Métro sur pneumatiques

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Rame sur pneumatiques de la ligne 4 du métro de Busan, Corée.
Article principal : Métro.

Un métro sur pneumatiques est un métro dont le déplacement des trains est assuré par des roues équipées de pneus circulant sur deux lés de piste parallèles, se différenciant du matériel ferroviaire classique dont le roulement est assuré par des roues en acier circulant sur deux rails parallèles.

La première technologie de métro sur pneumatiques fut expérimentée par la RATP durant les années 1950, sur la ligne 11 du métro de Paris. Différents systèmes basés ou inspirés de cette technologie furent ensuite développés puis étendus à de nombreux métros, tramways et lignes de transport hectométrique de par le monde. Malgré son efficacité, le roulement sur pneus ne s'est pas généralisé à tous les réseaux et équipe seulement une minorité des lignes en service aujourd'hui.

Principe[modifier | modifier le code]

Bogie d'un MP 89. On distingue les pneus de guidage horizontaux, les pneus porteurs et leurs roues de secours en acier, les freins et les frotteurs électriques.

Les rames sont équipées de bogies dont les essieux comportent deux roues, de même diamètre, équipées de pneumatiques. Les roues à pneus assurent les fonctions de traction et de freinage. Lorsqu’elles sont présentes des roues supplémentaires en acier servent en cas de secours (crevaison) ainsi qu'au guidage lors du franchissement des aiguillages. Les bogies comportent également des roues à pneus horizontales plus petites assurant le guidage latéral des véhicules.

À Paris, les voies des quatre premières lignes réaménagées (11, 1, 4 et 6) comportent deux rails en acier, comme toute voie ferrée, et de ce fait permettent la compatibilité de circulation du matériel ferroviaire classique, notamment pour les opérations d'entretien, et deux pistes de roulement extérieures aux rails dont la largeur est adaptée à celle des pneumatiques. Elle comporte en outre des rails latéraux verticaux servant à la fois au captage du courant par frotteurs et de piste de roulement pour les roues horizontales. Le retour du courant de traction s'effectue par les rails classiques en acier, par le biais de frotteurs.

Pistes pneu faites d'acier de la ligne 1 du métro de Paris.

Ce système diffère sensiblement de celui du pneurail cranté, mis en œuvre par Michelin dans les années 1930 sur ses célèbres Michelines, qui avait l'avantage de pouvoir rouler sur les rails des voies habituelles mais présentait l'inconvénient d'une piste de roulement trop étroite, d'où une charge à l'essieu trop limitée, et s'usait rapidement tout en devant par sécurité limiter sa vitesse.

Le système VAL fonctionne sans roues métalliques ni rails classiques, avec des voies formées exclusivement de pistes pour pneumatiques. Les aiguillages modifient la direction de la rame par un appareil de guidage situé dans l'axe de la voie.

D'autres types de véhicules ont été expérimentés et parfois mis en service commercial : si le système ARAMIS, testé à Paris durant les années 1980 n'a pas connu de suite, le Poma 2000, système de cabines à traction par câble et à roulement sur pneus, a été mis en service à Laon, dans le Nord-est de la France.

Aspects techniques[modifier | modifier le code]

Du fait d'un coefficient d'adhérence supérieur aux roues métalliques les pneus possèdent des avantages par rapport à ces dernières :

Avantages[modifier | modifier le code]

  • Accélération au démarrage et freinage beaucoup plus efficaces, autorisant une vitesse moyenne commerciale plus élevée sur les lignes avec de courtes inter-stations (1).
  • Meilleure tenue de route dans les courbes, facilitant le tracé des voies.
  • Franchissement plus facile de pentes importantes (jusqu'à 12 % pour la ligne M2 à Lausanne) permettant, par exemple, de construire les stations en surface et les voies en tunnels profonds.
  • Réduction du glissement des roues, facilitant l'automatisation des rames.
  • Réduction du bruit de roulement (important pour les habitants proches des lignes aériennes) ainsi que du crissement et du frottement sur les rails et aiguillages, amoindris dans les courbes à faible rayon.
  • Réduction de l'usure des rails résultant en des couts de maintenance moins élevés pour ces éléments.

