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Choix d'un système de Transport en commun en site propre pour une agglomération intermédiaire en France

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Le présent article est issu d’une étude de 1997 effectuée pour éclairer le choix d’un système de TCSP pour l’agglomération de Valenciennes. Le choix portait entre l’autobus articulé, le Transport sur Voie Réservée TVR de Bombardier dont on ne connaissait pas alors le comportement durant l’exploitation sur les réseaux de Nancy et de Caen, et le tramway moderne largement diffusé en France depuis le début des années 80 et en Europe. Si l’Autorité organisatrice des transports AO de l’agglomération de Valenciennes avait un doute sur le flux du tronçon le plus chargé à l’heure de pointe (2 700 passagers par heure et sens), avec un taux d’accroissement de 1% par an, elle aurait pu se contenter d’améliorer son réseau d’autobus par des aménagements progressifs de site propre et couloirs dans l’hypercentre. En effet, avec des autobus articulés, on peut théoriquement transporter quelques 2 000 passagers par heure et sens selon un intervalle de trois minutes, voire hypothétiquement atteindre les 2 700 passagers en réduisant l’intervalle à deux minutes -en apprenant à exploiter dans ces conditions- ; voire augmenter ces débits en jouant sur le taux de remplissage des véhicules. Mais une fréquence de passages de trente autobus à l’heure est-elle adaptée à la configuration de Valenciennes? N’est-elle pas une source d’augmentation des coûts d’exploitation, de la pollution et de gêne aux riverains? Les capacités dépendent des conditions locales, notamment d’éventuels effets de queue aux carrefours à l’heure de pointe. Lorsque l’AO a décidé de réaliser un Tcsp, elle s’est posé le choix entre le tramway classique et le Tvr, à savoir un système sur pneus bimode qui dispose d’une capacité unitaire de 150 places par véhicule, soit 3 000 passagers par heure et sens en ligne à la pointe ; alors que le tramway de 180 places offre 3 600 passagers par heure et sens, voire le double si la demande venait à augmenter sur ce tronçon. Elle a choisi le tramway ferré, pensant que l’accroissement du trafic sera tel qu’à moyen terme la demande pourrait atteindre les 3 600 passagers par heure et sens (dans quinze ans, si la demande maintient son taux de croissance à 2% l’an). Ce choix serait alors à l’abri d’éventuelles critiques de sous capacité et de saturation du réseau, tout en permettant, dans un second temps, d’adapter l’exploitation à la demande sans grand investissement supplémentaire. Depuis ce choix et les études qui l’ont précédé, outre le Tvr, les transports intermédiaires sur pneus se sont vus renforcés par de nouvelles solutions technologiques à roulement pneumatique. Sont notamment proposés le Transport Léger sur Pneus Tlp ou futur Bhns et de nouveaux véhicules de la gamme Lohr. Seul le Translohr était modulable et permettait de porter la capacité d’une ligne à 4 100 passagers par heure et sens : ce niveau correspond à un accroissement de la demande de 2% par an après vingt années. Par ailleurs, le choix de la récupération de voies ferrées des Hbnpc, de l’utilisation de voies uniques (déviation de réseaux), de la proximité du garage atelier de la voie du Tcsp, faisait apparaître dans l’étude un écart de coût d’investissement entre le Tvr et le tramway d’au moins 15% ; cet avantage restait faible par rapport à l’investissement qui serait alors nécessaire si la demande connaissait une rapide inflation après la mise en service du Tcsp.
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Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
1
F. Kuhn Le 29 Septembre 2020
CHOIX D’UN SYSTEME DE TRANSPORT EN COMMUN EN SITE PROPRE POUR UNE
AGGLOMÉRATION INTERMEDIAIRE EN FRANCE
I. Rappel
Résumé
Le présent article est issu dune étude de 1997 effectuée pour éclairer le choix dun système
de TCSP pour l’agglomération de Valenciennes. Le choix portait entre l’autobus articulé, le
Transport sur Voie Réservée TVR de Bombardier dont on ne connaissait pas alors le
comportement durant lexploitation sur les réseaux de Nancy et de Caen, et le tramway
moderne largement diffusé en France depuis le début des années 80 et en Europe.
