Système d'automatisation de l'exploitation des trains

Maquette du PCC de la ligne 14.

Le système d'automatisation de l'exploitation des trains (SAET) est le nom du système d'automatisation intégrale utilisé par la RATP pour l'exploitation des trains sur les lignes 1 et 14 du métro de Paris.

Histoire

Le SAET a été développé au milieu des années 1990 dans le cadre de la création de la ligne 14. Le projet prévoyait en effet la création d'une ligne entièrement automatique.

Le marché concernant les automates de la ligne 14 avait été attribué par la RATP à Matra Transport International (nouvellement : Siemens Transportation Systems^[1]), alors filiale commune de Matra et Siemens, qui a donc entièrement conçu le système. La RATP, maître d'œuvre du projet, a assuré la validation du SAET en sécurité ferroviaire et a veillé au respect des spécifications et de la qualité du projet.

Les tests du SAET ont été réalisés sur une base d'essais spécialement créée sur les voies de la petite ceinture^[2].

À sa livraison, le logiciel SAET était l'un des plus gros logiciels de sécurité jamais écrit en ferroviaire^[3].

La RATP assure seulement la maintenance du matériel roulant et des installations du SAET.

Fonctionnalités

Le SAET autorise un intervalle théorique de 75 secondes entre deux navettes. Le SAET permet d'adapter en temps réel le niveau de service à celui de la demande, et donc de répondre à un afflux soudain de voyageurs, quel que soit l'horaire par l'injection de rames supplémentaires^[3].

Les deux grandes particularités du SAET, qui le distinguent des systèmes fermés comme le Véhicule automatique léger (VAL), sont la « mixité du trafic » et la « non-polarisation des rames ». La mixité du trafic permet de faire circuler simultanément sur une ligne des rames à conduite automatique intégrale et d'autre rames à conduite manuelle ou semi-automatique. Cette possibilité sera notamment mise à profit lors de l'automatisation de la ligne 1 du métro parisien, quand les rames MP 89 CC et MP 05 cohabiteront pendant la période transitoire d'ici 2010. La non-polarisation des rames permet de ne pas tenir compte du sens d'une rame automatique avant son injection sur la ligne^[3].

Le SAET permet de garer les rames en station lors des arrêts de service (la nuit par exemple), ce qui fait qu'une ligne équipée de ce système démarre à la même heure de quasiment toutes les gares, et non en fonction du premier départ du terminus. Mais cela oblige à déplacer les rames en stationnement lors de services spéciaux la nuit, comme ceux de l'ADEMAS.

Le SAET gère également des télécommandes sécurisées. Ces télécommandes sont utilisées en mode d'exploitation dégradé en cas d'incident d'exploitation. Elles permettent par exemple d'imposer aux trains automatiques des limitations temporaires de vitesse sur une partie de voie.

Parmi les risques ferroviaires classiques gérés par le SAET, on retrouve le rattrapage, la « prise en écharpe » et le « nez à nez »^[3].

Technique

Le poste de commandes centralisées de la ligne 1.

Le SAET se compose de six grands sous-systèmes différents^[3] :

• le pilotage automatique avec des équipements fixes et embarqués ;
• les commandes centralisées (PCC) ;
• la signalisation, qui assure la sécurité des circulations sur la ligne ;
• la logique de traction, qui veille à la distribution du courant sur la ligne ;
• les façades de quai, qui isolent les voyageurs de la voie ;
• les moyens audiovisuels incluant les caméras embarquées à bord des navettes, les caméras en station ainsi que l'ensemble des interphones, tous reliés au PCC.

Pour le pilotage automatique des trains, le SAET fait appel à la technique numérique, également employé par Maggaly : le processeur principal du SAET, codé sur 48 bits est l'élément central du pilotage automatique. Il utilise la sécurité probabiliste, s'éloignant du modèle VAL, basé lui sur la sécurité intrinsèque. L'ensemble des calculateurs sont redondés et les circuits de pilotage sont séparés des circuits d'informations voyageurs permettant en cas de panne du système de pilotage d'entrer en contact avec les voyageurs^[3].