Désavantages[modifier | modifier le code]

Les pneus présentent en contrepartie des inconvénients par rapport aux roues d'acier :

  • Moins de confort pour les usagers au niveau des secousses régulières continuelles engendrées par l'élasticité des pneus, bien que les virages soit mieux amortis.
  • Variation de l’adhérence des pneus dans certaines conditions climatiques (2).
  • Une charge moins importante supportable par les roues.
  • Consommation énergétique plus élevée pour des inter-stations de plus de un kilomètre de longueur.
  • Vitesse de pointe plus faible résultant en une vitesse moyenne commerciale moins élevée sur les lignes avec de longues inter-stations[1].
  • Possibilité de crevaison des pneus.
  • Chaleur supplémentaire en opération due aux frottements des pneumatiques, problématique l’été dans les voies en tunnels.
  • Matériel roulant plus lourd quand des roues en acier sont préservés pour l'aiguillage, la conduction de électricité ou par sécurité.
  • Cout de remplacement des pneus plus élevé que le remplacement des roues en acier car devant être plus fréquent.

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Le matériel roulant à roues en acier récent, utilisant la traction distribuée à vitesse variable contrôlée par ordinateurs, a réduit l’écart de performances avec le pneu.
  2. Pour éliminer les perturbations liées au climat le métro de Montréal est entièrement souterrain. Sur les lignes aériennes plusieurs solutions ont été développés pour s’affranchir des intempéries: la partie surélevée de la ligne Namboku du métro de Sapporo est entièrement couverte, la ligne 6 du métro de Paris utilise des pneus spéciaux et la portion extérieure de la ligne M2 du métro de Lausanne possède des bandes de roulement chauffantes.

Histoire[modifier | modifier le code]

Les métros sur pneumatiques apparaissent à Paris dans les années 1950 puis s'exportent à Montréal et Mexico dans les années 1960, ces deux villes entretenant des rapports privilégiés avec la France à cette époque. Dans les années 1970 les réseaux se multiplient en France (Marseille, Lyon) et ailleurs (Santiago). Au même moment le Japon développe indépendamment son premier métro pneumatique à Sapporo. Après la France c'est dans ce pays que le pneu va connaitre ses heures de gloire (Saitama, Osaka, Yokohama). Les années 1980 amènent l'automatisation, au Japon d'abord (Kobe) puis en France (Lille).

Rattrapés en termes de performances par les rames « classiques » les rames sur pneus vont connaitre un renouveau, grâce à l'automatisation, dans le domaine des transports hectométriques, à partir des années 1990. Depuis peu de ville ont choisi le pneu comme technologie principale, préférant en restreindre l'usage à certaines lignes ou il présente un avantage significatif (Taipei, Lausanne, Séoul).

Les prémices[modifier | modifier le code]

Bogie d'une micheline.

L’idée de trains sur pneumatiques revient à l'inventeur du pneu lui-même, l’Écossais Robert William Thomson. Dans son brevet déposé en 1846 il décrit sa « roue aérienne » comme étant aussi bien adaptée au sol, au rail ou à la piste sur lequel elle roule.

En 1929 André Michelin invente un pneu-rail capable de rouler sur des rails conventionnels. Son invention lui permet, dans les années 1930, de développer les fameuses Michelines. Ces autorails, plus confortables que les voitures de train classiques, connurent un certain succès et furent en service jusque dans les années 1950.

La naissance à Paris[modifier | modifier le code]

Articles détaillés : MP 51 et Métro de Paris.

Durant l'occupation Allemande de Paris, pendant la seconde guerre mondiale, le métro est très utilisé mais peu de maintenance y est réalisé. À la fin de la guerre le réseau, très abimé, nécessite d'importants travaux de rénovation. Dans ce contexte la technologie du métro sur pneumatiques, développé par Michelin en collaboration avec Renault, est étudiée comme moyen de répondre simplement à la surcharge des lignes et de renouveler les rames "Sprague" très bruyantes de l'époque.

Une rame MP 51 de la RATP.

