.
La voie provisoire est ensuite démontée puis les traverses sont déposées tous les 60
cm. Les rails sont ensuite soulevés et déposés sur les traverses de manière à les
clipser sur celles-ci grâce aux attaches « fast-clip ».
Figure 4 : Mise en place des rails sur les traverses
- Un train emprunte la voie définitive pour y acheminer le ballast, une portion de la voie
est soulevée pour tasser le ballast au fur et à mesure. L’opération s’arrête une fois
qu’une couche de 35 cm bien compacte a été obtenue.
- Enfin un stabilisateur emprunte à son tour la voie récemment formée pour reproduire
le passage de plusieurs trains de 20000 tonnes sur la voie afin que celle-ci soit prête
pour accueillir des trains à grande vitesse. Les rails sont meulés sur leur partie
supérieure pour éliminer les micro-fissures.
2. Les composants de la voie :
Les rails : ils sont appelés LRS (longs rails soudés) et ont une longueur de 400 mètres. Ils
sont formés en soudant 5 barres d’acier de 80 mètres chacune. Les rails sont soudés entre
eux par soudure aluminothermique pour limiter au maximum le phénomène de dilatation.
27
Une opération que l’on appelle « libération du rail » permet d’homogénéiser les contraintes
subies par celui-ci en le frappant
Les traverses : elles sont constituées de deux blocs de béton reliés par une entretoise
métallique, font 200 kg et peuvent résister à une pression d’une tonne. Un million de
traverses sont nécessaires pour couvrir l’ensemble de la ligne.
Le ballast : il s’use beaucoup plus rapidement sur une ligne à grande vitesse que sur une
ligne classique. Il doit donc être beaucoup plus dur, plus gros et plus solide. Les cailloux ont
donc une taille pouvant varier de 2,5 cm à 5 cm, le tout bien compact n’engendre que des
déformations minimes de l’ordre du millimètre. Une ligne grande vitesse nécessite une
épaisseur de 35 cm de ballast soit 1/3 de plus que pour une ligne normale et il doit être
changé tous les 25 ans au minimum car il se dégrade néanmoins très vite. En tout, environ
3.000.000 de tonnes de ballast ont été utilisés.
Figure 5 : Ballast de la LGV Est européenne
Les attaches « fast-clip » : ce concept nouveau a été introduit pour la LGV Est, auparavant,
des attaches vissées étaient utilisées pour toutes les lignes à grande vitesse. Ce nouveau
type d’attaches permet ainsi de « clipser » les rails directement sur les traverses de béton.
La pose du rail est ainsi facilitée et la solidarité rail – traverse est renforcée même avec les
contraintes exercées lors du passage du train qui exerce une pression sur le sol entraînant
un mouvement de quelques millimètres pour le rail, ce mouvement de va et vient étant
parfaitement sans conséquences pour la bonne tenue de la voie.
28
Figure 6 : Les attaches « fast-clip »
3. Respect de l’environnement :
L’environnement représente de nos jours une problématique fondamentale dans la prise en
compte d’un projet dune aussi grande envergure. Il fallait, lors du tracé de la Ligne Grande
Vitesse Est Européenne, éviter les milieux naturels sensibles mais aussi s’éloigner des
zones habitées. Le train reste l’un des moyens de transport les plus respectueux de
l’environnement, mais il est nécessaire de veiller à l’intégration de la ligne dans le paysage.
Cette question vient s’ajouter à d’autres problèmes techniques : la LGV ne doit par exemple
pas comporter de fortes pentes et des courbes trop prononcées, ce qui prouve bien la
difficulté rencontrée avant de connaître le tracé définitif. Certains parcs ou zones protégées
(ex : le Parc Naturel Régional de la Montagne de Reims et le Parc Naturel régional de
Lorraine) n’ont toutefois pas pu être totalement évités lors de la construction de la ligne. Pour
ces zones sensibles, beaucoup de moyens ont été mis en œuvre pour limiter au maximum
l’impact de la ligne.
En ce qui concerne la protection de l’environnement, 5 aspects fondamentaux ont donc été
pris en compte :
a) La protection des cours d’eaux :
Le but est notamment de se conformer à la loi sur l’eau de 1992. La faune et la flore des
milieux aquatiques doivent être préservés. Les captages d’eau potable doivent également
être protégés. La ligne ne doit pas entraver les écoulements hydrauliques. Dans ce cadre
plusieurs ouvrages peuvent être mis en place :
- les bassins de rétention / d’écrêtement des eaux : ils sont mis en place lorsque la
ligne entraîne une modification sur le bassin versant naturel
29
- les ouvrages hydrauliques : permettent le drainage et favorise donc le bon
écoulement de l’eau et la sécurité des espaces proches, et ce, en prenant en compte
la crue historiquement la plus haute pour un cours d’eau donné. Il peut s’agir de
buses hydrauliques permettant la dérivation de cours d’eau, mais aussi des viaducs
ou d’autres ouvrages…
Figure 7 : Buses hydrauliques
Enfin, il fallait veiller à ne pas altérer la qualité des eaux superficielles ou souterraines
pendant les travaux. Beaucoup d’analyses ont été réalisées dans le but de contrôler si
l’implantation de la ligne n’a pas eu d’incidence sur la qualité des eaux souterraines, du
captage d’eau potable…
b) Lutte contre la pollution sonore :
La première précaution est bien évidement d’éviter au maximum les zones habitées même si
ce n’est pas toujours le cas notamment près de certaines gares. La contribution sonore de la
ligne ne doit pas excéder 60 décibels dans les endroits sensibles entre 22H et 6H. Pour
veiller au respect de cette contrainte, plusieurs solutions sont envisageables :
- les murs anti-bruit ou écrans acoustiques
- buttes de terre
- isolation des façades
30
Figure 8 : Exemple d’écran acoustique
c) Protection de la biodiversité :
Des inventaires sur la faune et la flore concernés par la construction de la LGV ont été
réalisés.
Parmi les espèces animales, les spécialistes ont dressé les listes des batraciens, des
poissons et des oiseaux dans les secteurs concernés, de nombreux mammifères ont
également été inventoriés grâce aux traces qu’ils ont laissées.
Pour leur permettre de se déplacer en dépit de la présence de la ligne grande vitesse,
quelques ouvrages leur sont dédiés :
- Passage grande faune (PGF) : ce sont des passages au dessus ou en dessous de la
voie pour les chevreuils, les cerfs, les sangliers,… Aux abords du passage, des
espèces végétales (arbres fruitiers) ont été plantées pour attirer les animaux et les
inciter à traverser à cet endroit.
31Figure 9 : Passage grande faune
- Passage petite faune (PPF) : pour les renards, belettes, hermines, rongeurs et
hérissons entre autres.
- Batrachoducs : passages sous la voie, pouvant éventuellement servir de buses
hydrauliques et permettant le passage de batraciens, de tritons…
Figure 10 : Batrachoduc
Parfois un milieu naturel tel qu’une mare peut aussi être déplacé s’il est dans l’emprise de la
voie de chemin de fer. Dans ce cas, des spécialistes procèdent au transfert des espèces
animales vers le milieu recréé.
Les espèces végétales protégées sont généralement évitées lors du tracé de la ligne,
toutefois, dans certains cas particuliers, des transferts ont du être faits. Le chantier a du être
balisé de manière stricte pour limiter l’emprise et la dégradation de la flore notamment dans
les zones protégées ou classées de type Natura 2000 (ex : la vallée de la Nied en Moselle),
ZNIEFF (Zone Naturelle d’Intérêt Ecologique Faunistique et Floristique) ou les parcs naturels
de Lorraine et de la Montagne de Reims.
d) Intégration de la LGV dans les paysages :
En accord avec la DIREN et les associations pour la défense de l’environnement, un
aménagement paysagé est apparu nécessaire, pour assurer l’intégration visuelle de la ligne
dans le paysage. Son tracé étant la plupart du temps très linéaire, il y avait en effet un
certain risque de dénaturation. Ainsi, des efforts ont été consentis pour :
- remodeler le paysage,
- végétaliser les abords de la ligne,
- limiter l’impact visuel pour les habitants du secteur,
- intégrer les installations intermédiaires (ex : sous station électrique) et les ouvrages
d’art dans le paysage, etc.
32
Figure 11 : Insertion paysagère du viaduc de Jaulny
dans le Parc Naturel Régional de Lorraine
e) Impacts lors de la construction :
Plusieurs mesures ont été prises par la maîtrise d’ouvrage pour :
- garder le chantier dans un bon état de propreté
- interdire les rejets dans les cours d’eau ce qui implique la mise en place de bassins
de décantation et de fossés de recueil des eaux de ruissellement.
- interdire l’émission de vapeurs, de fumées, de poussières
- limiter le bruit et les nuisances pour les riverains
- ne pas perturber les activités notamment agricoles
- trier et éliminer les déchets, …
f) Préserver le patrimoine archéologique :
En plus des mesures prises pour le respect de l’environnement, le ministère de la culture
avait également chargé RFF, maître d’ouvrage, de financer des fouilles archéologiques sur
les 300 km de la ligne, sur une bande de 60 m. Ainsi, plusieurs découvertes ont été faites
pour des périodes allant du Paléolithique jusqu’à la première guerre mondiale.
33
34
4. Les ouvrages d’art de la LGV Est :
L’OTUA (Office Technique pour l’Utilisation de l’Acier) est responsable de la construction des
plusieurs centaines d’ouvrage d’art répartis le long des 406 km de ligne nouvelle jusqu’à
Vendenheim en Alsace, en comptant les 2 phases du projet.
Les ouvrages d’art (dont ceux destinés à l’environnement) se répartissent comme suit :
- 14 viaducs
- 8 sauts de mouton (franchissement lors du raccordement de voies)
- 53 franchissements de cours d’eau
- 234 ouvrages destinés à la superposition des réseaux routiers et ferroviaires
- 5 tranchées couvertes
- 24 passages faunes
Les principaux ouvrages sont métalliques. Depuis la ligne du TGV Nord, l’acier est largement
utilisé pour les grands ouvrages car il satisfait pleinement aux exigences de la sécurité pour
la grande vitesse. RFF, en tant que maître d’ouvrage, a défini les besoins ; les différents
maîtres d’œuvres ayant assuré la conception de l’infrastructure. L’accent est particulièrement
mis sur l’étude des interactions, entre la voie et l’ouvrage, et des contraintes exercées lors
du passage d’un train. Les principaux ouvrages représentent une masse totale d’acier de
plus de 26000 tonnes, comme le montre le tableau ci-dessous.
Figure 12 : Données de l’OTUA sur les principaux ouvrages d’art de la LGV Est
Ces ouvrages ont des structures bien différentes :
- 13 ouvrages bi-poutres mixtes
- 2 ouvrages quadri-poutres mixtes
- 4 ouvrages à poutres latérales
- 1 ouvrage bi-caissons mixte
- 4 ouvrages à poutrelles enrobées
a) Exemples d’ouvrages d’art construits durant la 1ère phase du projet :
Le viaduc de Jaulny :
Il s’agit du plus haut ouvrage de la LGV Est (50 mètres), de longueur totale 478 mètres, de
largeur 12,3 mètres, il est de structure bi-caissons mixte avec 7 travées. Le tablier a une
hauteur tournant autour de 4 mètres. Ce viaduc franchît la valée de la Rupt du Mad dans le
Parc Naturel Régional de Lorraine. Sa construction a coûté 20,7 millions d’euros et a
nécessité 12 000 m3 de béton.
