L’Europe du rail sans frontières est sur une voie difficile

Le signal « voie libre » n’est toujours pas allumé pour le rail européen. Des obstacles techniques, politiques et industriels empêchent l’émergence d’un système de transport ferroviaire sans frontières, interopérable d’un bout à l’autre du continent.

Les obstacles techniques sont les plus ardus à surmonter. En effet, coexistent en Europe quatre écartements de voie, quatre systèmes d’électrification et une vingtaine de systèmes de contrôle-commande des trains et de signalisation. Ce manque d’homogénéité, comparé au transport aérien et à la route, handicape fortement le transport ferroviaire international. Cette fragmentation technique a aussi des conséquences industrielles négatives, car en limitant la standardisation des matériels elle augmente leur coût unitaire de production.

L’origine de cette complexité est historique, les normes techniques du chemin de fer ayant été, pour l’essentiel, élaborées dans le cadre des réseaux nationaux, même si, depuis près d’un siècle(1), de nombreux accords techniques permettent la circulation internationale des voitures et des wagons. Durant des décennies il a fallu changer les locomotives aux gares frontières, excepté pour certaines liaisons internationales(2), ou en vertu d’accords spécifiques conclus entre les États et les opérateurs ferroviaires.

Le développement de la grande vitesse a permis de créer de véritables liaisons ferroviaires européennes continues. Amorcées avec les premières relations TGV Paris – Genève, Paris – Lausanne et Paris – Berne de 1981 à 1987, elles se sont spectaculairement concrétisées en 1994 grâce au tunnel transmanche avec l’Eurostar qui relie la Belgique, la France et la Grande-Bretagne. Elles ont été suivies par les Thalys vers la Belgique, les Pays-Bas et l’Allemagne en 1996. Puis, la LGV Est européenne en 2007 et la LGV Rhin-Rhône en 2011 ont accéléré les relations entre la France, l’Allemagne et la Suisse. L’Espagne, qui a adopté la voie standard pour ses nouvelles lignes, est désormais connectée directement au réseau européen par la LGV Barcelone – Perpignan.

Mais comment, en dehors de la grande vitesse, généraliser l’interopérabilité aux fonctions spécifiques dont les matériels et les équipements sont complexes, sophistiqués et coûteux(3)? Il s’agit de faciliter les liaisons voyageurs transfrontalières à courte et moyenne distances comme, aussi et surtout, les flux de fret dont 50 % sont internationaux. Face au transport routier qui bénéficie d’une signalisation et d’un code unique applicables d’un bout à l’autre du continent, le rail est handicapé par l’absence de règles communes de sécurité et de gestion des circulations ferroviaires à l’échelle internationale.

L’idée d’un système commun interopérable de sécurité et de gestion des circulations ferroviaires à l’échelle européenne fait son chemin à la fin des années 1990. Il faut concevoir une nouvelle génération de systèmes de signalisation et de contrôle-commande des trains qui profite des progrès techniques considérables intervenus depuis deux décennies dans le domaine des télécommunications.

Cette démarche est à l’origine du concept ERTMS, European Rail Traffic Management System. Il est formé de deux composantes complémentaires, l’ETCS et le GSM-R qui peuvent jouer des rôles séparés, lignes et matériels de traction pouvant être équipés de l’un ou de l’autre ou, idéalement, des deux.

L’ETCS, European Train Control System, est un système de commande et de contrôle des trains. Il assure, via des balises installées au sol et sur les engins de traction, la transmission au conducteur des informations relatives à la vitesse autorisée et il surveille le respect de ces indications. Un ordinateur embarqué compare en permanence vitesse du train et vitesse maximale autorisée, le dépassement impliquant l’arrêt d’urgence. D’habitude, ces fonctions sont réalisées par la signalisation latérale en ligne, les systèmes de répétition des signaux en cabine et les équipements destinés au freinage d’urgence du train en cas de non-respect des indications.

Avec l’ETCS, à l’instar de ce qui se fait sur les lignes à grande vitesse, le conducteur peut totalement s’affranchir de la vision des signaux latéraux en ligne pour ne prendre en compte que les indications de la signalisation en cabine via son tableau de bord. L’ETCS est considéré comme le niveau 1 de l’ERTMS.

Le GSM-R (Global System for Mobile communication for Railways) est un système de radio sol-train numérique qui remplace les anciens équipements de technique analogique, généralisés durant les années 1970. Il est fondé sur le standard GSM de téléphonie mobile, mais il utilise des fréquences propres au rail. L’utilisation conjointe de l’ETCS et du GSM-R est réalisée dans le cadre de l’ERTMS dite de niveau 2.