Si l’Autorité organisatrice des transports AO de l’agglomération de Valenciennes
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avait un
doute sur le flux du tronçon le plus chargé à l’heure de pointe (2 700 passagers par heure et
sens), avec un taux d’accroissement de 1% par an, elle aurait pu se contenter d’améliorer son
réseau d’autobus par des aménagements progressifs de site propre et couloirs dans
l’hypercentre. En effet, avec des autobus articulés, on peut théoriquement transporter
quelques 2 000 passagers par heure et sens selon un intervalle de trois minutes, voire
hypothétiquement atteindre les 2 700 passagers en réduisant l’intervalle à deux minutes -en
apprenant à exploiter dans ces conditions- ; voire augmenter ces débits en jouant sur le taux
de remplissage des véhicules.
2
Mais une fréquence de passages de trente autobus à l’heure
est-elle adaptée à la configuration de Valenciennes? N’est-elle pas une source d’augmentation
des coûts d’exploitation, de la pollution et de gêne aux riverains? Les capacités dépendent des
conditions locales, notamment d’éventuels effets de queue aux carrefours à l’heure de pointe.
Lorsque l’AO a décidé de réaliser un Tcsp, elle s’est posé le choix entre le tramway classique
et le Tvr, à savoir un système sur pneus bimode qui dispose d’une capacité unitaire de 150
places par véhicule, soit 3 000 passagers par heure et sens en ligne à la pointe ; alors que le
tramway de 180 places offre 3 600 passagers par heure et sens, voire le double si la demande
venait à augmenter sur ce tronçon.
1
En 2017, la ville de Valenciennes comptait 44 000 habitants et les 82 co mmunes formant la métrop ole 352 000 habitants.
2
Ainsi, en III.3 ci-dessous, arrive-t-on à imaginer 4 400 p/h/s en appliquant un critère communément admis à l’étranger de huit passagers
au m2 (ce qui n’est en l’occurrence pas une option souhaitable).
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
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Elle a choisi le tramway ferré, pensant que l’accroissement du trafic sera tel qu’à moyen
terme la demande pourrait atteindre les 3 600 passagers par heure et sens (dans quinze ans,
si la demande maintient son taux de croissance à 2% l’an). Ce choix serait alors à l’abri
d’éventuelles critiques de sous capacité et de saturation du réseau, tout en permettant, dans
un second temps, d’adapter l’exploitation à la demande sans grand investissement
supplémentaire.
Depuis ce choix et les études qui l’ont précédé, outre le Tvr, les transports intermédiaires
sur pneus se sont vus renforcés par de nouvelles solutions technologiques à roulement
pneumatique. Sont notamment proposés le Transport Léger sur Pneus Tlp ou futur Bhns et de
nouveaux véhicules de la gamme Lohr. Seul le Translohr était modulable et permettait de
porter la capacité d’une ligne à 4 100 passagers par heure et sens : ce niveau correspond à un
accroissement de la demande de 2% par an après vingt années.
Par ailleurs, le choix de la récupération de voies ferrées des Hbnpc,
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de l’utilisation de voies
uniques (déviation de réseaux), de la proximité du garage atelier de la voie du Tcsp, faisait
apparaître dans l’étude un écart de coût d’investissement entre le Tvr et le tramway d’au
moins 15% ; cet avantage restait faible par rapport à l’investissement qui serait alors
nécessaire si la demande connaissait une rapide inflation après la mise en service du Tcsp.
- Source : http://transporturbain.canalblog.c om/pages/les-tramways-de-valenciennes/32921935.html
Schéma du réseau de transport public dont les deux lignes de tramway de l’agglomération de Valenciennes
3
Les Houillères du bassin Nord Pas de Calais avaient un réseau ferroviaire privé pour le transport des matières premières, qui est aujourd’hui
à l’abandon.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
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Préambule
L’objet de cet article a été d’observer la méthode et les résultats d’une étude antérieure
ayant conduit les autorités organisant les transports dans le rimètre urbain de
l’agglomération valenciennoise à soumettre aux élus la décision d’implanter un système de
transport en commun en site propre, alternatif au réseau d’autobus existant.