35
Figure 13 : Le Viaduc de Jaulny haut de 50 mètres
Le viaduc de la Moselle :
C’est le plus long ouvrage (1510 mètres) pour une largeur de 12,5 mètres et une hauteur de
20 mètres. Il est nécessaire au franchissement de la vallée de la Moselle par le TGV. Le
viaduc est quadri-poutres et possède pas moins de 27 piles pour un coût de 55,7 millions
d’euros.
Figure 14 : Viaduc de la vallée de la Moselle long de 1510 mètres
Outre les viaducs, d’autres ouvrages d’art peuvent être cités :
Le saut de mouton :
C’est la structure qui permet à une voie ferrée d’en franchir une autre en vue d’un
raccordement. Le viaduc de Baudrecourt répond, par exemple, à cette fonctionnalité.
36
Figure 15 : Le « saut-de-mouton » de Baudrecourt
La tranchée couverte :
C’est le nom pour désigner les tunnels dans lesquels passe la ligne grande vitesse. Ces
tranchées couvertes peuvent être utilisées passer en dessous de réseaux existants
(autoroutes…) tout en s’adaptant au relief.
Figure 16 : Une tranchée couverte de la LGV Est
II. Les rames
3 types de rames commerciales parcourent la ligne grande vitesse Est Européenne, il
s’agit des :
- 33 rames TGV-R ou TGV Réseau pour les liaisons intérieures
- 19 rames TGV POS pour les liaisons Paris - Munich
- 6 rames ICE 3 de la Deutsche Bahn pour les liaisons Paris – Francfort
37
Chacune des ces rames roule à la vitesse commerciale de 320 km/h. Les rames sont
constituées de plusieurs wagons que l’on appelle caisses, le contact avec le rail est assuré
par les bogies. Elles sont généralement tractables par du courant alternatif pour les portions
de ligne à grande vitesse et par du courant continu pour les portions de ligne normale.
1. Les composants de la rame :
Il ne s’agit pas ici de décrire l’intégralité des constituants d’une rame TGV mais d’évoquer les
principaux.
a) Le système de freinage :
Afin que le freinage soit doux et imperceptible pour les passagers, le système électrique est
privilégié : en freinant, le train renvoie de l’électricité dans le caténaire.
Figure 17 : Un système de freinage électrique
Cependant, un TGV possède toujours un frein électro-pneumatique en cas d’urgence ce qui
lui permet de s’arrêter sur 3300 mètres à la vitesse de 300 km/h. Ce type de freinage
d’urgence entraîne une montée en température des disques de frein très importante (jusqu’à
800°C), il est donc nécessaire d’utiliser des disques à haute énergie pour pouvoir dissiper la
chaleur rapidement. Dans le futur AGV (Automotrice à grande vitesse) qui prendra en 2010
38
la succession du TGV, les disques devraient être capable d’absorber 30 mégajoules contre
24 aujourd’hui.
b) Les bogies :
Il s’agit des chariots sur lesquels sont fixés l’essieu et les roues. Ils sont mobiles par rapport
au châssis de la rame et il s’oriente donc en fonction de la courbe. Ils se situent actuellement
tous sous les voitures mais pourraient bientôt être installés entre les voitures pour limiter le
bruit aérodynamique.
Figure 18 : Une bogie de TGV
2. Les différentes rames de la LGV Est :
a) Les Rames TGV Réseau :
Ce type de rame a été mis en service en 1993 sur la LGV Nord, elles descendent du TGV
Atlantique et circulent donc depuis Juin 2007 sur la toute nouvelle LN6 (LGV Est). Elles sont
constituées de 2 caisses motrices de part et d’autre séparées par 8 voitures passagers, que
l’on appelle également caisses « remorques », pour une longueur avoisinant les 200 mètres
39
40
et une masse totale de 416 tonnes. Les rames TGV sont entièrement fabriquées en acier.
Cette rame est généralement bicourant, c'est-à-dire qu’elle est tractée par du courant
alternatif 25kV 50 Hz sur les LGV et par du courant continu 1500 V sur les autres lignes. Sur
les dessertes à l’étranger, il faut souvent des rames tricourant avec un courant s’adaptant à
la ligne étrangère, par exemple le courant continu 3000 V pour la Belgique et les Pays-Bas
mais ce n’est pas le cas pour celles circulant sur la LGV Est. 33 rames TGV-R bicourant
circulent sur la LGV Est.
Voici quelques autres caractéristiques de cette rame :
- masse totale à vide : 386 tonnes
- puissance : ~ 9000 kW à 25kV
- largeur : 2,90 m
- longueur d’une motrice : 22,15 m
- longueur d’une voiture : 18,70 m
- distance d’arrêt à 300 km/h : 3350 m
- 4 bogies moteurs et 9 bogies porteurs
- 2 pantographes par motrice
- 8 moteurs synchrones autopilotés installés sous la caisse à vitesse maximale de
rotation 4000 tours/minute
- capacité : 377 passagers (dont 116 places en première classe)
- constructeur : Alstom
b) Les Rames TGV POS :
Comme son nom l’indique (POS étant Paris-Ostfrankreich-Süddeutschland), ces rames sont
destinées à desservir l’Allemagne du sud jusqu’à Munich mais aussi la Suisse (Zurich) et le
Luxembourg. Elles sont donc emmenées à rouler sur des réseaux étrangers et doivent
s’adapter en conséquence. En effet, elles possèdent les systèmes de signalisation, de
sécurité et de traction adéquats. Les rames sont en effet tricourant : en plus des courant
alternatif 25 kV et continue 1500 V déjà présent sur la rame TGV-R, elles sont tractables par
le courant alternatif 15 kV 16,7 Hz qui est de rigueur en Allemagne et en Suisse. A part cela,
le TGV POS partage beaucoup de points communs avec le TGV-R. Le principal est qu’une
rame se compose de deux caisses motrices séparées par 8 caisses remorques.
Le record du monde a été établi en Février 2007, sur la LGV Est, par une rame TGV POS
raccourci à 2 motrices pouvant ainsi établir la vitesse de 574,8 km/h. Cette rame a bien sûr
fait des essais sur les lignes allemandes en 2005 et en 2006 pour pouvoir être homologué
par la Deutsche Bahn en vu de son utilisation future.
Figure 19 : Une rame POS en gare de Luxembourg
Les principales caractéristiques d’un TGV POS :
- 8 moteurs asynchrones autopilotés
- masse totale à vide : 423 tonnes
- puissance : 6800 W sur du 15 kV et 9000 sur du 25 kV
- constructeur : Alstom
Le reste n’offrant pas de grande différence avec le TGV-R.
c) Les Rames ICE 3 :
L’ICE est en quelque sorte le « TGV allemand », 6 rames ICE 3 assurant les liaisons entre
Paris et Francfort. De 2002 à 2006, d’importants essais ont été réalisés par la Deutsche
Bahn pour l’homologation en France de l’ICE 3 en vu d’assurer cette desserte sur le réseau
ferré français. 8 véhicules dont 4 motorisés la composent, toutes pouvant accueillir des
passagers. La rame est modifiée de manière à s’adapter aux réseaux français et allemand
comme la rame TGV POS. La partie la plus délicate pour l’adaptation aux LGV françaises
41
reste les pantographes. La rame est quadricourant, à savoir qu’il y a un courant de traction
en plus que la rame TGV POS :
- 25 kV alternatif 50 Hz
- 15 kV alternatif 16,7 Hz
- 3000 V continu
- 1500 V continu
Figure 20 : Une rame ICE 3
Quelques caractéristiques de l’ICE 3 :
- capacité : 440 passagers
- longueur : 200 mètres
- vitesse maximale : 330 km/h (la rame est donc adaptée pour la vitesse commerciale
de la LGV Est à savoir 320 km/h)
- pantographes situés sur la 2ème voiture et non pas sur la motrice comme pour le TGV.
La maintenance de ces rames est effectuée à Francfort-sur-le-Main mais des dépannages
peuvent être fait au Technicentre Est européen en cas de nécessité.
d) La rame de maintenance IRIS 320 :
Il s’agit d’une rame très particulière, entièrement dévouée à la maintenance de la Ligne à
Grande Vitesse. Elle est donc utilisée pour vérifier l’état des infrastructures en faisant toute
une série de mesures à la vitesse de 320 km/h, d’où son nom. Le fait d’effectuer ces
mesures à la vitesse commerciale permet en outre à cette rame de s’insérer dans le trafic
commercial sans le perturber. Le TGV IRIS 320 a une forme parfaitement identique aux TGV
classiques (même nombre de caisses), mais possède 150 capteurs et 20 caméras qui sont
chargés de contrôler dans le détail tous les composants de la LGV à savoir caténaires,
42
signalisation, télécommunications ainsi que la voie en elle-même. Une seule rame est
capable de vérifier 200 000 km de voie chaque année. Une fois les vérifications faites, la
SNCF peut alors lancer des opérations d’entretien de la voie.
Figure 21 : La rame IRIS 320
III. Le Poste de Commande à Distance
La LGV Est Européenne est gérée au quotidien à partir de l’Infrapole Est Européen, situé à
Pagny-Sur-Moselle. Il est constitué essentiellement d’un Poste de Commande à Distance,
qui a pour mission de régenter la circulation des rames sur la Ligne à Grande Vitesse et cela
24 heures sur 24.
Le Poste de Commande à Distance, ou PCD, est composé de 2 parties distinctes : un pour
la gestion des lignes classiques de type TER, l’autre pour celle de la LGV et de ses raccords
aux lignes, dites classiques. Mais, les extrémités de la ligne ne sont pas gérées par le PCD,
mais par les gares qui lui sont rattachées.
Au total, le PCD est constitué de 30 employés. Ils gèrent tous les problèmes survenant sur la
ligne 24h/24. De 6h à 22h, ils ont sous leur direction, la circulation des rames de TGV ; et la
nuit, ils s’assurent que les opérations, de maintenance et d’entretien des voies, se déroulent
sans le moindre problème.
43
Figure 22 : Le Poste de Commande à Distance
Dans ce but, les agents du PCD ont devant eux un Tableau de Contrôle Optique, ou TCO. IL
couvre l’ensemble de la ligne de Vaires-sur-Marne à Baudrecourt, auxquels il faut ajouter les
raccordements aux lignes classiques et la ligne de TER Nancy-Metz. En permanence, 2
opérateurs sont en poste, chacun surveille 150 km de la ligne de TGV. Ils sont supervisés
par un chef de poste. De plus, un opérateur s’occupe, dans la partie droite de la salle, des
lignes de TER.
Ces agents ont devant eux 7 ordinateurs leur fournissant diverses informations, telles que la
trajectoire et la vitesse de l’ensemble des trains circulant sur la voie. Ils utilisent une IHM
(Interface Homme-Machine), nommée Mistral, permettant de transmettre les informations
sous forme de commande, en clair, envers les agents sur le terrain.
