L’ETCS réduit la capacité ferroviaire par des freinages inutiles – les ingénieurs demandent une refonte à l’échelle de l’UE

Les règles de calcul des distances d’arrêt des trains dans l’ETCS sont peut-être trop rigides, ce qui oblige les trains à ralentir plus tôt que nécessaire et réduit la capacité sur des lignes déjà encombrées. Les chercheurs de l’UNISIG, l’organisme qui élabore les normes européennes de signalisation, proposent aujourd’hui une solution qui pourrait rendre l’ETCS à la fois plus sûr et plus fluide, contribuant ainsi à résoudre le problème du « double freinage ».

Le système européen de contrôle des trains(ETCS) est conçu pour maintenir les trains dans des limites de vitesse sûres et s’assurer qu’ils peuvent toujours s’arrêter avant un signal ou une cible. Pour ce faire, il utilise des « courbes de freinage », c’est-à-dire des formules qui prédisent la vitesse à laquelle un train peut ralentir. L’ETCS compare en permanence le train à ces courbes et, si le conducteur ne freine pas suffisamment, il intervient et applique les freins automatiquement. Cependant, l’un des principaux objectifs de l’ETCS est d’augmenter la capacité des chemins de fer en permettant à un plus grand nombre de trains de circuler en toute sécurité sur la même ligne.

En effet, selon un article publié dans SIGNAL+DRAHT par trois ingénieurs de la société tchèque de signalisation AŽD Praha – dont le chef du groupe de travail UNISIG sur les courbes de freinage Jakub Marek – les règles actuelles supposent qu’un train continue de rouler à une vitesse constante jusqu’à ce que l’ETCS intervienne, même si le conducteur ou un système ATO (Automatic Train Operation) freine déjà.

Il en résulte ce que les auteurs appellent un « double freinage » inutile. Pour faire une comparaison, c’est un peu comme une voiture équipée d’un régulateur de vitesse qui ne s’aperçoit pas que vous avez déjà appuyé sur le frein. Bien que vous ralentissiez, le système panique et freine quand même, vous obligeant à vous arrêter bien plus tôt que nécessaire.

« Il se peut très bien qu’un train qui freine suffisamment pour atteindre une cible puisse facilement (et systématiquement) être freiné davantage par l’ETCS », indique le document, qui prévient que cela a « un impact très négatif sur les opérations ferroviaires et éventuellement sur la capacité globale de l’infrastructure ferroviaire ».

Conséquences dans le monde réel – et solution potentielle

Dans la pratique, cela signifie que l’ETCS peut commander un freinage supplémentaire alors qu’il n’est pas nécessaire. Un service de transport de passagers peut être arrêté avant l’extrémité d’un quai, tandis qu’un train de marchandises peut être contraint de s’arrêter des centaines de mètres avant un signal, bloquant ainsi un espace de voie qui pourrait être utilisé autrement. Selon M. Marek, le problème est suffisamment répandu pour que les conducteurs et les opérateurs se rabattent régulièrement sur des solutions de contournement telles que « Release Speed » ou « Override EOA », des fonctions qui permettent aux trains de passer outre les restrictions de l’ETCS, mais dans un mode de sécurité réduit. Ces modes dégradés sont apparemment largement utilisés en Europe.

Pour Marek et ses co-auteurs, la solution est claire : « supprimer, ou au moins minimiser, la nécessité de supprimer la supervision de la vitesse ETCS en utilisant une vitesse de libération non nulle ou en sélectionnant la fonction Override EOA ». La proposition des ingénieurs est relativement simple : au lieu d’ignorer le freinage réel, l’ETCS devrait prendre en compte la décélération réelle du train. De cette manière, le système peut déterminer si le train ralentit déjà suffisamment et n’intervenir que si la sécurité l’exige vraiment.

« Une nouvelle proposition permettra à l’ETCS de prendre en compte la décélération actuelle du train », explique l’article. « Cela permettra à l’ETCS de prédire si le train est capable de s’arrêter en arrière de la cible … et de ne prendre des mesures correctives que si cela est vraiment nécessaire ». Les auteurs suggèrent également de réduire le « temps de montée en puissance des freins », c’est-à-dire la marge laissée par l’ETCS pour que les freins du train s’enclenchent complètement, lorsqu’un train est déjà en train de freiner. Cela rendrait la supervision moins restrictive tout en maintenant la sécurité.

Ce que cela signifie pour le déploiement de l’ETCS en Europe

La proposition est désormais sur la table au niveau européen, les auteurs faisant pression pour qu’elle fasse l’objet d’une demande de modification lors de la prochaine mise à jour de la STI CCS, la réglementation contraignante de l’UE en matière de signalisation. Marek étant également à la tête du groupe de travail UNISIG sur les courbes de freinage, l’idée vient de l’intérieur même de l’organisme qui rédige les spécifications ETCS utilisées dans toute l’Europe.

S’il est accepté, le changement ne créera pas un nouveau niveau ETCS, mais sera intégré dans la prochaine mise à jour des spécifications. En pratique, cela signifierait des mises à jour logicielles pour les unités ETCS embarquées, déployées dans les flottes au cours des cycles de maintenance programmés. Alors que les infrastructures telles que les balises et les centres de bloc radio ne seraient pas affectées, le coût résiderait principalement dans le développement, la validation et la certification des logiciels, les fournisseurs tels qu’Alstom, Siemens et Hitachi devant ensuite intégrer le changement dans leurs produits ETCS.

La décision d’adopter ou non la proposition reviendra à l’Agence ferroviaire de l’Union européenne (ERA), conseillée par l’UNISIG et les États membres. Les chemins de fer nationaux et les opérateurs seront également consultés par l’intermédiaire des groupes de travail de l’ERA, de sorte que l’intégration de la proposition dans la prochaine ligne de base dépendra du consensus entre ces acteurs. En effet, l’un des points clés de l’ETCS étant d’augmenter la capacité, l’argument en faveur d’un modèle de freinage moins restrictif traité comme une simple mise à jour logicielle pourrait s’avérer convaincant. Comme l’a dit Marek : « Rendons les courbes de freinage ETCS moins restrictives tout en conservant le même niveau de sécurité.

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