En ce qui concerne la méthode ayant prévalu dans l’élaboration de la proposition, aucune
remarque ne peut être formulée quant à l’utilisation d’un modèle assez classique et simple.
L’étude a procédé par comparaison de choix alternatifs, à partir des données technico-
économiques de la réalisation de Grenoble pour l’option “tramway classique”, et de celles du
projet de Caen pour l’option de “roulement pneumatique”. Outre la difficulté de comparer
des sites entre eux, il se présente un inconvénient incontournable : confronter des résultats
pour l’option “ tramway classique ”, établir des hypothèses pour l’optiontramway sur
pneus (et dans l’état actuel du projet (1996), personne n’est en mesure de certifier que le
Tvr choisi par l’agglomération caennaise sera implanté à un coût inférieur ou supérieur aux
70% de ce que lui aurait coûté un tramway classique). Hormis les coûts d’infrastructure, dont
la comparaison sur projets varie aujourd’hui constamment, les coûts d’exploitation finaux
sont difficilement prévisibles, sachant qua priori l’exploitation routière se rapproche de celle
des autobus, mieux maîtrisée par l’exploitant de transport urbain que celle du ferroviaire.
Enfin, dans le choix des tracés soumis à comparaison, les options prises par le commanditaire
tirent meilleur profit de l’alternative technologique ferroviaire : un pré-choix orienté vers du
roulement pneumatique aurait peut-être rendu plus de justice à l’option pneumatique, selon
la formule industrielle choisie à Caen ou selon toute autre proposition.
Observation
La validité de la conclusion, mettant en avant le tramway à roulement ferré, est donc en
partie liée aux paramètres fixés et aux données disponibles pour effectuer l’étude. Projeter
les résultats d’exploitation actuels du réseau et les données provenant d’enquêtes antérieures
présente un risque, difficilement appréciable au vu des évolutions de comportements dans
les déplacements urbains (lesquels représenteraient aujourd’hui 18% des pratiques de
mobilité à Valenciennes). Plus généralement, l’hypothèse du recentrage d’une agglomération
dépassant les 300 000 habitants n’est pas une variable externe, puisque le propos d’un
système de transport guidé est d’aider à affronter son actuel éclatement polynucléaire. Une
telle évolution ne procédera évidemment pas seulement de variables internes au secteur
transport, puisqu’elle met en jeu la revitalisation d’une économie régionale en mutation
critique. D’autres déterminants apparaissent comme des questions en suspens, notamment
la soumission à un réseau de voirie adverse aux transports en commun, le passage par des
vides urbains (nœuds routiers ou friches industrielles), la faiblesse d’opportunités de
traversée du fleuve qui sépare l’agglomération.
4
En tout état de cause, le système à mettre en
place ne saura se substituer à l’offre actuellement existante, qu’il devra restructurer mais sur
laquelle il devra compter en réseau alimentaire.
4
En l’absence d’une reconnaissance du terrain, aucune appréciation de l’importance de ces variables ne peut être fournie ici.
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II. Observations complémentaires
1. La capacité d’un système de transport en commun en site propre
À l’image du métro, le tramway moderne attire aujourd’hui pour sa modernité, sa rapidité
et la qualité du service offert, autant d’atouts majeurs pour qui les responsables de la
circulation dans les villes recherchent une progression de l’usage des transports en commun
pour améliorer la circulation automobile et réduire la pollution. Le tramway représente une
avancée par rapport aux autobus soumis aux aléas et conflits de la circulation, qui ne peuvent
donc respecter les horaires et n’atteignent pas une vitesse commerciale suffisante pour se
présenter en alternative attirante par rapport à la voiture individuelle. Ainsi pouvait-on
constater au premier abord que les réseaux de tramways modernes récemment mis en service
(Nantes, Grenoble, Saint Etienne, Rouen, Strasbourg, etc.) ou de Val (Lille, Rennes et Toulouse)
voient leur fréquentation progresser rapidement à la mise en service d’une première ligne.