A la SNCF, une rame présente un numéro de service. Celui-ci est fixe durant l’intégralité
d’un service de la rame, qui peut durer quelques mois. Ainsi, sur le TCO, les trains sont
localisables grâce à leur numéro de service. Celui-ci est affiché au prochain point de
passage important de la rame et la distance à ce point est matérialisée par une série
d’ampoules allumées, de couleur identique.
44
Figure 23 : Affichage d'une rame en direction de la gare de Tilloy-et-Bellay (Marne)
Les rames sans voyageur ou les rames de maintenance IRIS ont des numéros de service
facilement reconnaissables. Tous les problèmes extérieurs tels que les travaux ou les
incidents électriques sont représentés par des pastilles colorées placées manuellement sur
le TCO.
Le PCD est chargé de répondre à certains types de problème intervenant sur les voies.
Grâce à l’utilisation des capteurs spécifiques, le PCD gère au mieux les évènements, en
dépit de l’absence totale de caméra sur les voies. . Parmi ces détecteurs, on peut citer : un
capteur de boîte chaude sur la voie et un autre de détection des chutes de véhicules.
Suivant le type d’accident, il prend en compte un certain nombre de mesures. Ce système
est en grande partie automatisé. Par exemple, des alarmes sont déclenchées en cas de
variation brusques des variables mesurés par ces capteurs. De plus, des sonneries peuvent
retentir dans les locaux du PCD, pour prévenir les agents en poste d’un évènement plus ou
moins important.
Les communications avec les agents de voirie sur le terrain s’effectuent au moyen de
téléphones GSM-R.
Mais en cas de problème important, le PCD est obligé d’en référer au Centre National des
Opérations (CNO), qui est la seule composante de la SNCF qui dispose du pouvoir de
45
46
décider de l’arrêt éventuel d’une rame en circulation sur la ligne. Pour mener à bien sa prise
de décision le CNO a en sa connaissance un grand nombre d’informations importantes,
telles que le nombre de voyageurs dans le train en question.
Actuellement, les personnels du PCD utilisent leur système informatique pour simuler des
problèmes et leur résolution, particulièrement pour les soucis peu courants sur la voie. De
plus, au niveau de ce réseau informatique, l’obligation première consiste à sauvegarder de
manière efficace les données des ordinateurs. Ainsi, toutes les données sont enregistrées
régulièrement sur un serveur central, de manière immédiate toutes les 8 heures, puis à plus
long terme tous les 8 jours. Les données de maintenance sont archivées à très long terme. Il
faut ajouter que les conversations GSM-R entre le PCD et les agents sur le terrain, chargés
de l’entretien et de la maintenance des voies, sont archivées sur plusieurs années.
Pour une ligne aussi grande que la LGV Est Européenne, le fait que tout soit informatisé
constitue une nécessité pour pouvoir contrôler de manière efficace l’ensemble du trafic. De
plus, il y a quelques tâches automatisées comme la gestion du TVM, et d’autres qui sont
amenées à le devenir telles que les procédures de maintenance, la fermeture d’une voie, et
les modifications d’itinéraire.
IV. L'alimentation électrique de la LGV Est Européenne
Une ligne de TGV n’existe pas sans une composante essentielle : l’alimentation électrique
de la caténaire. Une rame de TGV ne peut circuler sur sa voie sans un ampère de courant
électrique. Mais, comment la caténaire est-elle alimentée, comment est-elle relié au réseau
national français ? De plus, qui gère l’alimentation de la ligne au jour le jour ?
1. L’alimentation électrique tout au long des 300 km de la LGV Est Européenne :
Une rame de TGV a besoin d’une alimentation constante et fiable. Attention, par constante, il
ne faut pas comprendre que les rames fonctionnent en courant continu, mais que le courant
alimentant les caténaires, et donc le moteur, ne doit pas subir de discontinuités.
a) Description du type de courant et de la caténaire :
Sur la Ligne à Grande Vitesse, une rame de TGV est alimentée par un courant alternatif de
25.000V et 50Hz, dit courant de traction. Le moteur de la rame est relié au réseau électrique
par de nombreux intermédiaires. Tout d’abord, la rame est alimentée par la caténaire (ou fil
de contact) par l’intermédiaire du pantographe de la motrice. Tout au long du trajet, le
pantographe est en contact avec la caténaire.
Figure 24 : Pantographe d'une rame duplex
47
La caténaire, constituée de 1200 km de
câbles de cuivre, est placée à 5,08 m au
dessus du sol grâce à l’utilisation de 12000
poteaux caténaires. Ce fil de contact, de
150 mm2 de section, est maintenu à cette
hauteur par l’intermédiaire d’un fil porteur,
lequel mesure 116 mm2 de section
seulement.
Les exigences de la SNCF quant aux
caractéristiques du courant de traction
imposent une certaine disposition des
infrastructures électriques. C’est dans cette
optique que s’inscrivent les postes de
traction électriques. Ils sont placés le long
des voies de manière à alimenter
périodiquement les caténaires. Cette
alimentation s’effectue au moyen d’un
autotransformateur par voie, lequel s’isole, à
tout moment, grâce à un sectionneur. Au
nombre de 44 sur l’ensemble des 300 km de
la ligne, les autotransformateurs sont eux-
mêmes réalimentés par un câble, nommé
feeder. Ce dernier est également à une
tension de 25 000V. Etant en opposition de
phase par rapport à la caténaire,
l’alimentation de la rame s’en voit renforcer
avec une tension de 50 kV.
Figure 25 : Schéma explicatif de l'alimentation
d'une ligne classique
Ces 44 autotransformateurs sont alimentés par les sous-stations, qui sont le coeur de
l’alimentation électrique de la LN6.
b) Les sous - stations :
Les sous-stations sont au nombre de 5 sur l’ensemble de la ligne. Réparties de manière
uniforme de Vaires-sur-Marne à Baudrecourt, elles sont implantées tous les 60 km, dans les
communes de :
48
• Penchard (Seine-et-Marne, Point Kilométrique 22)
• Vézilly (Aisne, PK 88)
• Cuperly (Marne, PK 151)
• Les Trois Domaines (Meuse, PK 212)
• Vandières (Meurthe-et-Moselle, PK 270)
La mission unique d’une sous-station consiste à transformer le courant THT - fourni par RTE
en courant compatible pour la circulation des rames de TGV - et de le distribuer à la
caténaire. Cette alimentation par le réseau THT (225 kV ou 400 kV) est due à la puissance
importante demandée par la LGV.
Figure 26 : L'électricité de la production à la rame de TGV
Cette puissance variable selon la sous-station :
• La plus puissante est celle de Penchard, alimentée en 400 kV. Elle délivre une
puissance de 65 MVA. Elle sera menée plus tard à fournir une puissance de 80 MVA,
avec l’augmentation de la vitesse d’exploitation commerciale à 350 km/h,. Sa masse
totale est de 130 tonnes.
• Ensuite, sous 225 kV, viennent les sous-stations de Vézilly et de Trois Domaines.
Elles délivrent actuellement 55 MVA et seront amenées à fournir 70 MVA. Elles
présentent une masse de 80 tonnes.
• Puis, les moins puissantes sont celles de Cuperly et Vandières, qui délivrent
maintenant 45 MVA, pour monter ensuite à 60 MVA. Elles sont alimentées par le
réseau 225kV de RTE. Leur masse total est d’également de 80 tonnes
49
Figure 27 : Une sous-station électrique
Chaque sous-station comprend trois transformateurs géants. L’un permet d’alimenter sa
partie Ouest de la ligne, le deuxième fournit de l’énergie sur la vingtaine de kilomètres qu’il
doit alimenter sur son côté Est. Et enfin, il y a un transformateur de secours. En association
avec leur disjoncteur, chaque transformateur a pour rôle de transformer le courant THT
fourni par RTE en courant 25 kV alimentant les caténaires du réseau.
De plus, l’alimentation de la ligne doit être continue. Ainsi, chaque sous-station possède une
double alimentation : une principale et une alimentation de secours.
Il faut ajouter qu’actuellement, les sous-stations ne fonctionnent pas à leur plein régime.
Celui-ci sera atteint lors de l’augmentation à 350 km/h de la vitesse commerciale des TGV
circulant sur la ligne.
Mais, pour gérer toutes ces sous-stations, la SNCF a mis en place à Pagny-sur-Moselle, un
pôle chargé entre autre de gérer l’alimentation électrique de toute la voie : un Central Sous-
Station.
2. La gestion du réseau électrique :
En France, il existe depuis 2000 une séparation importante dans le domaine de l’énergie
électrique. Depuis 1° juillet 2000, et encore avec plus de mission, après le 9 août 2004, la
société anonyme RTE gère et entretient l’ensemble du réseau de transport de l’énergie
électrique sur le territoire français. Filiale d’EDF, elle se différencie de celle-ci en ne
s’occupant pas de la partie production de l’électricité.
50
a) Un réseau Est important :
Le réseau Est de RTE est l’un des plus grands de France.
Figure 28 : Délimitation des zones chez RTE
Il est composé de :
• Lignes Très Haute Tension :
3 600 km en 400 000 volts
4 100 km en 225 000 volts
200 km en 150 000 volts
• Lignes Haute Tension
8 200 km en 90 000 et 63 000 volts
Il existe une norme française obligeant à respecter une distance minimale entre les câbles
du réseau ferroviaire et ceux du réseau de Haute et Très Haute Tension. Ceci a pour but
d’éviter toutes interférences entre les deux. Or, avant la construction de la ligne, nombre de
câbles Haute et Très Haute Tension passaient au dessus de la ligne de tracé de la future
ligne. Ainsi, RTE s’est vu imposé une mise à jour de ces installations électriques. Ceci a eu
lieu sous diverses formes, telles que des déplacements et rehaussage de pylônes.
Il s’agit de l’une des 2 causes de modification du réseau électrique dans la zone Est du parc
de RTE. La seconde est simple, toute sous-station installée au bord de la LN6 doit être
alimentée, de surcroit en double pour une raison de sécurité.
Ainsi, au total 45 km de lignes THT ont été construites et une vingtaine supprimées pour la
construction de la Ligne Grande Vitesse Est Européenne.
51
52
b) Le Central Sous – Station de Pagny-sur-Moselle :
Le Central Sous-Station, ou CSS, de Pagny-sur-Moselle a comme rôle de gérer l’ensemble
du réseau de caténaires du Nord-est de la France et plus particulièrement l’alimentation de
l’ensemble de la LN6, par l’intermédiaire des sous-stations. Il s’agit du plus grand de France.
Au niveau de la LN6, le CSS gère les 4000 km de caténaires primaires, et délègue la gestion
des caténaires des dépôts et triages, dits secondaires, à d’autres agents.
Mis en service le 30 Janvier 2006, il a remplacé au fur et à mesure les CSS des grandes
villes de la zone. Ainsi, en Juin 2006, il s’est substitué celui de Metz. En Septembre de la
même année, il remplaçait celui de Strasbourg et enfin celui de Paris-Est. Le CSS de Pagny-
Sur-Moselle est prestataire pour Réseau Ferré de France, qui est chargé de gérer tous les
problèmes liés aux voies du réseau ferré sur le territoire.