Une troisième composante ajoutée à l’ECTS et au GSM-R propose un ERTMS dit de niveau 3. C’est un système de contrôle du trafic centralisé dans des postes regroupant plusieurs lignes, à l’image des commandes centralisées du réseau progressivement mises en place par RFF. Ces technologies peuvent être mises en œuvre par étapes et on peut passer aux niveaux supérieurs en fonction des besoins du trafic… et des disponibilités financières.

Si l’Union européenne a mis en avant ces nouvelles technologies pour débloquer la situation, quitte à financer d’importants programmes de modernisation, son action s’est principalement exercée dans le domaine politico-économique à travers la législation communautaire. Traduite dans les paquets ferroviaires destinés à définir le cadre de fonctionnement du secteur selon la doctrine de la « concurrence libre et non faussée ». Car au-delà des obstacles techniques, la Commission estime que le principal frein au développement du rail européen réside dans la non-ouverture du marché du transport ferroviaire à la concurrence. Au fil des années, les paquets ferroviaires ont successivement séparé infrastructure et exploitation. Ils ont ouvert à la concurrence le fret, puis le transport voyageurs international, le quatrième paquet étendant l’ouverture aux liaisons intérieures (voir Bus & Car n^o 923). En accroissant la complexité du lien infrastructure/véhicule dans un système aussi intégré que le transport ferroviaire, de nouveaux obstacles techniques sont apparus. Ils sont aussi politiques, puisqu’il faut tenir compte des missions de service public assurées par le rail.

Parallèlement, pour faciliter le transfert modal de l’air et de la route vers le rail, la Commission européenne ambitionne de structurer les réseaux ferrés européens autour de grands corridors ouverts aux opérateurs concurrents. En 2008, après des études et des négociations entre États, la Commission européenne, l’Union internationale des chemins de fer (UIC) et la Communauté européenne du rail (CER) ont défini six corridors(4) transeuropéens ferroviaires prioritaires. Ils seront les premières grandes infrastructures ferroviaires du continent équipées de l’ERTMS dans le cadre d’un plan directeur visant l’horizon 2020. Le coût de la migration d’un système à l’autre dépasserait les cinq milliards d’euros et 5 % de la somme a été accordé pour la période 2009-2013. Aujourd’hui, seuls 4 000 km, le tiers de la longueur des six corridors prioritaires, sont donc équipés de l’ERTMS. Ce chiffre devrait atteindre 6 000 km en 2015. En revanche, le GSM-R couvre déjà près de 60 % du kilométrage des réseaux ferrés européens.

Le choix des six corridors est dicté par la réalité des trafics. Si les 13 500 km équipés ne totalisent que 6 % de la longueur des réseaux européens (UE, Norvège, Suisse et pays balkaniques inclus), ils regroupent 20 % du trafic ferroviaire fret et voyageurs. Côté fret, ils se superposent aux LGV ou bien les complètent côté voyageurs.

Le premier corridor relie Rotterdam à Gênes via la Ruhr, la vallée du Rhin et la Suisse. C’est l’artère ferroviaire maîtresse du trafic fret européen nord-sud qui capte les trafics du plus grand port européen en provenance ou à destination de ses hinterlands. En mars 2005, son équipement ERTMS a fait l’objet d’un accord entre les ministres des Transports des pays concernés avec création d’un GEIE (groupement européen d’intérêt économique), mais les réticences allemandes viennent seulement d’être levées, ce qui reporte l’installation à 2015-2016. Cet investissement est pourtant prioritaire en raison du poids économique du corridor et de sa complexité technique. Il associe en effet trois types d’électrification et sept systèmes de contrôle-commande et de signalisation!

Le second corridor, de Naples à Stockholm via Vérone, Nuremberg, Hanovre, Hambourg et Copenhague, utilise trois types d’électrifications et quatre systèmes de contrôle-commande. Il est en grande partie équipé de la radio sol-train GSM-R et son adaptation à l’ERTMS se fait par étapes avec une priorité en faveur des maillons clés transalpin (Munich – Vérone) et scandinave (Hambourg – Fredericia).