À la différence des autobus, l’option pour un transport en commun en site propre (Tcsp)
de surface conduit les AO à libérer des emprises, initialement destinées aux automobiles. Ainsi
la ville de Zürich a-t-elle repoussé dans les années 70 le métro souterrain, la population s’étant
prononcée électoralement en faveur du maintien et de l’extension du réseau de tramway et
contre la libération d’espace supplémentaire pour la voiture. Réserver une emprise au Tcsp
oblige tôt ou tard à diminuer l’usage de l’automobile et à adopter un Plan de circulation
restrictif avec parkings de dissuasion pour diminuer les conflits défavorables aux transports
en commun.
Il devient en effet prioritaire d’offrir le plus grand nombre de places-kilomètre pour
maintenir et augmenter significativement la fréquentation d’un réseau de transport urbain.
Une emprise séparée de la circulation générale permet d’augmenter la vitesse commerciale
et la productivité du réseau en réduisant les conflits avec les automobiles et les piétons et en
disposant une priorité efficace des tramways aux feux de signalisation.
Un système attractif et moderne se présente comme électrique, ferroviaire, rapide, en site
propre, accessible, etc. Ces atouts, réservés au métro, au Val et au tramway moderne,
excluent l’autobus sauf si on réalise un site propre sur l’ensemble de son parcours, à l’exemple
du Trans Val de Marne,
5
doté d’équipements d’aide à l’exploitation et d’information aux
voyageurs (Sae et Sai) ; l’effet de coupure de ce site dans les communes traversées n’est pas
négligeable. Or tout nouveau système de Tcsp doit être étudié non seulement sous l’angle du
transport, mais aussi du point de vue de l’urbanisme, afin que le projet soit adopté par les
habitants dans leur ensemble.
Si l’on cite le cas de l’agglomération de Valenciennes, l’Aps établissait un trafic évalué de
2 700 passagers par heure et sens sur le tronçon le plus chargé à l’heure de pointe, ce qui
justifiait l’implantation d’un Tcsp et plaçait l’AO devant au moins trois options :
5
Le Trans Val de Marne rel ie sur 12,5 km Rungis à Créteil (station Rer). Exploité depuis Octobre 1993 avec 19 autobus
articulés, ce projet a coûté 45 MF/km et fait partie de la future rocade de desserte des banlieues appelée Orbitale :
organisation du bassin intérieur des transports annulaires libérés des encombrements.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
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l’autobus redéployé en site propre ;
le transport sur voie réservée à roulement pneumatique, de type Tvr, Translohr ;
le tramway moderne à roulement métallique, de type Tfs.
L’avant projet sommaire simplifié de 1994 comparait deux systèmes : le tramway français
standard de Grenoble et le projet de Tvr de Caen. On a pu en décrire les avantages et
inconvénients et les comparer aussi aux variantes offertes par les derniers systèmes tels que
le Translohr
6
, le Tlp
7
et le Citadis.
8
Outre les différences technologiques, les capacités unitaires varient d’un système à l’autre.
Tableau 1 : France 1996
Capacités virtuelles et actuelles de nouveaux systèmes de transport intermédiaires
* La capacité unitaire des véhicules guidés ainsi que des autobus est dimensionnée à raison de 4 passagers
debout par mètre carré (alors que dans ce dernier cas on admet 6,6 passagers debout par mètre carré).
** La capacité théorique en passagers par heure et sens d’une ligne est dimensionnée en fonction du tronçon
dans le sens le plus chargé à l’heure de pointe avec un intervalle pour un système de surface qui est pris ici à
3 mn.
*** La capacité constatée sur la plupart des réseaux français avec des systèmes de surface à l’heure de pointe se
mesure avec un intervalle de 4 à 5 minutes : nous prenons ici un intervalle de 4 minutes car nous considérons
ces systèmes en site propre (sans conflits) avec une régulation aux carrefours à feux.