Le CSS est situé au premier étage des installations de gestion de la ligne, situées à Pagny-
sur-Moselle, en vis-à-vis du Poste de Commande à Distance (PCD). Ils sont situés au-
dessus des installations techniques. Ce bâtiment est fourni en énergie électrique grâce à de
multiples alimentations. Il est branché à deux alimentations indépendantes provenant de
RTE, auxquelles il faut ajouter une alimentation de secours avec un branchement si
nécessaire sur les caténaires de la voie Nancy-Metz passant à une dizaine de mètres du
bâtiment. Ainsi, ce bâtiment de gestion au quotidien des évènements de la LN6 ne peut se
retrouver sans la moindre alimentation, car toutes ces possibilités de secours sont à
agrémenter de l’existence à l’extérieur du bâtiment d’un groupe électrogène de secours
permettant sans problème de gérer les affaires courants en cas de panne de courant.
Le Central Sous-Station gère et surveille les installations électriques à haute tension
alimentant les caténaires sur l’ensemble du réseau ferroviaire du grand Est de la France.
Son personnel est composé d’un directeur, 2 assistants et 16 régulateurs des Sous-Stations.
Travaillant en 3/8, ces 16 agents de la SNCF permettent ainsi un fonctionnement sans
discontinuité de ce centre de contrôle de l’alimentation énergétique de la ligne. La quasi-
totalité ayant travaillé dans les services de maintenance de RFF avant d’arriver à Pagny-Sur-
Moselle, les 16 régulateurs ont l’expérience requise pour intervenir au mieux sur les
problèmes du réseau électrique du quotidien.
Le CSS est composé d’un centre de commande de 300 m2 et d’un Tableau de Contrôle
Optique (TCO) de 18 mètres sur 4, sur le mur du fond de la salle. Au niveau de ce TCO, les
portions de voies hors tension s’affichent grâce à l’apparition d’ampoules de couleur rouge,
orange ou verte. Ainsi, si aucune ampoule n’est allumée, alors tout réseau de l’Est de la
France est sous tension. Chaque opérateur a devant lui 4 écrans. Celui de droite donne les
dernières informations, en fournit l’identifiant de la position et le contenu de la nouvelle. Il
énonce également la position des travaux effectués sur les voies.
Figure 29 : Tableau de Contrôle Optique du CSS
Il existe plusieurs façons de détecter un problème sur les voies. Tout d’abord, RFF a recours
à la technique classique de télémesure, ou mesure des niveaux de tension et intensité sur
les voies par des capteurs. Mais, il utilise également une technique moins électronique, plus
humaine : la détection par un agent de la SNCF situé proche des voies. S’il remarque une
anomalie, il alarme tout de suite le CSS, grâce à l’un des téléphones situé en bordure de
voies. Et alors, éventuellement, le CSS coupe l’alimentation sur ce secteur de voie. Une fois
l’électricité coupée sur cette portion de ligne, le trajet des autres rames se situant en dehors
peut être débloqué par l’utilisation du système IPCS, permettant le changement de voie
d’une rame.
53
De plus, le CSS gère la base de la sécurité sur un point clé de l’alimentation électrique de la
ligne : les Sous-Stations. Si une personne souhaite entrer dans une Sous-Station, pour une
opération de maintenance, elle doit impérativement prévenir le CSS. A l’opposé, si un
individu rentre par effraction dans une Sous-Station, le CSS fait appel à la police ferroviaire
(SUGE). Cela a deux buts : limiter le risque d’altération des outils d’alimentation de la ligne
par une personne extérieure aux services et limiter les dangers, potentiellement mortels,
pour cet individu qui ne se rend peut-être tout simplement pas compte du danger. Toutes les
informations échangées entre le CSS et les Sous-Stations s’effectuent par un réseau de
fibres optiques de type CTK (Circuit Contrôle Commande).
Le CSS repose sur un système informatique performant, comportant :
• un système d’exploitation
• des ordinateurs gérant la HT et les informations relatives aux caténaires
• des postes d’archivage des données
• un ordinateur gérant l’animation du TCO
• un poste de simulation
Figure 30 : Salle informatique du CSS
54
55
Toutes les données, autant venant du PC de Haute Tension que des autres, sont archivées,
grâce à un ordinateur dédié, dit PC d’archivage. De plus, le poste de simulation est composé
d’un Système-Expert.
Le CSS a pour seul but de gérer toute situation, de crise ou non, au niveau de l’alimentation
électrique de la Ligne Nouvelle numéro 6. Ainsi, toute la ligne est sécurisée et ne présente
pas, théoriquement, de danger avec ses installations énergétiques.
c) La maintenance électrique de la LGV :
Alors, que les délais de garantie des installations expirent en l’an 2009, la maintenance des
installations électriques de la voie est devenue une priorité pour RFF.
Au jour le jour, regroupés dans 4 secteurs de maintenance répartis tout long de la ligne, les
agents de RFF mènent à bien ces travaux de prévention. Les unités de maintenance sont
regroupées en 2 parties : les unités ayant pour but l’entretien des caténaires et les unités
chargées de l’entretien mécanique des Sous-Stations, au nombre de 3. Celles-ci effectuent
très régulièrement des ITV, ou Inventaires des travaux de visite, dans les Sous-Stations de
la ligne pour s’assurer du bon fonctionnement des installations de transformation électrique.
Toute cette maintenance des voies et de ces installations se fait grâce à l’omniprésence des
interventions téléphoniques, grâce au GSM-R. Ces téléphones sont complétés par une
grande densité de téléphone d’alarme sur le bord des voies de la LGV Est Européenne,
permettant ainsi à tout agent de prévenir en cas de problème sur le terrain.
V. La signalisation et les télécommunications
1. Télécommunications :
Elle s’articule autour du Poste de commande à distance (PCD) et du Central Sous Station
(CSS) et permet d’établir la communication entre les trains et la voie. Les informations
circulent à travers un réseau de fibres optiques qui relient des mâts radios distants de 6 km
les uns des autres.
Figure 31 : Une antenne radio (GSM-R)
La communication entre ces mâts radios et les trains s’effectuent ensuite par le système
GSM-R (Global System for Mobile communications – Railways) qui est une technologie sans
fil par ondes hertziennes. Les fréquences utilisées sont propres au rail.
Pas moins de 65 mâts radio ponctuent la LGV Est Européenne et sont reliés par une fibre
optique pour une longueur logiquement égale à la longueur totale de la ligne (300 km).
2. Signalisation :
La signalisation est bien évidemment un aspect capital de l’exploitation de la ligne puisqu’elle
garantit le fait que les lignes à grande vitesse soient très orientées vers la sécurité.
Deux systèmes sont utilisés :
- la TVM 430 (Transmission Voie Machine) utilisé depuis longtemps en France
- l’ERTMS (European Railway Trafic Management System) qui est utilisé pour la
première fois, en France, par la LGV Est.
56
57
a) La Transmission Voie Machine :
Le système en place s’appelle TVM-430. La position des trains peut être déterminée de
manière assez précise grâce à des petits circuits circulant sur la voie, il y a à peu près 600
circuits de voie répartis le long de la ligne. Leur court circuit par les roues du TGV permet de
connaître le canton (section de 1,5 km) dans lequel il est positionné. Le Poste de commande
à distance calcule alors la vitesse et peut envoyer des instructions sur un écran se situant
dans la cabine du conducteur, cela permet par exemple de savoir à tout moment, quelle est
la conduite à observer dans chaque section, à savoir s’il faut augmenter ou réduire sa
vitesse.
Au sol, il y a environ un calculateur tous les 12 km et ceux-ci envoient des signaux à un autre
calculateur présent sur le train. Les signaux sont encodés en courant alternatif à travers le
rail pour être reçus ensuite par le train. Le calculateur du train effectue par la suite des
traitements nécessaires pour obtenir les informations à afficher sur les écrans destinés au
conducteur. Le signal décodé a la forme d’une chaîne de 27 bits contenant les diverses
informations :
- vitesse
- déclivité (pente moyenne sur un canton)
- longueur du canton
- réseau ferroviaire emprunté (en fonction du pays traversé)
- code de vérification (pour vérifier l’intégrité des données transmises)
b) L’ERTMS :
On peut le traduire en français par Système européen de surveillance du trafic ferroviaire. Ce
nouveau système est tout simplement inédit puisque la LGV Est Européenne est la première
à l’expérimenter en France. Il a pour but tout d’abord d’uniformiser la signalisation entre les
différents pays, il s’agit ici d’un indéniable avantage puisque le TGV Est est, on le sait,
amené à circuler en Allemagne et en Suisse entre autres.
L’ERTMS se décompose en deux parties :
- Le GSM-R déjà explicité précédemment
58
- L’ETCS (European Train Control System) : un ordinateur à l’intérieur du train (plate-
forme EUROCAB) est chargé de comparer la vitesse actuelle du train avec la vitesse
autorisée et freine automatiquement le train s’il y a dépassement.
L’ERTMS a comme principal avantage d’uniformiser, on l’a dit, la signalisation mais aussi de
regrouper plusieurs choses et d’éviter d’utiliser beaucoup de systèmes à la fois ce qui n’est
pas très ergonomique. Il assure l’interopérabilité sur tout le réseau ferré européen. En effet,
avant son introduction, plus de 20 systèmes de signalisation différents et totalement
incompatibles en Europe.
On peut décomposer ERTMS en plusieurs niveaux :
- Niveau 1 : Des émetteurs, que l’on appelle des balises standards (ou eurobalises),
sont réparties sur la voie et permettent au conducteur de connaître en temps réel la
limitation de vitesse. A chaque fois que le train passe sur une balise, il reçoit en effet
toutes les informations nécessaires, les balises étant contrôlées par un poste de
contrôle (PCD).
- Niveau 2 : Les informations sont transmises par radio (GSM-R) en non plus par les
balises.
- Niveau 3 : Chaque train envoie lui-même sa position en temps réel, les balises ne
servent plus qu’à donner la position exacte. Ce niveau est actuellement en phase de
développement.
C’est l’ETCS niveau 2 qui est appliqué pour la LGV Est entre Paris et Baudrecourt.
L’essor du positionnement par satellite :
Le fait de connaître la position de chaque train en temps réel est bien évidemment un enjeu
capital pour le futur, c’est pour cela que la navigation par satellite et l’avènement de Galileo
constituent donc des apports fondamentaux pour le transport ferroviaire en Europe.
c) La signalisation sur la voie :
En plus de la pose de la voie, il a fallu bien évidemment installer tous les équipements
spécifiques à la signalisation :
- 4000 km de câbles de signalisation : il y a en gros une dizaine de câbles à côté de la
fibre optique.
Figure 32 : Fibre optique (attache verte) et câbles de signalisation (attaches rouge)
- 1000 panneaux de signalisation
- 17 postes de signalisation
Sur la voie, on peut trouver des repères permettant de matérialiser les limites de cantons, les
itinéraires de manœuvres ainsi que des panneaux pour annoncer l’entrée ou la sortie d’une
ligne à grande vitesse.
