Les communications ferroviaires

De la téléphonie filaire le long des voies au GSM-Rail

La télécommunication ferroviaire est née en 1837 avec le train . Au début par télégraphe, elle permettait déjà de connaitre la localisation des trains en gare pour une meilleure régulation. Avec le téléphone filaire, la communication devient plus fluide, les conducteurs doivent cependant descendre de leur train pour pouvoir communiquer à l’aide d’une borne, ce qui nécessite l’arrêt du train.

Les américains, en 1944 à la fin de la seconde guerre mondiale, arrivent en France avec une technologie de communication alors révolutionnaire : le Talkie-Walkie. Ce système radio portatif n’est alors pas maîtrisé en France, son arrivée ouvre la voie à de nombreuses applications, notamment pour le domaine ferroviaire. La SNCF décide d’appliquer ce procédé de télécommunications au réseau ferré français qui sera utilisé dans un premier temps pour les communications dans les gares de triage, entre les agents sur le terrain et les locomotives de manœuvre. Son utilisation se généralise ensuite à toutes les communications de proximité, en gare, ou sur les chantiers. 

En 1976, le système est adapté afin de permettre les échanges entre le personnel roulant, embarqué dans les trains, et les centres de régulation du réseau. C’est cette année-là que les premiers sites Radio Sol Train sont mis en service et que débute l’équipement des motrices en appareils de communication. Les télécommunications ferroviaires sont révolutionnées, La RST, Radio Sol-Train, est le système de radiocommunication analogique qui va équiper le réseau ferré français de1976 à 2017.

Le déploiement de la RST offre la possibilité de centraliser la régulation du réseau avec une amélioration notable de la sécurité et une diminution des coûts d’exploitation du réseau. Les expérimentations menées en 1984 pour parvenir à transmettre des données par la RST et les progrès de l’informatique permettent la création et la mise en service du système ECLAIR, Exploitation Centralisée des Lignes Assistée par Informatique et Radio.

La SNCF, puis Réseau Ferré de France à partir de sa création en 1997, prendront en charge jusqu’en 2002 l’installation des infrastructures radio, le long des 14 400 km de voies ferrées.

Aujourd’hui, grâce au projet GSM-Rail, l’ensemble du réseau de télécommunications ferroviaires prend une nouvelle dimension, et évolue avec son temps vers une technologie numérique permettant le contrôle-commande en temps réel des trains équipés en ERTMS et adaptée aux nouvelles exigences de la circulation ferroviaire en France et en Europe.

Une technologie évolutive

Le GSM-Rail comme support des applications de l’exploitation ferroviaire de demain

L’ERTMS, système européen de gestion du trafic ferroviaire représente l’avenir des réseaux ferrés en Europe, il va permettre leur interopérabilité grâce à la mise en place d’un référentiel unique pour les réseaux de télécommunications ferroviaires.

Le déploiement du GSM-Rail, vecteur des communications entre le train et les centres d’exploitation du réseau, est l’un des prérequis à la mise en place d’un système de gestion du trafic européen unifié.

Le GSM-Rail est le support indispensable au déploiement de la seconde composante de l’ERTMS, l’ETCS, système européen de contrôle des trains qui intègre les applications de contrôle de commande des trains et de signalisation.

Il est divisé en 3 niveaux d’applications qui seront mis en place progressivement.

Avec le GSM-Rail, SNCF Réseau bénéficie pour son réseau de télécommunications d’une technologie performante, adaptée aux besoins actuels du rail en France et qui, grâce aux applications qu’il supporte, permettra à terme une gestion optimisée du réseau ferroviaire.

Les différents niveaux d’ETCS

Les spécifications de l’ETCS comprennent trois niveaux d’évolution, qui représentent chacun une évolution dans les fonctionnalités offertes pour l’exploitation du réseau et la gestion des communications.

Niveau 1 : Un système unique de transmission des données : les Eurobalises.

Le niveau 1 correspond au système actuel qui équipe le réseau ferré de France. Il fonctionne sur le principe des Eurobalises, émetteurs/récepteurs placés à intervalles réguliers sur le réseau qui transmettent au train et au conducteur des informations lors de son passage sur la balise.

Ce système remplit trois fonctions principales :

  • Transmettre ponctuellement, lorsque le train passe au-dessus des balises, les informations relatives au réseau telles que la vitesse à respecter ou les consignes de sécurité.
  • Communiquer la position du train aux centres d’exploitation du réseau ferré.
  • Communiquer les données qui permettent le réglage des équipements embarqués du train.

Les informations reçues permettent au train de calculer la vitesse optimale de circulation sur son trajet, de l’adapter en fonction des informations reçues en cours de voyage ou de vérifier le bon respect des consignes de vitesse par le conducteur et de l’alerter au besoin. Les informations de circulation sont transmises pour une portion du trajet qui correspond à l’intervalle entre deux Eurobalises. Une limite de ce système est que deux trains ne peuvent pas se suivre sur un même tronçon, la transmission ponctuelle des informations n’offre pas une visibilité suffisante sur la situation du train le précédant. Seul le passage du train sur l’Eurobalise suivante permet de valider que le tronçon est dégagé et d’autoriser le train suivant d’y circuler.

Ce premier niveau est la base de l’interopérabilité des réseaux européens. La mise en place d’un système unique permet de garantir aux trains européens équipés la réception des informations essentielles à son trajet. Il a l’avantage de rendre les réseaux interopérables mais l’absence de communication en temps réel limite les applications possibles. Le déploiement du GSM-Rail offre au réseau ferroviaire un système de communication voix et données qui couvre les voies de façon uniforme et permettre la transmission d’informations en continu.

Niveau 2 : De nouvelles possibilités grâce au GSM-Rail

Le niveau 2 utilise les Eurobalises comme système de repérage de la position du train mais, à la différence du niveau précédent, le reste des informations transite en continu par le GSM-Rail. La circulation fonctionne toujours avec les Eurobalises et la notion de tronçons comme au niveau 1 de l’ETCS. Le conducteur et le train reçoivent des informations grâce aux sites Radio déployés le long des 830 km de voies LGV déjà équipées. La gestion des incidents et la transmission des consignes deviennent plus précises, la conduite est optimisée grâce à une information en temps réel et la vitesse du train est supervisée en permanence.

Grâce au GSM-Rail, les informations sont transmises instantanément, la circulation sur le réseau est améliorée et la gestion des appels plus précise avec plus de fonctionnalités.

Niveau 3 : une gestion fine des circulations ferroviaires

Le niveau 3 est la phase finale du déploiement de l’ETCS, la signalisation en bordure de voie n’est plus indispensable car le GSM-Rail relaie l’ensemble des informations de circulation au conducteur. La notion de circulation par tronçon est abandonnée grâce à la transmission de la position du train en temps réel. La réception des informations au fur et à mesure de son avancée offre aux conducteurs de train une visibilité instantanée sur l’état du réseau. La gestion fine des appels permet plus de réactivité en cas d’alerte ce qui autorise la réduction de l’intervalle entre les trains et l’optimisation du fonctionnement du réseau. 

Le niveau 3 de l’ETCS ne nécessite pas le déploiement d’équipements ou d’infrastructures complémentaires au contraire des deux premiers niveaux qui requièrent l’installation des Eurobalises et du GSM-Rail.