L’avant-projet sommaire (Aps) du projet de TCSP de Valenciennes ne considérait, pour le
Tvr, que le système produit par le constructeur Bombardier pour le projet de Caen. Depuis, le
constructeur Lohr a affiné sa proposition d’un guidage mécanique original en V avec deux
galets reposant sur un rail central, avec une masse de 60 kilogrammes par galet (contre 800
kg pour chaque galet du Tvr Bombardier), ce qui renforce la sécurité au déraillement et réduit
l’usure. Ainsi, le Translohr, système intermédiaire sur pneus guidé par un rail central, offrait
146 places dans sa version S3 d’une longueur de 24,5 mètres. Ce véhicule étant modulable en
longueur et une version S4 de 34,80 mètres de long offrait une capacité unitaire de 207 places,
sous réserve de circuler en site propre. La version S3 échappait à cet obstacle formel et la
bimodalité de guidage lui permettait de réduire les coûts d’implantation pour le garage atelier,
en utilisant la voirie existante pour le rabattement de la ligne au dépôt.
6
Le Translohr est un système intermédiaire, proposé par Lohr-Industrie, de conception routière guidé par un rail central qui
existera en 3 versions : S2 de 18 m avec deux caisses articulées, S3 de 24,5 m avec trois caisses articulées et deux essieux
moteurs, S4 de 34,8 m avec quatre caisses articulées et trois essieux moteurs.
7
Le Transport léger sur pneus (Tlp), proposé par Cogifer, était un véhicule de conception ferroviaire de 28,5 m qui n’était pas
bimode et n’était pas accouplable.
8
Le Citadis ou système de transport urbain léger (Stul), est un tramway de nouvelle génération proposé par Gec Alsthom.
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Quel système répondrait-il le mieux aux besoins de productivité de Valenciennes ? Le
réseau du Siturv ayant connu les dix dernières années une évolution naturelle de
fréquentation de l’ordre de 1,2 à 1,5% par an et si cette évolution devait s’amplifier avec la
mise en service d’un Tcsp (on gardait pourtant un taux prévisionnel de 1,5% par an), la
demande sur le tronçon le plus chargé pourrait passer de 2 700 à 3 400 passagers par heure
et sens en 15 ans, voire atteindre les 4 300 passagers par heure et sens au bout de trente ans.
Si ces tendances devaient se maintenir (grâce à une baisse relative de la motorisation
individuelle) et si l’implantation d’un nouveau système devait accroître la clientèle des
transports en commun, un Tcsp adapté à cette évolution actuelle et prévue pourrait avoir des
véhicules modulables en longueur ou accouplables en unités multiples. C’était maintenant le
cas du Translohr, modulable de S3 en S4 mais limité à la capacité de 4 100 passagers par heure
et sens et sous l’hypothèse que le S4 soit homologué en véhicule ferroviaire.
De même, les tramways de la gamme Citadis étaient modulables en longueur et accouplables :
une version de 22 mètres de long peut être transformée en une autre de 29 mètres et ces
véhicules peuvent former des rames de deux éléments offrant une capacité de 5 600 à 7 600
passagers par heure et sens. Dans le cas de Valenciennes, on peut aussi adopter la version 22
mètres offrant 142 places (même ordre de capacité que le Tvr et le Translohr), soit une
capacité en ligne de 2 800 passagers par heure, chiffre qui pourrait être atteint en moins de
cinq ans ; puis, si les prévisions de croissance de la demande se confirmaient, on accouplerait
deux véhicules en une rame pour porter la capacité à 5 700 passagers par heure et sens. On
pourrait aussi faire circuler des véhicules de 29 mètres et d’autres de 22 mètres, en fonction
de la politique d’exploitation du réseau, du coût unitaire de chaque véhicule et du coût de
l’ensemble du parc.
Le tramway français standard (Grenoble, Bobigny, Rouen) d’une longueur de 29,40 mètres,
qui a retenu l’attention de l’AO, offre d’emblée une capacité en ligne de 3500 passagers par
heure et sens.