Figure 33 : repère de changement de canton
59
La signalisation sur la voie n’est plus efficace dès lors que la vitesse excède 200 km/h, en
effet, l’œil humain ne peut pas percevoir les panneaux à cette vitesse, il devient alors
nécessaire sur les LGV d’intégrer la signalisation dans la cabine du conducteur.
d) La signalisation en cabine :
Elle s’appuie sur le principe de la Transmission Voie Machine expliqué plus haut. La vitesse
maximale autorisée sur une section (canton) est la principale information relayée mais il peut
éventuellement y en avoir d’autres (ex : baisser le pantographe).
Exemple 1 : L’affichage du signal ci-dessous indique que la vitesse maximale jusqu’à la fin
du canton est de 300km/h.
Exemple 2 : L’affichage ci-dessous indique que le train ne devra pas excéder 160 km/h sur le
prochain canton.
Exemple 3 : Ce dernier signal indique au conducteur qu’il faut couper le courant pour baisser
le pantographe, cela intervient généralement entre deux zones alimentées par des courants
différents.
Il est à noter qu’un contrôle de vitesse automatique peut être effectué ce qui oblige le
conducteur à respecter les limitations de vitesse.
60
61
VI. La maintenance au Technicentre Est Européen
Le TGV Est est la dernière vitrine de la SNCF. Or, qui dit vitrine, dit un nombre d’accidents et
de problèmes mécaniques réduits au strict minimum sur l’ensemble des 52 rames circulant
sur la LGV Est Européenne. Pour montrer au grand public que la dernière technologie de la
SNCF est sans conteste le grand joyau actuel du transport de voyageurs sur le territoire
national voir européen, la SNCF a mis en place un centre de maintenance des rames du
TGV Est, du tout dernier cri. Basé à la limite des communes de Pantin et de Bobigny, dans le
département de Seine-Saint-Denis, ce Technicentre Est Européen a pour objectif de palier à
tout problème d’importance grande ou non. Ainsi le TGV Est sera toujours un exemple que
notre Société Nationale de Chemin de Fer pourra mettre en avant au cours de ses
nombreuses relations publiques.
1. Présentation générale du TEE
a) Historique
Pour tenir ses critères, la SNCF a décidé de moderniser l’Etablissement de Maintenance du
Matériel de l’Ourcq (EMM), situé à 5 km de la gare de l’Est. Moderniser est un mot qui peut
paraître redondant dans cette histoire quasiment centenaire de l’EMM. En 1911, la gare de
l’Est s’agrandit et pour faire face à un triplement de la clientèle voyageur en 20 ans, passant
alors à 12 millions par an, le site de maintenance des locomotives et wagons commence à
être construit. En 1922, l’EMM est opérationnel. Depuis cette date, il a subi de nombreuses
mises à jour. Au début de l’année 2004, le centre de maintenance a pour mission de gérer
une flotte de 600 voitures Corail et wagons-lits.
L’opération de transformation de l’EMM en Technicentre Est Européen (TEE) dure 4 ans.
Après 2 ans de travaux préparatoires, les premières pierres sont posées en juin 2004.
Seulement 21 mois plus tard, la société BESIX livre à la SNCF ce qui est devenu le 4ème
atelier de maintenance de TGV dans la région Île-de-France.
Figure 34 : Le Technicentre Est Européen
Alors qu’à la fin de l’année 2007, le TEE gère encore la maintenance de 257 wagons
climatisés de type Corail, ce nombre va passer à seulement 150 au début 2008, quand la
52ème et dernière rame de TGV sera livrée. Alors, il sera pleinement actif.
b) Le fonctionnement actuel
Le Technicentre Est Européen s’étend sur une superficie de 28 hectares, dont 19,5 dévolus
aux maintenances et réparations du matériel roulant à grande vitesse et 8,5 aux trains
Corail. De plus, la surface totale recouverte par les installations est de 23000 m2 répartis sur
une longueur de 520 m de longueur, pour 105 m de largeur et 14 de hauteur sous toit.
Figure 35 : Rame de TGV en stationnement devant le TEE
62
Quand le technicentre n’effectuait que la maintenance des Corail, alors seulement 330
agents y étaient employés. Mais, dans le but de réunir l’ensemble des compétences
63
nécessaires à la gestion des rames de TGV, la SNCF a misé sur la formation. Les
connaissances théoriques des uns renforcent les compétences techniques des autres. Le
TEE emploie au début de l’année 2008 580 personnes, réparties ainsi : 70 % d’agents
d’exécution, 25 % d’agents de maîtrise et 5 % de cadres. Parmi les employés, 52% viennent
de l’effectif de la maintenance des trains Corail.
2. La maintenance préventive
Une rame de TGV a été conçue depuis le début pour faciliter sa maintenance. Par exemple,
avec l’aide de ponts roulants, le bloc moteur peut être changé ou seulement réparé en
passant par le toit de la motrice. Pour bien comprendre cette optimisation, il faut moins de 5
heures à trois techniciens du Technicentre pour remplacer un bloc moteur d’une motrice de
TGV, qui pourtant pèse 8 tonnes.
Mais, la maintenance des rames de TGV Est n’est pas unique et peut se voir sur plusieurs
niveaux. Elle est par conséquent exécutée dans divers bâtiments du Technicentre. De plus,
toutes ces réparations et actes de maintenance ne s’envisagent plus sans une présence
d’un système informatique performant, permettant une optimisation de l’organisation des
actes à effectuer.
Le système de maintenance des rames de TGV fonctionne 24h/24 tous les jours de l’année,
sans s’arrêter.
a) Les différents niveaux
Après 25 ans d’expérience de maintenance des rames à grande vitesse et après 100 ans à
accumuler des connaissances dans cet atelier de l’Ourcq, les agents de la SNCF ont mis en
place des schémas d’entretien des véhicules très efficaces. Ceux-ci sont axés sur 4 niveaux
de maintenance préventive clairement définis.
Le niveau 1 de maintenance a pour but de vérifier le bon état de fonctionnement des divers
équipements et les opérations de service :
• Approvisionnement en produits nécessaires pour le confort des voyageurs (papiers,
savon, …).
• Nettoyage autant de l’intérieur que de l’extérieur de la rame.
• Vidange des toilettes
• Approvisionnement des véhicules en eau et sable.
Ce niveau de maintenance est un acte quotidien, qui s’effectue au cours de l’exploitation des
rames.
Le niveau 2 de maintenance consiste en un travail de surveillance de parties spécifiques des
rames, telles que des organes de roulement, des bogies des pantographes ou des organes
sous caisse, comme les systèmes de freinage. Ces vérifications viennent en complément
des systèmes de contrôle au sol ou embarqué. Parmi ceux-ci on peut citer les systèmes
KVB, de contrôle de vitesse, TVM ou Transmission Voie-Machine (système de signalisation
en cabine). Il faut y ajouter le système de signalisation ERTMS utilisé par les TGV POS, qui
circulent jusqu’au Sud de l’Allemagne et en Suisse.
Ces vérifications peuvent entrainer des réglages sur le matériel ou encore des
remplacements de pièces dites d’usure. Tous ces tests se déroulent exclusivement lors du
cycle classique de fonctionnement des rames.
Figure 36 : Traitement au niveau d’un pantographe
Le niveau 3 lui s’effectue à l’extérieur du
cycle normal d’exploitation des véhicules.
Pour cette raison, une rame devant subir
une intervention de maintenance de niveau
3, doit être momentanément retirée du
service courant.
Ces maintenances sont de 2 types : des
interventions correctives à la suite de
défaillance caractérisée d’un organe du
véhicule ou des opérations de maintenance
préventive. Ainsi, lors qu’un organe arrive à
durée de vie échue, il doit être remplacé.
Les aménagements de niveaux 4 portent essentiellement sur l’intérieur des caisses (wagons
d’une rame). Lors d’opérations dites « Confort-Esthétique », qui se déroulent tous les 8 ans,
l’aménagement intérieur de chaque caisse est rénové.
64
65
Mais, pour le TGV Est Européen, la maintenance n’a pas lieu que dans le seul technicentre
de l’Ourcq. Le niveau 1 s’effectue toujours en bout de ligne, c'est-à-dire que ce degré de
maintenance se déroule au Technicentre, mais aussi à Stuttgart et à Strasbourg sur le site
de maintenance de Neudorf. Les opérations de niveau 2 et 3 s’effectuent en quasi-totalité au
TEE (une petite partie des interventions de niveau 2 se déroulent à Neudorf). Alors que
celles de 4ème niveau ont lieu dans les ateliers d’Hellemmes (Nord) pour les rames de TGV-R
et ceux de Bischheim (Bas-Rhin) pour les TGV-POS.
b) Les bâtiments
Les installations du Technicentre Est Européen se découpent en deux grandes parties : les
installations de maintenance des trains Corail, côté Province, et celles du TGV Est installées
du côté de la gare de l’Est. Nous n’étudierons que l’aspect TGV des bâtiments du TEE.
Les installations construites dernièrement peuvent se voir en 7 grandes parties :
1. Le bâtiment comprenant le centre administratif et l’Organisme de Commande des
Trains (OC Train).
2. Le faisceau de préparation des TGV acceptant jusqu’à 400 mètres de trains (utilisé
aussi pour les Corail)
3. Le bâtiment « 6 voies », avec accès « traversant » débouchant de chaque côté du
bâtiment.
4. Le chantier de rétention, situé avant le bâtiment 6 voies.
5. Le bâtiment « 3 voies » composé essentiellement d’un système de levage simultané
et un stockage logistique.
6. Des installations de tour et vérin en fosse.
7. Une machine à laver les rames.
Le bâtiment administratif comprend tout d’abord tous les services de direction du TEE, puis
les bureaux d’ingénierie de production et l’OC Train. Celui-ci contrôle les mouvements de
rames dans le Technicentre, autant à l’intérieur qu’aux moments des entrées/sorties.
Le bâtiment « 6 voies » permet la réalisation de l’ensemble des actes de maintenance de
niveau 2 et 3 sans jamais avoir le besoin de déplacer la rame. Bien sûr, cette performance
ne va pas sans un équipement très bien organisé autour de chaque voie. Il y a des ponts
roulants, des passerelles mobiles élévatrices pour l’accès en toiture des remorques, des
passerelles d’accès fixes pour accès aux toitures des motrices.
Figure 37 : le bâtiment « 6 voies »
Mais, il y a aussi : un réseau d’alimentation en fluides, des boucles d’essais pour la
signalisation en cabine et des caténaires escamotables, pouvant être alimentés par les 3
courants utilisés potentiellement par le TGV Est. Ces derniers peuvent être alimentés par 3
courants différents : du 25 kV et 50 Hz, utilisé sur la LN6, du 15 kV et 16,667 Hz utilisé en
Allemagne et en Suisse et enfin le 1,5 kV continu utilisé sur les lignes classiques françaises.
A l’intérieur du bâtiment les lignes de caténaires sont remplacées par une poutre en
aluminium présentant sous elles un fil de contact. Ils sont escamotables permettant ainsi de
réaliser des opérations de maintenance sur le toit de la motrice sans le moindre danger.