Entre 1951 et 1956 une rame prototype, la MP 51, est testée sur la voie navette (Pré Saint-Gervais - Porte des Lilas). Le système s'avérant concluant, la RATP convertit au roulement sur pneumatiques la ligne 11, de longueur relativement modeste, qui devient un laboratoire d'essais à grande échelle avec ses rampes sévères et son tracé sinueux. Les rames sur pneumatiques MP 55 commencent à y circuler en 1959 en parallèle de celles, plus anciennes, sur roues métalliques.

La ligne 11 est suivie par les lignes 1 en 1964 et 4 en 1967, converties car elles avaient l’achalandage le plus important du métro Parisien. Finalement la ligne 6 est convertie en 1974 pour réduire le bruit des rames circulant sur ses sections de voies surélevées (45 % du parcours). La RATP prévoyait de convertir toutes les lignes du métro parisien aux pneumatiques. Pourtant face au perfectionnement du matériel fer avec l'introduction des rames MF 67 et face au cout de conversion rédhibitoire, la ligne 6 sera la dernière ligne convertie à Paris et dans le monde. Les pneumatiques ne sont plus depuis utilisés que sur de nouvelles lignes.

L'essor en France et dans le monde[modifier | modifier le code]

Une rame de la ligne Namboku du métro de Sapporo, Japon.

Séduites par son efficacité, d'autres villes en France et dans le monde construisent des métros sur pneumatiques basé sur le système Parisien. Montréal, en 1966, est la première ville à inaugurer un métro entièrement sur pneus, elle sera suivie de Mexico (1969), Santiago (1975), puis Marseille (1977) et Lyon (1978).

Au Japon aussi les systèmes sur pneumatiques connaissent un essor. Développés indépendamment ils emploient des solutions techniques différentes. Le métro de Sapporo par exemple, le premier du genre sur l'archipel en 1971, utilise un rail de guidage central plutôt que des rails classiques.

Les People Movers et l'automatisation[modifier | modifier le code]

Articles détaillés : Véhicule automatique léger et métro de Lille.

Le concept de People Mover apparaît à la fin des années 1960 comme une solution aux problèmes croissants de congestion et de pollution automobile dans les villes.

Port Liner de Kobe, Japon.

Le design de ces systèmes à pour but premier de réduire leurs couts d'implantation et d’opération afin qu'ils puissent être adoptés par le plus grand nombre de villes. Les tunnels étant couteux, ils rouleront sur des viaducs. La masse salariale étant couteuse, ils seront automatiques. Pour réduire le bruit et faciliter le tracé des voies, donc faciliter l'insertion dans le tissu urbain, ils seront sur pneumatiques.

Soutenu par les gouvernements, ils font alors l'objet d'intenses développement dans plusieurs pays avec pour objectif d'offrir une alternative viable à l'automobile tout en évitant les problèmes récurrents aux transports en commun. Aux États-Unis l’aéroport international de Tampa accueil le premier People Mover automatique sur pneu en 1971. En 1975, le Personal Rapid Transit de Morgantown est le premier People Mover automatique sur pneu implanté dans une ville. Contrôlé par un ordinateur PDP-11 il peut fonctionner à la demande. Au Japon, à Kobe, la ligne Port Island devient, le 5 février 1981 la première véritable ligne de métro sur pneu automatique. En France, le métro de Lille, inauguré le 25 avril 1983, est le premier métro entièrement automatisé.

Le sans conducteur devient la norme[modifier | modifier le code]

Ce nouveau moyen de transport à Lille, traversant le centre ville, presque entièrement souterrain, efface la distinction entre People Mover et métro classique, malgré son petit gabarit. Aujourd'hui on parle de système de transport de moyenne capacité (MCS: Medium-capacity System) et de Transports guidés urbains automatiques pour désigner ce type de véhicules.

Après Lille toutes les lignes de métro sur pneumatique ultérieures, à l'exception de quelques lignes japonaises, seront automatiques. En France l'OrlyVal (1991) est suivi des métro de Toulouse (1993) de la ligne 14 du métro de Paris (1998) de Rennes (2002) et du CDGVAL (2007). Au Japon la même tendance équipe Osaka (1981), Yokohama (1989) et Tokyo (1995). Ailleurs, Taipei (1996), Lausanne (2008), Canton (2010), Busan (2011) et Séoul (2012) équipent elles aussi leurs métros de lignes sur pneumatiques automatisées.