Les responsables du transport valenciennois raisonnent essentiellement à l’hyperpointe et
exposent que :
- l’autobus articulé n’est pas adapté ;
- le Tvr Bombardier, le Translohr S3 et le Citadis 202 offrent une capacité limitée à la mise
en service ;
- le Translohr S4 et le Tlp, sous réserve de l’homologation ferroviaire pourraient répondre
aux besoins.
Cependant l’AO a validé le Tfs, en fonction des tracés actuels et des estimations de flux sur
le tronçon le plus chargé à l’heure de pointe de l’agglomération de Valenciennes.
2. Observations relatives aux coûts d’investissement et d’exploitation
Le choix d’un système circulant en surface permet de réduire les coûts de génie civil,
notamment en éliminant les dépenses onéreuses en tunnel et en viaduc ; on lui oppose
cependant les travaux induits pour rétablir les circulations et pour remplacer les places de
parking perdues (pour permettre à l’automobile de faire la concurrence au nouveau Tcsp…).
Les dernières opérations de Tcsp de Strasbourg et Rouen exhibent des coûts moyens
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
7
respectifs de 37,8 M€ val. 2007 et 54,19 M€ val. 2007 au kilomètre construit ou et,
9
chiffres
dépassant les coûts historiques des tramways de Nantes 29,32 M€ val. 2007 sur la ligne 2 et
de Bobigny 32,55 M€ val 2007 à cause de l’importance des ouvrages en souterrain et des
déviations de réseaux
10
; d’autres différences s’expliquent par un niveau différent de
prestations en dehors de la plate-forme nécessaire au tramway.
Le gain annoncé par les concepteurs du Tvr sur les infrastructures se répartirait sur
plusieurs postes (à confirmer après travaux) principalement :
le dimensionnement de la chaussée ;
les déviations de réseaux de concessionnaires ;
l’utilisation de la voirie existante pour rejoindre le dépôt en haut le pied à partir du
terminus ;
la réalisation d’un garage atelier sans voies spécifiques (avec rails de guidage et
appareils de voie), sans alimentation électrique par caténaire.
a. Le dimensionnement de la chaussée
11
Le gain possible sur la réalisation des couches de chaussée dépend des conditions locales
(bon module de déformation du sous-sol, cycle de gel dégel pris en compte, etc.). En effet,
12
le coût d’une infrastructure en structure bitumineuse (enrobés à module élevé, Eme) ou en
structure béton armé en continu (Bac) -y compris les rails de guidage pour le système Tvr- est
respectivement de 9% et 5% moins cher que le coût d’une voie classique pour le Tramway
standard (Tfs) qui, pour une emprise de même largeur, emprunte des rails posés sur traverses
et une couche de béton, avec un revêtement bitumineux. Puisque l’emprise nécessaire pour
un Tvr en alignement droit est de l’ordre de 10% supérieure à celle du Tfs (2,30 mètres de
large), le gain ci-dessus est ramené à 6% et 2% par rapport au coût de la voie du Tfs. La
fourniture du rail de guidage du Tvr est actuellement plus onéreuse, son laminage en petites
quantités ne lui permettant pas encore d’être concurrentiel par rapport au rail 35 G, fourni
depuis une dizaine d’années sur plusieurs lignes de réseaux européens de tramway.
Mais les deux options de roulement entraînent des coûts joints différents, dont certains
sont plutôt à l’avantage du Tvr. Sur un tracé de ligne de tramway on trouve généralement 15%
9
D’après « Urban Transport : Tramway Revival in France » par F. Kuhn & J-H An in Jakarta Franco-Indonesian seminar on 21
October 2008
10
Respectivement 53 MF/km à Strasbourg, 44MF/km à Rouen, contre 7 MF/km à Nantes (les ponts sur la Loire étant financés
par ailleurs) et 8 MF/km à Bobigny.
11
La voie du tramway se définit par un type correspondant aux différents étages élastiques nécessaires pour obtenir un
affaiblissement vibratoire suffisant selon la distance de la voie par rapport aux façades des habitations le long desquelles elle
se situe. Le type 1 à un seul étage élastique est la voie standard utilisée lorsqu’il n’y a pas nécessité de précautions
particulières. La voie de type 2 est utilisée lorsqu’elle se situe entre 7 et 4 m d’une façade, pour un affaiblissement de 10 dB
pour un spectre maximum à 63 Hz ; et la voie de type 2A pour un affaiblissement de 15 dB dans les mêmes conditions de
situation. La voie de type 3 se situe à moins de 4 m des façades, pour un affaiblissement de 20 dB.