Le troisième corridor est double. Il se développe d’Anvers à Bâle et d’Anvers à Lyon avec un tronc commun Anvers – Luxembourg – Metz qui comporte deux itinéraires. La majorité des trajets se situe sur le réseau français où s’ajoutent une antenne vers Nancy et un double itinéraire vers Lyon depuis Dijon, via Mâcon et via Ambérieu. Dans cet ensemble, trois types d’électrification et cinq systèmes de contrôle-commande coexistent. Deux scénarios sont envisagés pour l’installation de l’ERTMS qui équipe déjà la courte section suisse. Le premier, est lié aux échéances nationales des différents réseaux et obligerait à attendre 2020. Le second permettrait d’équiper les trajets belges et luxembourgeois d’ici 2017 et la section française en 2018. Le 21 mars, une structure commune d’allocation et de gestion des sillons internationaux du corridor a été créée. Elle associe Prorail (Pays-Bas), Infrabel (Belgique), RFF (France), CFL (Luxembourg) et SBB (Suisse).

Le quatrième corridor va de Séville à Ljubljana via Barcelone, Avignon, Lyon, Ambérieu (contact avec le troisième corridor), Turin et Vérone(5). S’ajoutent une branche vers Marseille et une autre vers le port slovène de Koper. Il cumule trois types d’électrification et cinq systèmes de contrôle-commande. La nouvelle ligne Turin – Novare est déjà équipée de l’ERTMS, comme les LGV Perpignan – Figueras – Barcelone et Novare – Milan. L’itinéraire inclut la future LGV mixte Lyon – Turin(6), autre maillon clé transeuropéen dont 20 % du financement serait apporté par l’Europe.

Le cinquième corridor connecte Dresde à Budapest via Prague, Brno, Vienne et Bratislava, l’ensemble comportant trois types d’électrification et trois systèmes de contrôle-commande. Le GSM-R est implanté sur les parcours tchèque (également équipé ERTMS) et slovaque, tandis que l’ERTMS niveau 1 équipe Vienne – Budapest depuis 2005 puisque cette ligne était le « polygone d’expérimentation » du système.

Le sixième corridor va de Duisbourg, ville desservie par le premier corridor, à Berlin et à Varsovie. Il comporte une antenne sud Dessau (Allemagne) – Legnica (Pologne) qui est en contact avec le cinquième corridor. Seuls deux types d’électrification et deux systèmes de contrôle-commande coexistent. Aussi, l’utilisation de locomotives et d’équipes de conduite interopérables peut suffire à rendre cet axe performant, d’autant que la radio GSM-R installée côté allemand est en cours d’achèvement côté polonais.

Depuis près d’une dizaine d’années, les industriels ferroviaires européens ont élaboré des gammes d’engins de traction interopérables. D’abord pour la grande vitesse(7), puis pour le fret et les liaisons voyageurs internationales classiques. Ces locomotives sont calibrées, corridor par corridor. Il y a des spécifications précises au niveau des tensions et des systèmes de contrôle-commande. Une machine apte à circuler sur le corridor Anvers – Lyon et Anvers – Bâle nécessite des locomotives quadricourant (1,5 kV continu + 3 kV continu + 25 kV alternatif + 15 kV-16 2/3) équipées de cinq systèmes de contrôle-commande. Par contre, pour emprunter le corridor Duisbourg – Berlin – Varsovie, une machine bicourant 15 kV 16-2/3 alternatif et 3 kV continu équipée de deux systèmes de contrôle-commande suffit.

Les nouvelles gammes de machines, par ailleurs pré-équipées de l’ERTMS ou aptes à l’être, sont produites sur la base de la modularité industrielle. Une véritable révolution pour les constructeurs puisque ces locomotives, issues d’une plateforme commune, utilisent les mêmes composants. Cette démarche est également appliquée à la production des matériels régionaux, les futures rames Regiolis d’Alstom sont issues de la plateforme des Coradia. Les Coradia Nordic circulent dans la banlieue de Stockholm et, dans des versions différentes, en Allemagne. Les locomotives interopérables des gammes Prima d’Alstom, TRAXX de Bombardier, ou Vectron de Siemens, sont proposées avec différentes options, comme s’il s’agissait d’une banale voiture! Et aussi avec les mêmes aléas comme le montrent les problèmes de compatibilité survenus entre les rames Fyra, construites par Ansado Breda pour les relations à grande vitesse belgo-néerlandaises, et les deux types d’ERTMS existants sur le trajet Bruxelles – Amsterdam. Pourrait-on ainsi s’acheminer vers une sorte d’Airbus du rail? Si le concept est séduisant et politiquement vendeur, il serait toutefois difficile à adapter à la complexité du monde ferroviaire.