Métro

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Rame de métro à la station Érasme dans le métro de Bruxelles (Belgique).
Quais de la station Shinjuku du métro de Tokyo (Japon).
Le VAL de Rennes, longtemps la plus petite ville du monde à avoir un métro.
Une rame quittant la station Mouton-Duvernet du métro de Paris.

Le métro, apocope de métropolitain, pour « chemin de fer métropolitain », est un moyen de transport en commun urbain. Dans différentes parties du monde, les systèmes de métro sont également connus sous le nom de heavy rail (Etats-Unis), rapid transit, mass transit, underground (Londres), subway (New York) ou tube, light rail transit (en Asie) sans que cette liste soit exhaustive. Les premiers véhicules voyageurs de métro (Londres, New York, ...) furent tirés par des locomotives à vapeur. La traction électrique s'imposera partout dès les toutes premières années du XXe siècle.

Sommaire

Définitions[modifier | modifier le code]

En 1981, le Comité des Métropolitains de l’UITP définit « le chemin de fer métropolitain » comme « Un chemin de fer conçu pour constituer un réseau permettant le transport d’un grand nombre de voyageurs à l’intérieur d’une zone urbaine au moyen de véhicules sur rails avec contrôle externe, dans un espace totalement ou partiellement en tunnel et entièrement réservé à cet usage ». Une définition ultérieure indique que "les chemins de fer métropolitains sont des systèmes de transports urbains et électriques à haute capacité et haute fréquence de service. Les métros sont totalement indépendants des autres trafics, de la route ou des piétons. Ils sont par conséquent conçu pour des opérations en tunnel, viaducs ou sur niveau de surface mais avec séparation physique[1]."

L'UITP définit encore le métro comme un système de transport public guidé en permanence par au moins un rail, destiné à l'exploitation de services de passagers locaux, urbains et suburbains, avec des véhicules automoteurs exploités en étant séparé du trafic routier et piétonnier. Les métros, fonctionnant indépendamment les uns des autres, sont par conséquent conçus pour des opérations dans des tunnels, des viaducs ou en surface, mais avec une séparation physique telle qu'un accès involontaire n'est pas possible. Les systèmes ferroviaires présentant des problèmes de construction spécifiques et opérant sur une voie de guidage séparée (monorail, chemins de fer à crémaillère, par exemple) sont également considérés comme des métros dans la mesure où ils sont désignés comme faisant partie du réseau de transport en commun urbain[2].

Pour l'Association nord-américaine des gestionnaires de transports publics, l'APTA, le métro (heavy rail) « C’est un transport public urbain de masse en mode guidé sur site propre intégral, sans croisement avec tout autre mode de transport ni accès piétonnier. » Cette définition permet de qualifier de métro le premier réseau à New York, inauguré en 1878, qui était sur infrastructures aériennes. Selon une définition plus élaborée le métro (heavy rail) c'est "Un mode de transport en commun exploité sur un chemin de fer (rail) électrique avec une capacité de transport importante (heavy). Il se caractérise par des véhicules pouvant atteindre une vitesse élevée et une accélération rapide, opérant seuls ou en rames à plusieurs voitures sur des rails fixes ; sur des voies réservées (separate rights-of-way) sur lesquelles tous les autres véhicules ou le passage piétonnier sont exclus ; avec une signalisation sophistiquée et un accès en plateforme haute[3].

Ces définitions qualifient donc le métro comme un moyen de transport de masse urbain sur voie guidée en site propre sur la totalité du parcours.

Le métro n'est donc pas seulement un système comportant des véhicules avec roues en acier roulant sur rails en acier, mais également avec des pneus en caoutchouc, ainsi que des systèmes utilisant d'autres technologies telles que les monorails et à lévitation magnétique[4].

Ne sont pas des métros les systèmes locaux hectométriques (type navettes d'aéroports ou de centres commerciaux), même urbains, s'ils ne sont pas intégrés dans un réseau de transport de masse, les réseaux sur voie non exclusive (type tramway, parfois désigné sous le terme de « Métro léger ») ainsi que les réseaux suburbains (type réseau express régional ou lignes de banlieue) dont une partie n'est pas sur voie réservée ou atteignant parfois des zones non urbaines.

Histoire[modifier | modifier le code]

Les débuts au XIXe siècle[modifier | modifier le code]

Premier métro électrique d’Europe continentale, à Budapest (Hongrie).

Les premiers véhicules de métro étaient tirés par des locomotives à vapeur, ce qui posait des problèmes de ventilation dans les tunnels. À Londres, le problème est amplifié par le plan urbain historique, riche en rues tortueuses et étroites. La première ligne londonienne transporte 38 000 passagers dès le premier jour[5]. Les quatre premières lignes du métro londonien, construites entre 1863 et 1884, furent électrifiées en 1905-1906. À partir de 1890, toutes les lignes seront à traction électrique initialement.