12
Selon une étude récente effectuée par l’Inrets et le Lcpc, pour le compte de la Dtt, dont les principaux résultats ont été
présentés au Comité d e développement des Tcsp d e su rface le 30 octobre 1996 : cette étude compare, pour un même trafic
et un même module de déformation du sol, ces deux types d’infrastructures situées en alignement droit, sans appareils de
voie ; pour être plus précise, la comparaison doit être effectuée sur un même tracé, sachant que le site accidenté avec de
fortes rampes et comportant de nombreux aiguillages est plus favorable au tramway sur pneus par exemple, alors qu’un
tracé au profil plat ayant un garage atelier à proximité immédiate des voies est plus favorable au tramway sur roues en fer.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
8
du linéaire des voies sur une infrastructure spéciale pour obtenir un certain affaiblissement
vibratoire. À chaque type de voie nécessaire pour le tramway classique correspond un coût
de réalisation. Or les pneus transmettent très peu de vibrations à l’environnement,
contrairement à la roue acier du tramway et les galets de guidage sur le rail n’émettant que
peu de vibrations beaucoup plus faciles à filtrer compte tenu de la faible charge. On peut
estimer, sur les tronçons où il est nécessaire de poser des voies de type 2, 2A et 3 pour le
tramway, une économie pouvant atteindre les 30% par rapport à la voie nécessaire au Tvr.
Le véhicule sur pneus s’adapte mieux que le tramway classique à un profil en long
accidenté. Les appareils de voie étant moins nombreux pour les tramways sur pneus que pour
les tramways classiques, un gain important sur les infrastructures pourrait être obtenu. Ce
gain pourrait cependant se réaliser au détriment de la vitesse commerciale, s’il conduisait à
augmenter les temps d’entrée et sortie sur le rail de guidage.
Ainsi, l’étude Transvilles du valenciennois établit-elle le faible niveau d’économies
qu’apporterait un Tvr, en raison de l’absence de relief du site, de la possibilité de réutilisation
d’une plate-forme ferroviaire existante et de la situation du garage atelier situé à proximité
de la ligne.
b. Les déviations de réseaux de concessionnaires
Le maintien des conduites ou câbles des réseaux de concessionnaires est permis pour la
traversée de l’emprise du système de Tvr, de par la faible épaisseur de la structure de la
chaussée. Un tel avantage est déjà accepté pour les lignes de tramway classique : selon la
profondeur de ces réseaux dont la couverture devrait être de un mètre au-dessus de
l’extrados des conduites, le fond de fouille lors de la réalisation de la plate-forme du Tcsp se
situe entre - 40 centimètres (par rapport au niveau du plan de roulement) pour le Tvr et - 60
centimètres pour le Tfs lorsque le module de déformation du sol constituant le fond de forme
est supérieur à 500 bars (510 kgf/cm2) ; le terrassement peut ainsi s’effectuer généralement
sans précautions particulières. Lors de la réalisation des couches de chaussées, les
concessionnaires peuvent prévoir des batteries de fourreaux en vue de traversées
supplémentaires de conduites sous les voies ; ou encore, ils peuvent utiliser des mini-
tunneliers pour traverser l’emprise des voies après la mise en service du système de transport.
La faible épaisseur de chaussée nécessaire pour le Tvr permettrait de se prémunir du
dévoiement des réseaux longitudinaux de concessionnaires sous l’emprise du Tcsp. Mais des
protections sont à prendre à l’égard des courants vagabonds vis-à-vis des conduites de gaz et
d’eau potable, pour lesquelles on doit installer des protections cathodiques au risque de les
détruire à court terme par corrosion.