Le chantier de rétention est utilisé pour réaliser des maintenances de niveau 1, telles que
des opérations de diagnostics, des expertises et quelques essais en particulier. Pour
exécuter les manœuvres plus aisément le chantier de rétention s’est vu ajouter de chaque
côté du site, une voie dite « en tiroir ».
Attenant au bâtiment « 6 voies », le bâtiment « 3 voies » est composé de deux installations
de grandes importance :
• Une ligne de levage simultanée permettant de lever une rame de 200 mètres et de
386 tonnes en 10 minutes et avec une précision du millimètre. Ceci constitue le record
mondial en terme de rapport précision-volume-masse. Ainsi, tous les organes de
roulement d’une rame de 8 caisses et 2 motrices peuvent être changés.
66
Figure 38 : Levage simultanée d'une rame de TGV Figure 39 : Ligne de levage simultané
• Une unité de stockage et de distribution automatique par des robots de pièces de
rechange, avec l’utilisation de deux transstockeurs situés en hauteur. Ces derniers
possèdent la capacité de soulever un volume d’une tonne à 10 mètre de hauteur. De
plus, ces transstockeur effectuent jusqu’à 56 mouvements par heure. Cette installation
est une interface directe entre les ateliers et le réseau routier, vecteur du ravitaillement
en pièces de rechange.
Figure 40 : Logistique d'approvisionnement : les transstockeurs
67
De plus, le bâtiment « 3 voies » contient également les unités de traitement des
pantographes, des équipements de toilettes chimiques, des bogies ou encore des sous-
ensembles démontables du TGV. Il faut y ajouter des unités de traitement des groupes de
climatisation, des transformateurs principaux et des cuves de semi-conducteurs (comprenant
un centre de lavage et de test).
Le tour en fosse permet l’usinage simultané des 4 roues d’un même bogie (Chariot situé
sous un véhicule ferroviaire, sur lequel sont fixés les essieux, et donc les roues).
Figure 41 : Vérin en fosse
c) L’informatique aide des lieux
Pour que le TEE puisse coller au plus près de son image de centre de maintenance de toute
dernière génération, toutes les opérations de maintenance sont gérées par un système
informatique nommé LORIENT (Localisation, Orientation des Rames TGV, Informations sur
leur ENvironnement Technique).
Quand un conducteur consulte le guide de dépannage informatisé, alors des informations
sont envoyées directement au TEE. A l’opposé, les agents du Technicentre peuvent à tout
instant interroger une rame en service. Ainsi, quand une rame s’apprête à arriver au
Technicentre pour y subir un acte de maintenance, l’équipe en charge de ce véhicule sait
l’état des pièces du train et est prête à agir dans les meilleurs délais. Ainsi, tous les outils
nécessaires à la maintenance de la rame sont en position optimale autant en distance de la
motrice quand hauteur, alors que la rame n’est pas encore rentrée dans les locaux. Par
conséquent, l’agent n’a plus qu’à se baisser pour démarrer son travail. Grâce à ce système,
les rames de TGV sont immobilisées un temps minimal au Technicentre.
68
Cet outil informatique est en concordance avec la plate-forme logistique du centre, qui gère
plus de 10.000 pièces de rechange, autant pour les TGV que pour les Corail. Ainsi, toute
pièce est immédiatement disponible, par un réapprovisionnement constant des stocks de
pièces de rechange. Donc, les ateliers ne sont normalement jamais pris au dépourvu au
cours de leur opération de maintenance ou de réparation.
A ce système de gestion de l’état des rames, il faut ajouter le SYPRAI (Système de
Protection Assisté par Informatique). Installé dans les bâtiments 3 voies et 6 voies, il assure
la protection des agents contre les dangers électriques et les mouvements des rames.
Figure 42 : Poste de saisie du SYPRAI
De plus, la circulation des véhicules ferroviaires dans l’enceinte du TEE est géré par un PAI
de type PIVOS (Poste Informatisé pour les VOies de Services). Il commande environ 500
itinéraires différents et est complété par un Système Normalisé de Suivi des Trains, ou
SNST. Il y a au final 3 postes d’aiguillage, tous gérés par l’Etablissement d’EXploitation
(EEX) de Paris Est, permettant d’assurer les mouvements sur les voies.
Les maintenances d’une rame sont diverses. Elles commencent par une visite toutes les 72h
en atelier (soit 100 par an). Puis, une vérification de l’état des fauteuils et des éclairages tous
les 7 jours. De plus, un examen complet du pantographe est effectué au minimum tous les
37 jours. Auquel, il faut ajouter un grand entretien programmé tous les 480 000 km. Pour finir
tous les deux ans, chaque TGV fait l’objet d’une révision en détail dans le cadre d’une
grande visite générale.
3. Le nettoyage
69
Une chose est importante pour une entreprise du calibre de la SNCF : la vision qu’ont ses
clients de ses dernières innovations. Par conséquent, il est primordial pour la Société
Nationale de Chemin de Fer Français que les rames de la dernière version des TGV soient
resplendissantes. Cela passe essentiellement par un nettoyage régulier des rames, autant
intérieur qu’extérieur. Rien n’est pire pour un client qu’une rangée de fauteuils sales et un
couloir jonché de papiers d’emballage. Ceci est le meilleur moyen pour la SNCF de perdre
son image de marque auprès du grand public. C’est pour cette raison que l’entretien des
rames tient une part non-négligeable dans les locaux du TEE.
a) Intérieur et extérieur
A tout instant, une rame de TGV Est doit présenter un état de propreté le plus proche de la
perfection. Ainsi, il existe, sur le site de l’Ourcq, une machine à laver réservée au nettoyage
du pendant extérieur des TGV. Chaque rame passe à la laverie de façon quotidienne.
Figure 43 : Nettoyage de la livrée extérieure
De même, l’intérieur des caisses est nettoyé manuellement. Et de plus, une fois par an,
l’ensemble du volet intérieur des rames subit un nettoyage en profondeur. Or, ce souci de
propreté va de paire avec un respect de l’environnement très développé.
70
b) La dimension environnementale
Parmi la grande quantité d’eau utilisée dans la machine à laver, la SNCF a mis sur pied une
station d’épuration et de recyclage des eaux au cœur du Technicentre. Elle permet la
réutilisation de 70% des eaux usées provenant de la machine à laver. Ainsi, la
consommation d’eau du TEE est divisée par un facteur 2.
La SNCF a le souci de l’intégration visuel du site dans l’environnement local. C’est dans ce
but que les bâtiments ont été construits avec l’aide de l’Architecte des Bâtiments de France.
Mais surtout, pour la première fois de son histoire la SNCF a entrepris de respecter une
démarche de type HQE, ou Haute Qualité Environnementale, dans le but de se voir délivrer
une certification ISO 14001.
La SNCF a signée avec son homologue allemand, la Deutsch Bahn, un protocole de
maintenance réciproque. Pour ne citer que cela, les TGV POS et ICE sont entretenus autant
au Technicentre de l’Ourcq qu’à son équivalent de Francfort.
Figure 44 : une motrice de TGV ICE
Grace à tous ces travaux, la SNCF semble en mesure, à travers le site de l’Ourcq, de remplir
son objectif principal pour la LGV Est européenne : de plus de 80% des rames disponibles
en semaine et en dehors des jours de pointe et plus de 90% en période de pointe.
Alors qu’en 1990 un TGV ne parcourait qu’une distance d’environ 240 000 km soit 6 fois le
tour de la terre, en 2005 il en parcourt un équivalent de 10 fois. Le TGV Est va dépasser ce
nombre au cours de son exploitation. Mais pour réaliser ceci un entretien de première qualité
est indispensable. C’est alors qu’on peut voir le rôle majeur que joue le Technicentre Est
Européen dans l’exploitation du TGV.
71
24
Chapitre 3 : Modélisation HBDS
24
I. Description de la structure :
1. Les réseaux :
Nous allons étudier tous les réseaux qui interviennent dans la description de la LGV Est
Européenne à savoir :
- des réseaux électriques
- un réseau de télécommunications (fibre optique)
- le réseau des câbles de signalisation
- la ligne en elle-même (réseau ferré)
- les réseaux se superposant (routier et hydrographie)
Les caténaires supportent 4 types de câbles différents (câble de contact, feeders, câble
porteur et câble de protection aérienne), donc une hyperclasse comprenant ces 4 réseaux a
été nommée CATENAIRE. De plus, les poteaux caténaires figurent comme mobilier de
sommet de ces réseaux. Ce point commun a été pris en compte en ne faisant figurer qu’une
seule fois ce mobilier de sommet qui est donc relié aux sommets des réseaux de
CATENAIRE.
Un autre réseau particulier est, bien évidemment, la voie ferrée puisque son mobilier de
sommet est composé entre autres des gares, d’aiguillages, de changement de voies, etc.
C’est la raison pour laquelle, nous l’avons détaillé. Le réseau ferré est également divisé en
cantons de 1,5 km chacun, c’est pourquoi la classe CANTON figure dans les composants
linéaires du réseau.
Les autres réseaux n’ont pas de particularités dans leur représentation, aussi nous n’en
parlerons que pour leurs interactions avec les autres éléments de la structure.
2. La ligne grande vitesse :
La LGV Est Européenne constitue en quelques sortes l’hyperclasse centrale de la structure.
Elle constitue logiquement le point de départ pour un utilisateur qui désire analyser cette
structure. Elle comporte tous les éléments essentiels de la ligne grande vitesse (les longs
rails soudés, les traverses, les attaches permettant de fixer les rails sur les traverses, la
plate-forme sur laquelle repose la voie, les couches la constituant, les talus sur les côtés).
On a regroupé les matériaux utilisés en deux catégories : les matériaux extraits sur place
lors des travaux et les matériaux extraits depuis des carrières.
En plus de cela, la Ligne à grande vitesse doit respecter des contraintes précises, ce qui
aboutit à la création d’une nouvelle hyperclasse :
- les contraintes liées à la traversée de zones protégées
- les normes à respecter pour le tracé de la ligne : il s’agit des limites de pente et de
courbure de la ligne ainsi que les distances à respecter entre 2 poteaux de caténaires
entre autres.
Enfin deux autres liens très importants concernent la ligne grande vitesse :
- le réseau ferré repose sur la LGV
- la LGV comporte un certain nombre d’ouvrages.
Fixe
Figure 45 : Structure HBDS de la LGV
25
3. Les ouvrages :
Nous avons regroupé les ouvrages de la LGV Est dans une hyperclasse elle-même divisée
en plusieurs autres hyperclasses représentants les différents types d’ouvrages. Il peut s’agir
d’ouvrages pour lutter contre la pollution visuelle, sonore, de l’eau ou d’ouvrages permettant
le franchissement d’autres réseaux par exemple.
- Les ouvrages pour lutter contre le bruit : les murs anti-bruit ou les buttes de terre
protectrices
- Les ouvrages liés à la protection de l’environnement : ce sont surtout les passages
pour la faune
- Les ouvrages hydrauliques : La déviation des eaux liée à l’impact de la ligne entraîne
la construction de buses ou de bassins de rétention.