Les premiers véhicules du réseau de métro aérien « elevated » de New York, inauguré en 1878, étaient également à traction vapeur. Ces lignes seront électrifiées au cours des toutes premières années du XXe siècle. Ce réseau aérien sera progressivement démantelé au profit du métro souterrain « subway » inauguré en 1904.

Le métro est inauguré à Chicago en 1888 : il s'agissait d'une ligne aérienne desservie par des locomotives à vapeur. La ligne sera électrifiée en 1898. La première ligne de métro à être initialement à traction électrique sera mise en service en 1892.

Furent mis en service en 1896 des métros dans les villes européennes de Glasgow et Budapest, premier métro d'Europe continentale.

Métro de Londres[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Métro de Londres.

Le premier métro est le « Metropolitan Railway » de Londres, qui s'appelle aujourd'hui London Underground. Il est imaginé par Charles Pearson et inauguré le [5] ; le premier tronçon fait 6,5 km de long (quatre miles). Il relie Farringdon Street à la Gare de Paddington et son tunnel est constitué d'une tranchée couverte. La construction du métro de Londres est décidée pour régler les énormes problèmes de circulation que connaissait la métropole à l’époque, avec ses 2 500 000 habitants sur 90 km2.

Malgré les difficultés techniques et les problèmes de confort, le métro connaît un grand succès populaire, et le nombre de lignes augmente assez rapidement (quatre lignes inaugurées en vingt ans).

Métro de Paris[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Métro de Paris.

Le métro de Paris, dont la construction débute le , est directement conçu à traction électrique. C'est la Compagnie générale de traction d'Édouard Louis Joseph Empain qui remporte le projet. 2 000 ouvriers travaillent sur les chantiers. Paris voit sa première ligne mise en service pour l’exposition universelle de 1900, le 19 juillet, au terme de 17 mois de travaux sous la direction de Fulgence Bienvenüe, alors ingénieur des ponts et chaussées. La première ligne, qui relie la porte Maillot à la porte de Vincennes, connaît un succès immédiat : au , on estime que 16 000 000 de passagers ont pris le métro[5].

Le , à cause d'un court-circuit, un incendie se déclenche sur la ligne 2 à la station Couronnes ; 84 décès sont déplorés. À la suite de cet accident, des mesures de sécurité strictes sont prises[5].

En 2013, le métro parisien compte 16 lignes et 220 km de voies[5].

La première moitié du XXe siècle[modifier | modifier le code]

Furent mis en service successivement des métros dans des villes européennes : à Glasgow (1896), Paris (1900), Berlin (1902), Hambourg (1912), Madrid (1919) et Barcelone (1924). Les réseaux de métro sont inaugurés dans les villes américaines de Boston (1901) et Philadelphie (1907).

En 1913, le métro de Buenos Aires est le premier métro mis en service dans l'hémisphère sud et comporte six lignes.

Le est inauguré le premier métro d'Asie, celui de Tokyo. La ligne de 2,2 km relie le quartier d'Ueno à celui d'Asakusa[5]. Ce premier métro asiatique sera suivi par celui d'Osaka en 1933.

Moscou est la dernière ville à être dotée d'un métro avant la seconde guerre mondiale. Le , la première ligne relie Sokolniki à Koultoury. Jusqu'en 1955, il est baptisé du nom de « Kaganovitch », en l'honneur de Lazare Kaganovitch, homme d'État soviétique. Depuis 1955, il porte le nom de « Lénine ».

Au total, seize villes sont équipées d'un réseau de métro à la veille de la seconde guerre mondiale..

Expansion depuis la seconde moitié du XXe siècle[modifier | modifier le code]

La première ville qui inaugure un métro après la seconde guerre mondiale est Stockholm en 1950.

Le métro de São Paulo est le second inauguré dans l'hémisphère sud. Achevé en 1972, il comporte cinq lignes.

Construction d'un métro[modifier | modifier le code]

Réalisation de projets[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Ingénierie ferroviaire.

Un projet de construction d'un système de transport urbain nécessite une ingénierie dont les rôles principaux sont celui du concepteur chargé des études de conception au cours des différents stades, du maître d’oeuvre de suivi de réalisation, de pilotage des opérations d’essais et mises en service et d'homologation. Tout ou partie de cette ingénierie peut être délégué par le maître d'ouvrage à des consultants extérieurs.

Besoin de transport, études préalables, choix du métro[modifier | modifier le code]

Dans les années 1970, des villes allemandes, ainsi que Bruxelles, Charleroi et Anvers en Belgique, ont choisi de réaliser un métro léger ou un prémétro, en enterrant certaines sections de leurs lignes de tramway. C’est un mode hybride, le métro-tram. À Bruxelles, les lignes en question sont conçues dès le départ pour être transformées plus tard en métros lourds à peu de frais, d’où le terme pré-métro.