Si les systèmes sur pneumatiques, automatiques ou non, restent marginaux dans les 148 villes équipées de métro, avec seulement 17% ayant au moins une ligne sur pneus, il n'en va pas de même pour les aéroports. Neuf des dix plus importants aéroports du monde possèdent un système hectométrique sur pneumatiques et le nombre d’aéroports équipés va croissant.

Automatisation de ligne existantes[modifier | modifier le code]

Rame automatique MP 05 et portes palières installés sur la ligne 1 du métro de Paris.

En 2011, l'automatisation progressive de la ligne 1 nécessite à nouveau l'équipement de nouvelles rames adaptées, les MP 05, toujours sur pneumatiques. Les rames précédentes MP 89 avec conducteur furent alors l'occasion parfaite de remplacer, car étant plus récentes (1994) et mieux aérées, les anciennes rames MP 59 sur pneumatiques de la ligne 4, et cette substitution s'effectua progressivement jusqu'en 2013.

Cependant, la technologie pneumatique ne sera pas retenue pour les futures lignes de métro du Grand-Paris, notamment à cause de sa consommation énergétique plus élevée[2], bien qu'elle soit souvent adoptée pour son fonctionnement plus efficace et pour le pilotage sans conducteur, qui sera de plus en plus fréquent à l'avenir.

Les tramways sur pneus[modifier | modifier le code]

Les transports à rames sur pneumatiques ont continué d'être adoptés parallèlement, deux tramways d’Île de France venant d'être mis en service, tels le T5 en 2013, puis le T6 en 2014 tout comme la ligne A du tramway de Clermont Ferrand depuis 2006.

Lignes sur pneumatiques[modifier | modifier le code]

De nombreuses lignes de métro de tous les pays ont préférés adopter les pneumatiques pour plusieurs de leurs métros plutôt que les roues sur rail métallique selon l'environnement et la configuration.

Plusieurs, comme à Montréal et Mexico, se sont inspirés du métro parisien pour la technologie, utilisant des pneus Michelin notamment.

Voir Transport hectométrique pour les lignes utilisées uniquement pour des navettes desservant des petites étendues telles que des aéroports ou des institutions.

Villes[modifier | modifier le code]