- Les ouvrages d’art : Ces ouvrages permettent la plupart du temps de répondre à un
problème simple : pour la LGV Est, il n’y a évidemment pas d’intersection (passage à
niveau), mais il faut quand même gérer toutes les superpositions (rivières, routes et
autres voies ferrés entre autres…)
Figure 46 : Structure HBDS des ouvrages
4. La superposition des réseaux :
On a limité le problème à 3 réseaux (réseaux routier, hydrographique et ferré). N’importe
quel ouvrage d’art peut convenir pour un des trois types de superposition (entre le réseau
26
ferré et l’hydrographie, entre les réseaux ferré et routier et entre le réseau ferré de la LGV et
un autre réseau ferré qui peut être une ligne TER par exemple).
Les 3 types de superposition sont gérées par un ouvrage d’art (viaduc, pont, tunnel,…). Il y a
tout de même un ouvrage particulier, le « saut-de-mouton » qui lui, ne permet qu’une
superposition entre 2 réseaux ferré puisqu’il s’agit d’un raccordement d’un réseau ferré
quelconque sur la LGV Est (ex : connexion d’une ligne classique TER empruntée par le TGV
Est).
SUPERPOSITION FER-ROUTIER
SUPERPOSITIONFER-HYDRO
SUPERPOSITION FER-FER
SUPERPOSITIONS
constitue
constitue
cons
titue
OUVRAGE HYDRAULIQUE
BUSE HYDRAULIQUE
BASSIN HYDRAULIQUE
VIADUC
PONT
SAUT DE MOUTON
TRANCHEE COUVERTE
OUVRAGE D’ARTOUVRAGE DE
SUPERPOSITION
Figure 47 : Structure HBDS des superpositions de réseaux
5. Les rames :
Pour modéliser tous les mobiles circulant sur la LGV Est, nous avons fait un regroupement
de classes MOBILE comprenant une classe RAME donnant tous les types de rames (les
rames TGV-Réseau, TGV POS, les rames de maintenant IRIS ainsi que les rames ICE 3 de
la Deutsche Bahn) avec leurs attributs caractéristiques :
- mode de traction (bicourant, tricourant, quadricourant en continu/alternatif)
- nombre de caisses
- longueur, masse,…
27
Chaque rame a donc un certain nombre de caisses (des motrices et des voitures
passagers), la motrice ayant la particularité d’avoir un pantographe permettant d’accrocher le
câble de contact et de capter le courant électrique.
Une hyperclasse permet de décrire un peu plus les constituants d’une rame sans entrer
vraiment dans la structure détaillée d’une rame TGV, il s’agit des principaux éléments allant
du freinage au châssis en passant par les bogies. Nous avons choisi de ne pas détailler plus
les éléments de la rame afin de se cantonner plus sur l’objectif de modéliser la ligne grande
vitesse en elle-même.
Figure 48 : Structure HBDS des mobiles
Une classe CONDUCTEUR a été rajoutée pour pouvoir faire le lien entre le regroupement
MOBILE et un autre regroupement sur le contrôle des trains, en particulier la signalisation.
6. La signalisation et les télécommunications :
L’ensemble de ce qui est mis en œuvre sur la LGV Est en matière de sécurité et de
signalisation est modélisé dans un regroupement UNITE DE CONTROLE.
Il y a une partie signalisation se décomposant en 2 sous parties à savoir :
- la signalisation classique sur la voie : panneaux et feux de signalisation
- la signalisation embarquée spécifique à une LGV : ordinateur à l’intérieur de la cabine
du conducteur
28
Deux systèmes sont utilisés sur la LGV Est Européenne :
- La Transmission Voie Machine qui calcule la position du train et détermine la vitesse
à respecter en fonction, les capteurs renseignent ensuite le PCD qui transmet ensuite
les informations au train par l’intermédiaire d’un poste de signalisation. Le TGV reçoit
des signaux (sous forme d’une chaîne de bits) qui s’affichent sur l’écran du
conducteur.
- L’ERTMS qui se décompose en 2 parties : le GSM-R qui est lié aux mâts radio
répartis le long de la voie et l’ETCS. ERTMS utilise un système informatique nommé
EUROCAB.
MAT RADIO
utilise
reçoit
envoie
utilise
S’appuie sur
S’appuie sur
chaîne
UNITE DE CONTRÔLE
GSM/R
ETCS
POSTE DE SIGNALISATION
TRANSMISSION VOIE MACHINE
CALCULATEUR
SYSTEME ERTMS
SYSTÈME EUROCAB
SIGNALISATION
SIGNALISATION CABINE
ECRAN
SIGNAL
SIGNALISATION VOIE
PANNEAU
FEU
Figure 49 : Structure de l'unité de signalisation et télécommunication
En ce qui concerne les liaisons avec les réseaux, la signalisation voie et les postes de
signalisation sont bien évidemment desservis par les câbles de signalisation, et les mâts
radio sont desservis par le réseau de fibre optique.
L’unité de contrôle est évidemment très lié au Poste de Commande à Distance dont nous
allons maintenant détailler la structure.
29
7. Poste de commande à distance :
Le PCD dispose d’un personnel constitué de chefs de postes et d’opérateurs, ainsi que d’un
système informatique. Ce système dispose d’une IHM et permet de contrôler le Tableau de
Contrôle Optique (TCO) où sont affichées toutes les informations nécessaires au contrôle du
trafic. Le PCD est également emmené à faire beaucoup de simulations d’incidents, de
situations particulières. Les différentes tâches peuvent être modélisables par un lien :
- Il reçoit les données de l’ERTMS provenant des balises sur la voie.
- Il envoie en permanence des données aux trains par l’intermédiaire des postes de
signalisation.
- Il a également pour rôle de gérer les postes de changement de voie (PCV) et poste
de changement de voie avec évitement (PCVE) ainsi que les aiguillages sur le
réseau ferré.
- Il est chargé d’appliquer les décisions prises par le Centre National des Opérations
(CNO).
Figure 50 : Structure HBDS du PCD
30
8. L’alimentation électrique :
La gestion de l’alimentation électrique de la LGV est centralisée par le système informatique
du Central Sous-Station. Donc, il est au cœur du regroupement de classe du CSS, et est
relié à l’ensemble des autres éléments. Il est utilisé par l’ensemble du personnel. Le système
informatique gère le Tableau de Contrôle Optique, qui est la principale interface utilisée par
les agents de la SNCF pour visualiser les évènements sur la ligne. De plus, il gère un
Système-Expert. Il centralise toutes interactions à l’intérieur du CSS.
gère
Figure 51 : Structure HBDS du CSS
31
Le CSS et les sous-stations sont reliés par le réseau de fibres optiques. Les sous-stations
sont groupées dans une hyperclasse « station électrique », les associant aux
autotransformateurs. Les éléments de cette hyperclasse sont mis en relation avec de
nombreux réseaux. En entrée, le réseau THT de RTE alimente les sous-stations, qui par
l’intermédiaire d’un réseau de raccordement alimentent les feeders. Ceux-ci alimentent le
réseau de câbles de contact par l’intermédiaire des autotransformateurs. Les câbles de
contact sont soutenus par les câbles porteurs et protégés par les câbles de protection
aérienne. Tous ces réseaux sont soutenus à une distance suffisante du sol par des poteaux
caténaires constituant une grande partie de leur mobilier de sommet.
S du réseau THT
MS du réseau THT
compose
RTE (THT)
S du réseau HTMS du réseau HT
compose
Réseau de raccordement (HT) 25kV
Transfo
rmé p
ar
alimente
STATION ELECTRIQUE
AUTOTRANSFORMATEUR
TRANSFORMATEUR
DISJONCTEUR
SOUS-STATION
Figure 52 : Transformation du courant THT en HT
9. La maintenance :
Pour respecter la réalité des choses, nous avons séparé notre groupement de classes
« maintenance » en deux hyperclasses.
La première explicite les divers éléments du TEE de l’Ourcq. Elle est séparée en plusieurs
hyperclasses ou classes. La principale hyperclasse explicite les bâtiments du Technicentre.
Nous avons développé les infrastructures de deux d’entre eux : le bâtiment « 3 voies » et le
bâtiment administratif. Nous avons décidé de ne pas nous étendre sur la composition des 3
autres principaux bâtiments du TEE.
La machine à laver assure le nettoyage extérieur des rames. Ainsi, ce nettoyage a été placé
dans une hyperclasse le groupant avec son équivalent à l’intérieur des rames. Nous avons
groupé cette activité avec d’autres sous une hyperclasse nommée « tache de
maintenance ».
L’Etablissement de Maintenance du Matériel est composé également de plusieurs systèmes
informatiques, qui sont regroupés sous une classe « Système Informatique », dans lequel
nous avons incorporé les 3 systèmes informatiques la composant.
La seconde hyperclasse du groupement de classes « maintenance » explicite rapidement la
maintenance des voies. Il y est montré, l’utilisation des téléphones d’alarme situés sur le
32
bord des voies, par les agents de maintenance. Par exemple, ces derniers s’assurent du bon
état des stations électriques.
Figure 53 : Structure HBDS des installations du TEE
II. Difficultés rencontrées :
Réaliser une structure HBDS de grande envergure pose bien évidemment des problèmes de
mise en page. Il a fallu discuter d’un emplacement optimal pour chaque classe, hyperclasse
ou groupe de classe, ce qui n’est pas facile parce qu’il est obligatoire d’avoir à certains
moments des conflits. Toute la difficulté réside dans le fait d’agencer la structure de telle
sorte à ce que le rendu soit agréable à l’œil. En ce qui concerne certains groupements
comme le CSS, le PCD et les signalisation/télécommunications, la représentation du monde
réel n’a pas toujours été très simple non plus. Il a fallu faire des choix sur quels étaient les
composants à intégrer, les liens et les attributs à représenter…
Nous avons par exemple choisi de ne pas du tout parler de gare, de rester très sommaire en
ce qui concernent les TGV mais de mettre l’accent surtout sur la ligne grande vitesse et sur
les installations de contrôle ou de maintenance autour.
Au niveau des TAD, nous n’avons utilisé que des TAD du squelette. Il n’y a en effet
quasiment pas d’objet sur la structure. A un moment se posait la question de savoir si l’on
33
34
pouvait intégrer une classe associée bijectivement à un lien entre classes. (Ex : la classe
SYSTEME INFORMATIQUE est reliée à SOUS-STATION par le réseau de fibre optique, où
l’on aurait pu associer FIBRE OPTIQUE bijectivement au lien relie…). Cette idée a bien
évidemment été abandonnée et au lieu de cela, il y a 2 liens, le 1er reliant le système
informatique du CSS au réseau de fibre optique, le second reliant ce même réseau à la
sous-station.
84
Conclusion
Ce projet de structuration nous a permis de cerner les principales caractéristiques de la ligne
grande vitesse, de faire des choix et de se rendre compte de la difficulté de modéliser un tel
projet en HBDS.
Les interactions entre le CSS, les sous-stations, le PCD, les trains et les différents réseaux
sont en effet assez complexes à modéliser. Certaines informations essentielles n’étant pas
forcément trouvables pour le grand public, la visite du CSS et du PCD à Pagny-sur-Moselle
nous a permis de compléter nos connaissances.