Certains métros sont construits pour résister à des froids intenses. C'est le cas de la ligne mise en service à Harbin, capitale de la province du Heilongjiang, fin 2012, conçue pour fonctionner jusqu'à −38 °C d'après son constructeur[6].

Financement et décision politique[modifier | modifier le code]

La construction du métro fait appel à différentes technologies classées en deux parties, le génie civil et la composante système.

Construction d'un métro, le génie civil[modifier | modifier le code]

Les tunnels[modifier | modifier le code]

Différentes méthodes de construction de tunnel (tunnelier, tranchée couverte, ...)

Les viaducs et les ponts[modifier | modifier le code]

Les stations, leur conception architecturale[modifier | modifier le code]

Les porte-palières[modifier | modifier le code]

La présence de porte palière en bordure de quai du métro permet d'éviter les suicides. Par exemple, le métro de Lille Métropole n'en compte aucun, contre plus de cent par an pour le métro de Paris[7]

Le garage - atelier[modifier | modifier le code]

Construction d'un métro, le système et ses sous-ensembles[modifier | modifier le code]

Le matériel roulant[modifier | modifier le code]

Métros sur fer[modifier | modifier le code]
Métro sur pneumatiques[modifier | modifier le code]

Le métro sur pneumatiques est une technologie d’origine française, développée à partir des années 1950 par la RATP. Le premier système de métro entièrement sur pneus est celui de Montréal, construit en collaboration avec des ingénieurs français. Le métro de Mexico et celui de Santiago du Chili utilisent aussi cette technologie.

En 2008, le métro de Lausanne, qui est une ville à forte pente, a été inauguré. Ce métro, majoritairement souterrain gravit des pentes à 12 %. C’est un métro sur pneus automatique (sans conducteur) doté de freins d’urgence à patins magnétiques.

Monorails et autres systèmes[modifier | modifier le code]

Les voies[modifier | modifier le code]

La plupart des métros roulent sur des rails classiques à écartement standard.

Le système de traction électrique[modifier | modifier le code]

Historique[modifier | modifier le code]

Les tout premiers métros furent des trains à vapeur. Ce fut le cas des métros de New York (lignes aériennes) et de Londres, malgré le caractère souterrain de ce dernier. Ce mode de traction dura relativement longtemps puisque la dernière rame à vapeur londonienne, roulant sur une partie aérienne du réseau, ne fut retirée du service que dans les années 1950. Dès le début du 20ème siècle tous les métros furent, dès leur construction, à énergie de traction électrique. Tous les métros sont donc aujourd'hui à traction électrique.

Certains métros produisirent leur propre courant. Une telle situation devient de plus en plus exceptionnelle. Autour d’une dizaine de métros seulement produisent leur propre courant, souvent en complément d’une fourniture extérieure. Le métro de Londres a vendu ses deux centrales thermiques en 1998.

Conception générale du système électrique du métro[modifier | modifier le code]

Le système électrique du métro se compose des dispositifs permettant de recevoir l'énergie électrique du producteur externe sous la tension de transport pour la transformer en énergie sous tensions utilisables, soit courant fort (traction), soit courant faible (éclairage, signalisation et équipements en station). L'énergie reçus des postes sources du distributeur d'énergie aux postes de livraison du métro est transformée dans les sous-stations électriques équipées de transformateurs. Pour des raison de disponibilité la ligne de métro est alimentée par deux postes de livraison, un poste principal et un poste de secours en cas de défaillance du premier.

Energie de traction[modifier | modifier le code]

La plupart des métros utilisent pour courant de traction le 750 V courant continu. Certains métros anciens disposent d'un courant dans la plage 600 V - 630 V., avec une tendance à la baisse pour ce type de courant. De plus en plus de métros choisissent une énergie de traction à 1500 V permettant de simplifier le réseau de transformation interne.

L'énergie de traction est reçue par les véhicules par troisième rail pour une grande majorité de métro, parfois par caténaire rigide et exceptionnellement par caténaire conventionnelle.

Environ la moitié des métros sont équipés d'un système d'alimentation de courant de traction en 750 V. par troisième rail. Le système courant de traction 1500 V avec caténaire rigide semble de plus en plus choisi par les nouveaux métros, en particulier en Asie.

Les courants faibles, signalisation et automatisation[modifier | modifier le code]

L'automatisation[modifier | modifier le code]

La conduite de certains métros est automatisée à partir de la même époque. À partir du début des années 1980 apparaissent les métros entièrement automatiques, sans conducteur, à petit gabarit (VAL), à Lille (1983), Toulouse (1993) et à Rennes en 2002, ou à grand gabarit : le premier fut la ligne D à Lyon (1991), suivie de la ligne 14 à Paris en 1998. Les premiers métros automatiques japonais et les SkyTrains apparaissent également à cette époque.