Pays Ville Système Technologie Année Longueur (km)
Drapeau du Canada Canada Montréal Métro de Montréal Michelin 1966 71
Toronto Zoo de Toronto Domain Ride (fermé en 1994) Bendix-Dashaveyor AGT 1976 5,6
Drapeau du Chili Chili Santiago Métro de Santiago (Lignes 1, 2, 5) Michelin 1975 69,8
Drapeau de la République populaire de Chine Chine Guangzhou Métro de Canton (APM) Bombardier Innovia APM 100 2010 3,9[3]
Drapeau des États-Unis États-Unis d’Amérique Indianapolis People Mover de l’université d'Indiana Schwager Davis Inc. 2003 2,25
Irving Las Colinas APT System Bombardier 1989 2,25
Jacksonville Jacksonville Skyway (converti en 1996) VAL 256 (changée pour un monorail) 1989 1,1
Miami Metromover Bombardier Innovia APM 100 1986 7,1[3]
Morgantown Personal Rapid Transit de Morgantown Boeing Alden StaRRcar 1975 14
Drapeau de la France France* Laon Poma 2000 Funiculaire 1989 1,5
Lille Métro de Lille VAL 206, 208 1983 45
Lyon Métro de Lyon (Lignes A, B, D) Michelin 1978 29,6
Marseille Métro de Marseille Michelin 1977 21,5
Paris Métro de Paris (Lignes 1, 4, 6, 11, 14) Michelin 1952 57,6
Rennes Métro de Rennes VAL 208 2002 9,4
Toulouse Métro de Toulouse VAL 206, 208 1993 28,2
Drapeau de l'Italie Italie Turin Métro de Turin VAL 208 2006 13,2
Drapeau du Japon Japon Hiroshima Métro de Hiroshima Kawasaki / Mitsubishi / Niigata Transys 1994 18,4
Kobe Métro de Kobe (Port Island Line / Rokkō Island Line) Kawasaki 1981 15,3
Komaki Peachliner (fermé en 2006) Mitsubishi 1991 7,4
Osaka Métro d'Osaka (Ligne Nankō Port Town) Niigata Transys 1981 7,9
Saitama New Shuttle Kawasaki / Niigata Transys 1983 12,7
Sakura Ligne Yamaman Yūkarigaoka Nippon Sharyo 1982 4,1
Sapporo Métro de Sapporo Kawasaki 1971 48
Tokyo New Transit Yurikamome Mitsubishi / Niigata Transys / Nippon Sharyo / Tokyu 1995 14,7
Nippori-Toneri Liner Niigata Transys 2008 9,7
Ligne Seibu Yamaguchi Niigata Transys 1985 2,8
Yokohama Ligne Kanazawa Seaside Mitsubishi / Niigata Transys / Nippon Sharyo / Tokyu 1989 10,6
Drapeau du Mexique Mexique Mexico Métro de Mexico (Toutes les lignes sauf A & 12) Michelin 1969 161,87
Drapeau de la Corée du Sud République de Corée Busan Métro de Busan (Ligne 4) Woojin 2011 10,8
Séoul Métro de Séoul (Ligne U) VAL 208 2012 11,2
Drapeau de Singapour Singapour Singapour Transport Léger sur Rail de Singapour Bombardier Innovia APM 100[3] / Mitsubishi Crystal Mover[4] 1999 28,8
Drapeau de la Suisse Suisse Lausanne Métro de Lausanne (Ligne M2) Michelin 2008 5,9
Drapeau de la République de Chine Taiwan Taipei Métro de Taipei (Ligne 1) Bombardier Innovia APM 256 1996 25,7

Aéroports[modifier | modifier le code]