La 1ère phase du projet TGV Est a permis de mettre la Lorraine à 1H30 de Paris et d’offrir à
l’Est de la France une bien meilleure desserte ferroviaire.
Une fois cette 1ère phase achevée, de nouveaux appels d’offre ont été menés pour construire
le 2ème tronçon entre Baudrecourt et Strasbourg. Sur une distance beaucoup plus courte
(106km), la construction de la suite de la LGV devrait avoisiner un coût de 1,7 Milliard
d’euros avec la réalisation de nouveaux ouvrages tels que le Tunnel de Saverne. A terme la
LGV Est prévoit de traverser le Rhin pour rejoindre la ligne grande vitesse entre Karlsruhe et
Bâle.
D’un point de vue plus général, une nouvelle génération de trains s’apprête à voir le jour. Les
Automotrices à Grande Vitesse (AVG) sont en effet destinées à remplacer le TGV d’ici 2010.
Ils se baseront sur un procédé déjà utilisé par la rame POS, qui a établit le record du monde
de vitesse ferroviaire (570 km/k) en 2007 sur la LGV Est Européenne, et également un peu
par les rames ICE 3 de la Deutsche Bahn, c’est-à-dire des essieux motorisés. Cette
technologie permettra à l’AVG de dépasser 350 km/h lors de sa mise en service.
85
Bibliographie
Site officiel de la LGV Est :
http://www.lgv-est.com/pages-externes/documents.html
Site de Réseau ferré de France :
http://www.rff.fr/
Site officiel d’Alstom :
http://www.alstom.com
Site Deutsche Bahn :
http://www.bahn.de/
http://www.db.de/
Site sur le record de 2007 présentant tous les aspects de la LGV Est:
http://www.record2007.com/site/index.php
Site de l’OTUA (Office technique pour l’utilisation de l’acier) http://www.otua.org/expert_pont_lgv_est.htm
Sites sur l’alimentation électrique de la ligne
http://www.prepa-cpe.com/la-vie-a-la-prepa-cpe/exemples-de-projets-
scientifiques/synoptiques/alimentation-electrique-du-tgv.doc/view
http://www.electoursvierzon.fr/C4.html
Les essais sur la LGV Est Européenne :
http://www.essaisrff.com/
Signalisation LGV
http://pagesperso-orange.fr/geillon/trains/signaux/signaux4.htm
Site officiel de l’ERTMS :
http://www.ertms.com/
86
Les principaux point d’ERTMS :
http://europa.eu/rapid/pressReleasesAction.do?reference=MEMO/05/235&format=PDF&age
d=1&language=FR&guiLanguage=fr
87
ANNEXES
Annexe 1Annexe 1 :: STRUCTURE HBDS STRUCTURE HBDS
S du réseau THT
A du réseau THT
D du réseau THT
CL du réseau THT
PA du réseau THT
MS du réseau THT
MPA du réseau THT
limite
délimite
délimite
compose est composé de
est composé de
est composé de
RTE (THT)
S du réseau HT A du réseau HT
D du réseau HT
CL du réseau HT
PA du réseau HT
MS du réseau HT
MPA du réseau HT
limite
délimite
délimite
compose est composé de
est composé de
est composé de
Réseau de raccordement (HT) 25kV
S du réseau FO A du réseau FO
D du réseau FO
CL du réseau FO
PA du réseau FO
MS du réseau FO MPA du CP
limite
délimite
délimite
compose est composé de
est composé de
est composé de
Fibre optique
S du réseau de signalisation
A du réseau de signalisationD du réseau de
signalisation
CL du réseau de signalisation
PA du réseau de signalisation
MS du réseau de signalisation
MPA du réseau de signalisation
limite
délimite
délimite
compose est composé de
est composé de
est composé de
Câbles de signalisation
S du réseau routier
A du réseau routier
D du réseau routier
CL du réseau routier
PA du réseau routier
MS du réseau routier
MPA du réseau routier
limite
délimite
délimite
compose est composé de
est composé de
est composé de
Réseau routier
S du réseau hydrographique
A du réseau hydrographique
D du réseau hydrographique
CL du réseau hydrographique
PA du réseau hydrographique
MS du réseau hydrographique
MPA du réseau hydrographique
limite
délimite
délimite
compose est composé de
est composé de
est composé de
Hydrographie
S du réseau de câble de contact
A du réseau de câble de contact
D du réseau de câble de contact
CL du réseau de câble de contact
PA du réseau de câble de contact
MPA du réseau câble de contact
limite
délimite
délimite
est composé de
est composé de
est composé de
Câble de contact
S du réseau de feeders
A du réseau de feeders
D du réseau de feeders
CL du réseau de feeders
PA du réseau de feeders
MPA du réseau de feeders
limite
délimite
délimite
est composé de
est composé de
est composé de
feeder
poss
ède
possède
S du réseau de CV
A du réseau de CV
D du réseau de CV
CL du réseau de CV
PA du réseau de CV
MS du réseau de CV
MPA du réseau de CV
limite
délimite
délimite
compose est composé de
est composé de
est composé de
Circuit de voie
contrôle
utilise
implique
prend
communique grâce à
MAT RADIO
DECISION
CENTRE NATIONAL DES OPERATIONS
renseigne
Masse totalelongueurpuissanceNombre caisses
POSTE DE COMMANDE A DISTANCE
TABLEAU DE CONTRÔLE OPTIQUE
IHM
CALCULATEUR
UNITE DE SIMULATION
OPERATEUR
PERSONNEL
CHEF DE POSTE
Régule la circulation de
S du réseau de câble porteur
A du réseau de câble porteur
D du réseau de câble porteur
CL du réseau de câble porteur
PA du réseau de câble porteur
MPA du réseau de câble porteur
limite
délimite
délimite
est composé de
est composé de
est composé de
Câble porteur
S du réseau ferré
A du réseau ferré
D du réseau ferré
PA du réseau ferré
MPA du réseau ferré
limite
délimite
délimite
compose est composé de
est composé de
est composé de
Voie ferré
CL du réseau ferré
CANTON
MS du réseau ferré
GAREPOSTE DE
CHANGEMENT DE VOIE
POSTE DE CHANGEMENT DE
VOIE AVEC EVITEMENT
AIGUILLAGE
S du réseau de CPA
A du réseau de CPA
D du réseau de CPA
CL du réseau de CPA
PA du réseau de CPA
MPA du réseau de CPA
limite
délimite
délimite
est composé de
est composé de
est composé de
Câble de protection aérienne
sout
ient
Transfo
rmé pa
r
alimente
Envoie des
données au
relié à chaque Sous-Station par
Relié
au
CSS
par
détermine
est en contact avec
reçoit
Dialogue avec
alimente
alimente
CATENAIRE
SUPERPOSITION FER-ROUTIER
SUPERPOSITIONFER-HYDRO
SUPERPOSITION FER-FER
SUPERPOSITIONS
dessert
Mode de traction
Projet de stucturation
La LGV Est EuropéenneBenoît ANTOINE, Ismaïla GIROUX, Loïc TACHET
Année 2007/2008
com
pose
compose
compose
MOBILIER DE SOMMET SOMMET
ZYX
DOMAINE ARC
Longueur
COMPOSANT LINEAIRE POINT ANNEXE
ZYX
MOBILIER DE POINT ANNEXE
compose
POTEAU CATENAIRE
MS du CATENAIRE
alimente
STATION ELECTRIQUE
AUTOTRANSFORMATEUR
TRANSFORMATEUR
DISJONCTEUR
SOUS-STATION
gère
utilise
dessert
Demande l’appui de
S’effectue sur
Est composé de
entretient
Circule sur
CONTRAINTE
NORME DE TRACE
ZNIEFF
ZONE NATURA 2000
PARC NATUREL REGIONAL
ZICO
ZONE PROTEGEE
MATERIAUX
MATERIAUX DE CARRIERE
MATERIAUX EXTRAITS SUR
PLACE
Est constitué de
Est constitué de
Est constitué de
Fixe
Repose sur
comportePren
d en
com
pte
utilise
assure
SYSTEME INFORMATIQUE
gèreEst composé de
Est composé de gère
utilise
reçoit
envoie
utilise
S’appuie sur
S’appuie surRenseigne
S’appuie sur
renseigne
gère
gèreutilise
constitue
constitue
cons
titue
chaîne
freine
gère
CENTRAL SOUS-STATION
TABLEAU DE CONTRÔLE OPTIQUE
SYSTEME INFORMATIQUE
IHM
SYSTEME-EXPERT
PERSONNEL
DIRECTEUR
ASSISTANT DE DIRECTION
REGULATEUR
CONSTITUANTS DE LA RAME
PANTOGRAPHE CHASSIS
ROUE
ESSIEU
BOGIE
FREIN ELECTRIQUE
FREIN ELECTRO-PNEUMATIQUE
SYSTEME DE FREINAGE
CAISSE
MOTRICE
VOITURE PASSAGER
MOBILE
CONDUCTEUR
RAME
RAME ICE
RAME DE MAINTENANCE
RAME TGV
TGV RESEAU
TGV POS
MAINTENANCE
ETABLISSEMENT DE MAINTENANCE DU MATERIEL
SYSTEME INFORMATIQUELORIENT
OC TRAIN
SYPRAI
INSTALLATION
BATIMENT « 6 Voies »
CHANTIER DE RETENTION
MACHINE A LAVER
BATIMENT ADMINISTRATIFORGANISME DE COMMANDE DES
TRAINS
BUREAU D’INGENIERIE
BATIMENT « 3 Voies »
TOUR EN FOSSE
LIGNE DE LEVAGE
SIMULTANE
TACHE DE MAINTENANCE
SURVEILLANCE GENERALE
REMPLACEMENT DE PIECE
VIDANGE TOILETTES
MAINTENANCE DES VOIES
AGENT DE MAINTENANCE
TELEPHONE D’ALARME
LIGNE GRANDE VITESSE
PLATE-FORME
COUCHE
LONG RAIL SOUDE
TRAVERSE
ATTACHE « FAST-CLIP »TALUS
CAPTEUR
CAPTEUR VENT
CAPTEUR OUVRAGE
CAPTEUR DE CHUTE DE VEHICULE
DETECTEUR DE BOITE CHAUDE ELECTRONIQUE
CAPTEUR RAME IRIS
BALISE ERTMS
INCIDENT
TRAVAUX
ACCIDENT
EXERCICE
SITUATION
PANNE
OUVRAGE
OUVRAGE HYDRAULIQUE
BUSE HYDRAULIQUE
BASSIN HYDRAULIQUE
OUVRAGE POUR L’ENVIRONNEMENT
PASSAGE GRANDE FAUNE
BATRACHODUC
PASSAGE PETITE FAUNE
REMBLAI
OUVRAGE CONTRE LA POLLUTION SONORE
MUR ANTI-BRUIT
BUTTE DE TERRE
VIADUC
PONT
SAUT DE MOUTON
TRANCHEE COUVERTE
OUVRAGE D’ARTOUVRAGE DE
SUPERPOSITION
UNITE DE CONTRÔLE
GSM/R
ETCS
POSTE DE SIGNALISATION
TRANSMISSION VOIE MACHINE
CALCULATEUR
SYSTEME ERTMS
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