Organisation d'un métro[modifier | modifier le code]

Après la construction le fonctionnement du métro fait appel à des compétences d'exploitation et de maintenance.

La compagnie d'exploitation[modifier | modifier le code]

Le personnel d'exploitation et de maintenance[modifier | modifier le code]

Tarification et billettique[modifier | modifier le code]

Le service[modifier | modifier le code]

intervalle, fréquence, heures d'ouverture, ...

La fréquentation[modifier | modifier le code]

Le bilan financier[modifier | modifier le code]

Les métros dans le monde[modifier | modifier le code]

Au 31 décembre 2017, 178 villes dans le monde bénéficiaient d'un réseau de métro, totalisant 642 lignes pour presque 14 000 km et un peu plus de 11 000 stations. Sur ces lignes circulent 114 000 véhicules[8].

Les métros de plus de 200 km sont au nombre de 17 dont six en Chine, cinq dans les autres pays d'Asie, quatre en Europe et deux en Amérique.

Par la longueur des lignes, les plus importants métros sont ceux de Shanghai (639 km) et de Pékin (590 km). Le plus grand réseau de métro par le nombre de stations est celui de New York. Les métros les plus fréquentés sont ceux de Tokyo (3,46 milliards de voyages en 2017), Moscou, Shanghaï, Séoul et Pékin.

Métro de Lille : premier métro automatique léger (VAL) au monde (1983).
Rame du métro automatique de Lausanne (Suisse), mis en service en 2008.
Portion aérienne du métro de Miami (États-Unis).


Nombre de trajets annuels en métro[modifier | modifier le code]

La pertinence de cette section est remise en cause. Considérez son contenu avec précaution. Améliorez-le ou discutez-en. (8 septembre 2019)

Plus d'un milliard de trajets annuels[modifier | modifier le code]

Plus de 500 millions de trajets annuels[modifier | modifier le code]

Plus de 200 millions de trajets annuels[modifier | modifier le code]

Moins de 200 millions de trajets annuel[modifier | modifier le code]

Premiers métros (traction à vapeur, aérien)[modifier | modifier le code]

Métros électriques, principalement en souterrain[modifier | modifier le code]

À partir de 1969, le nombre de villes possédant des lignes de métro explose, avec l'ouverture de réseaux dans des villes moins peuplées (métro de Lyon : 1974 et métro de Bruxelles en 1976, deux villes comptant environ 1 million d'habitants) et dans des pays moins développés (métro de Pékin et métro de Mexico : 1969) notamment des pays de l'hémisphère sud (ouverture du métro de São Paulo en 1974 : ce n'est alors que le second réseau de tout l'hémisphère Sud).

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) UITP, Metro, light rail and tram systems in Europe, ERRAC, , 44 p., p. 4
  2. « Wayback Machine », sur web.archive.org, (consulté le 4 novembre 2019)
  3. (en) American Public Transportation Association, Compendium of Definitions and Acronyms for Rail Systems, Washington, APTA, , 263 p. (lire en ligne), p. 99
  4. (en) Jonathan Peter Powell, Anna Fraszczyk, Chun Nok Cheong et Ho Ki Yeung, « Potential Benefits and Obstacles of Implementing Driverless Train Operation on the Tyne and Wear Metro: A Simulation Exercise », Urban Rail Transit, vol. 2, no 3,‎ , p. 114–127 (ISSN 2199-6679, DOI 10.1007/s40864-016-0046-9, lire en ligne, consulté le 4 novembre 2019)
  5. a b c d e et f « Jour par Jour, Métro », sur linternaute.com (consulté le 7 avril 2013)
  6. « Chine : construction d'une rame de métro résistante au froid », sur french.peopledaily.com.cn, (consulté le 29 août 2012)
  7. Robin Foot, « Faut-il protéger le métro des voyageurs ? Ou l'appréhension du voyageur par les ingénieurs et les conducteurs », Travailler, no 14,‎ , p. 169 à 206 (lire en ligne).
  8. (en) « World metro figures 2018 » [PDF], sur uitp.org
  9. a b c d e et f « The world’s top 10 busiest metros », sur Railway Technology (consulté le 20 mars 2016).
  10. (az) « Ötən il Bakı metrosu ilə 222 mln. sərnişin daşınıb », Apa.az, 21 janvier 2016 lire en ligne (consulté le 20 septembre 2016).
  11. « Lille Métropole : Ligne 1 - 165 000 par jour - Ligne 2 - 180 000 par jour = 345 000 », sur http://www.lillemetropole.fr, .

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) Christian Wolmar, The Subterranean Raiway. How the London Underground was built and how it changed the city forever, Atlantic Books, London, 2005
  • Article Sur le Métro de Lyon (en français) - Wikipédia, Section Histoire. 2011

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]