Le pilotage automatique

Les différents sous-systèmes du SAET sont reliés par un réseau informatique longue distance en fibre optique offrant des débits de 10 megabits/s (1 gigabits/s pour le SAET L1). Y sont connectés^[3] :

• l'équipement centralisé au PCC de la ligne ou PAL (Pilotage Automatique Ligne) chargé de l'envoi des commandes de sécurité ;
• les équipements décentralisés en station ou PAS (Pilotage Automatique Section) qui gèrent notamment les commandes liées à la gestion de l'espacement entre les trains et l'échange d'informations sol-train. À l'ouverture de la ligne 14 en 1998, on trouvait cinq PAS entre Madeleine et Bibliothèque François Mitterrand. À chaque PAS est associée une transmission sol-train qui s'effectue à l'aide d'un tapis dit « tapis de transmission » et dont c'est la seule fonction.

Sur la voie, des balises de relocalisation télé-alimentées depuis les navettes via une antenne permettent de recalibrer l'information de distance parcourue calculée à bord des trains par la roue phonique. Ces balises sont multipliées aux abords des stations de façon à disposer d'une information parfaite pour le calcul de la distance d'arrêt du train qui doit se positionner à plus ou moins 25 cm des portes palières. En cas de dépassement et si cet écart ne dépasse pas 1,45 mètre, les portes du train s'ouvriront et les usagers devront emprunter les portes de secours des portes palières. Au-delà de cet écart le train redémarre jusqu'à l'arrêt suivant^[3].

Les PAS dialoguent en continu avec les unités PAE (Pilotage Automatique Embarqué) embarquées dans les rames. On trouve deux unités PAE par train, dont une seule est active, l'autre étant là en secours. Le dialogue se fait par ondes radio avec le tapis de transmission. Trois fréquences sont utilisées. Les PAS utilisent une première fréquence avec des débits de transmission de 4 800 bits/s ; les trains répondent sur les deux autres fréquences avec un débit de 2 400 bits/s^[3].

Le cantonnement

Le cantonnement conçu pour le SAET superpose à un découpage classique en cantons fixes (sur un principe de Circuit de Voie), protégés par une signalisation latérale, un second découpage en cantons dit « virtuels ». Pour les trains non équipés (les trains non automatiques), l'ensemble des cantons virtuels du canton classique occupé sont occupés. Pour les trains équipés SAET, seul le canton virtuel est occupé et le reste du canton fixe est considéré comme libre^[3].

Pour gérer les cantons virtuels, les trains envoient en permanence au SAET leur position. Le SAET répond alors au train en lui donnant la cible à atteindre qui peut être l'arrêt, le ralentissement, etc. Les sections d'automatismes successives se chevauchent, permettant aux trains d'être toujours en contact avec le sol. Lorsque le train est sur une intersection de sections, il reçoit de chaque section deux objectifs différents : il choisit alors l'objectif le plus permissif.

À chaque début de section, si le SAET ne parvient pas à établir de communication avec le train, celui-ci est alors considéré comme non équipé SAET (en conduite manuelle par exemple) et sera alors pris en charge par le cantonnement classique, et chaque canton virtuel de chaque canton classique qu'il occupe sera considéré comme occupé^[3].

Non-polarisation des rames

Chaque rame possède une et une seule antenne à l'une de ses extrémités. Les positions de garage possèdent une balise de relocalisation à chaque extrémité et sont encadrées par des détecteurs à base de rayon infra-rouge (les DN). En fonction de la balise de garage qui communique avec l'antenne du train et l'occultation ou non des DN, le SAET est capable de déterminer la polarité du train lorsque celui-ci est activé.

Annexes

Articles connexes

• Automatisation de la ligne 1 du métro de Paris
• Ligne 1 du métro de Paris
• Ligne 14 du métro de Paris
• Véhicule automatique léger

Bibliographie

• Naissance d'un métro, La vie du rail hors-série, octobre 1998

Notes et références

1. ↑ Page concernant les Automatismes complets
2. ↑ La Base d'essais de la Petite Ceinture (BEPC)
3. ↑ ^{a, b, c, d, e, f, g, h, i, j et k} Naissance d'un métro, La vie du rail hors-série, Octobre 1998