Pays Aéroport Système Technologie Année Longueur (km)
Drapeau de l'Allemagne Allemagne Francfort (Aéroport de Francfort-sur-le-Main) Navette Inter-Terminaux SkyLine Bombardier Innovia APM 100 1994 1,9[3]
Munich (Aéroport de Munich) Bombardier Innovia APM 300 2015 0,7[3]
Drapeau de l'Arabie saoudite Arabie-Saoudite Jeddah (Aéroport International Roi-Abdelaziz) Bombardier Innovia APM 300 2016 1,5
Drapeau de la République populaire de Chine Chine Hong Kong (Aéroport International Chek Lap Kok) Automated People Mover Mitsubishi / Ishikawajima-Harima 1998 1,3[4]
Beijing (Aéroport International de Beijing) Terminal 3 People Mover Bombardier Innovia APM 100 2008 2,08[3]
Drapeau des Émirats arabes unis Émirats arabes unis Dubaï (Aéroport International de Dubaï) Dubaï Airport Rapid Transit Bombardier Innovia APM 300 2016 1,5[3]
Dubaï Airport APM Mitsubishi Crystal Mover 2008 5,2[4]
Drapeau de l'Espagne Espagne Madrid (Aéroport International de Madrid-Barajas) Bombardier Innovia APM 100 2006 2,7[3]
Drapeau de la France France Paris (Aéroport d'Orly) Orlyval VAL 206 1991 7,3
Paris (Aéroport Charles de Gaulle) CDGVAL VAL 208 2007 3,5
Drapeau de l'Italie Italie Rome (Aéroport Leonard-de-Vinci de Rome Fiumicino) Bombardier Innovia APM 100 1999 1,1[5]
Drapeau de la Malaisie Malaisie Kuala Lumpur (Aéroport International de Kuala Lumpur) AeroTrain Bombardier Innovia APM 100 1998 1,2
Drapeau de la Corée du Sud République de Corée Incheon (Aéroport International d'Incheon) Starline Mitsubishi Crystal Mover 2008 0,87[4]
Drapeau du Royaume-Uni Royaume-Uni Londres (Aéroport de Gatwick) Terminal-Rail Shuttle Bombardier Innovia APM 100 1982 1,2[3]
Londres (Aéroport de Londres-Heathrow) Navette du Terminal 5 Bombardier Innovia APM 200 2008 0,67[3]
Londres (Aéroport de Londres-Stansted) Terminal Trams Bombardier Innovia APM 100 1991 3,2
Drapeau de Singapour Singapour Singapour (Aéroport Changi de Singapour) Skytrain Mitsubishi Crystal Mover 2006 6,4[4]
Drapeau des États-Unis États-Unis d’Amérique Atlanta (Aéroport International Hartsfield-Jackson) ATL Skytrain Mitsubishi Crystal Mover 2009 2,41[4]
The Plane Train Bombardier Innovia APM 100 1980 4,5[3]
Chicago (Aéroport International Chicago O'Hare) Airport Transit System VAL 256 1993 4,3
Dallas (Aéroport International de Dallas-Fort Worth) Skylink Bombardier Innovia APM 200 2005 7,7[3]
Denver (Aéroport International de Denver) Automated Guideway System Bombardier Innovia APM 100 1995 2[3]
Houston (Aéroport Intercontinental George Bush) TerminaLink Bombardier Innovia APM 100 1999 1,1
Las Vegas (Aéroport International McCarran) Airport People Movers Bombardier Innovia APM 100 1985 1,7[3]
Miami (Aéroport International de Miami) MIA Mover Mitsubishi Crystal Mover 2011 2,3[4]
Skytrain Mitsubishi Crystal Mover 2010 1,13[4]
Phoenix (Aéroport International-Sky Harbor) PHX Sky Train Bombardier Innovia APM 200 2012 3,5[3]
Pittsburgh ( Aéroport International de Pittsburgh) Airport People Mover Bombardier Innovia APM 100 1992 0,79
San Francisco (Aéroport International de San Francisco) AirTrain Bombardier Innovia APM 100 2003 10[3]
Tampa (Aéroport International de Tampa) Bombardier Innovia APM 100 1971 1,5[3]
Seattle (Aéroport International de Seattle-Tacoma) Satellite Transit System Westinghouse

Bombardier Innovia APM 100

1969 2,7[3]
Sacramento (Aéroport International de Sacramento) Bombardier Innovia APM 100 2011 0,41
Washington DC (Aéroport International de Washington-Dulles) AeroTrain Mitsubishi Crystal Mover 2009 3,5[4]
Notes:

*voir : Liste des tramways sur pneus (Clermont-Ferrand, Caen, Nancy)

En Construction[modifier | modifier le code]

Pays Ville Système Technologie Année Longueur (km)
Drapeau de la République populaire de Chine Chine Macao Métro léger de Macao Mitsubishi Crystal Mover 2017 20

Projets[modifier | modifier le code]

Pays Ville Système Technologie Longueur (km)
Drapeau de l'Australie Australie Brisbane Métro de Brisbane Non déterminé 8
Drapeau des Philippines Philippines Manille AGT de l’Université des Philippines AGT 6,9

Références[modifier | modifier le code]

  1. STIF, « Avis du STIF sur le projet de réseau de transport du Grand Paris »,‎ (consulté le 7 avril 2013)
  2. La gazette des communes, « Métros autour de Paris : le Stif juge dépassée la technologie de la ligne 14 »,‎ (consulté le 7 avril 2013)
  3. a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p, q et r « Automated People Movers - APM Systems - Bombardier Transportation », sur www.bombardier.com (consulté le 14 mars 2016)
  4. a, b, c, d, e, f, g, h et i « MHIA Automated People Mover (APM) Systems », sur www.mitsubishitoday.com (consulté le 14 mars 2016)
  5. « Ground Rapid Transit System at Rome FCO Airport. »,‎ (consulté le 14 mars 2016)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Georges Freixe, « Transports électriques urbains : D 5551 Conception du matériel roulant », Techniques de l'Ingénieur « Traité génie électrique »,‎

Articles connexes[modifier | modifier le code]

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Liens externes[modifier | modifier le code]