Les concessionnaires préfèrent remplacer les conduites anciennes et les implanter hors
emprise du Tcsp : l’étude d’un tracé le plus favorable annoncé à l’avance aux concessionnaires
permet alors de diminuer largement le coût de dévoiement imputé à l’implantation du futur
Tcsp. Il n’est d’ailleurs pas de l’intérêt de l’exploitant de laisser les réseaux occuper l’emprise
du Tcsp, au risque de dégrader l’exploitation lorsque la maintenance de ces réseaux oblige les
véhicules à quitter la voie, à se détourner sur la deuxième voie ou dans les rues adjacentes et
donc à être bimotorisés avec équipement d’embrayage du guidage des mini-bogies installé
sur la voie à espacements réguliers au droit des stations.
Par ailleurs, l’intervention sous la voie du Tvr est préjudiciable à la planéité de la couche de
roulement : en effet si celle-ci est réalisée en béton armé en continu (structure Bac)
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9
l’entreprise du concessionnaire devrait adopter un mode opératoire spécifique de manière à
ne pas “détendre” la structure et créer des affaissements plus ou moins rapides ; si la chaussée
est réalisée en structure bitumineuse, le fait d’y effectuer des tranchées entraîne aussi des
flaches et déformations de la couche de roulement, lesquelles deviennent défavorables au
confort des usagers et à la tenue dans le temps de la voie.
c. L’utilisation de la voirie
Les véhicules à double articulation de 24,50 mètres de long restent encombrants et ne
pourront pas assurer une desserte fine en dehors de leur site propre. Il serait peu rationnel
d’utiliser ce matériel au coût élevé pour offrir 150 places en bout de ligne, alors que des
autobus standards pourraient être utilisés en rabattement sur le site du Tcsp.
Hormis son usage mixte lors de l’implantation, l’intérêt du véhicule Tvr à emprunter la
voirie ordinaire est donc de pouvoir rejoindre en haut le pied le garage atelier à une certaine
distance du terminus, fixée par un compromis entre l’opportuni d’un terrain, l’existence
d’un garage autobus et le surcoût d’exploitation dû au kilométrage à effectuer en haut le pied
sur une longue période.
d. La réalisation du garage atelier
Le coût d’un garage atelier peut diminuer si l’on s’écarte du type ferroviaire classique, en
supprimant le peigne de distribution sur les différentes voies de garage alimentées par
caténaire: ceci oblige alors à la bimodalité (moteur diesel ou batteries). L’économie chiffrée
dans l’Aps est de l’ordre de 45% du coût d’un dépôt-atelier pour tramways. Sur l’ensemble du
projet, le gain serait de l’ordre de 2%.
Mais des gains plus importants pourraient être obtenus, surtout si dans un premier temps
une extension du dépôt autobus existant était réalisée. Or, dans le cas de Valenciennes, le
dépôt de Saint-Saulve est trop éloigné de la première ligne projetée ; son utilisation
entraînerait un grand nombre de kilomètres en haut le pied (Hlp). Il est donc prévu de réaliser
un garage atelier au voisinage immédiat du terminus de la première ligne.
e. Le parc nécessaire avec Tvr ou Tfs
En ce qui concerne le matériel roulant, le parc nécessaire de véhicules Tvr 150 places)
est supérieur de 20% à celui du Tfs (à 180 places). Le coût du Tvr était annoncé par son
constructeur à 10 MF en 1996 ; or le Tga 301 ou 302 de la gamme Citadis était proposé entre
9,5 et 10,5 MF selon équipement, pour une capacité unitaire de 190 à 204 places (4
passagers/m2), c’est à dire pour 25% moins cher à capacité équivalente.
Par ailleurs, l’augmentation du nombre de véhicules Tvr par rapport au tramway fait croître
le poste “conduite” du coût d’exploitation du système. Le coût généralisé devrait à terme être
supérieur pour le Tvr. Le coût d’investissement indiqué dans l’avant-projet sommaire pour le
tramway (12 MF le véhicule), sous réserve de sa justesse, milite donc en faveur du tramway à
roulement ferré.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
10
3. Observations relatives à la qualité de service, au confort et à la sécurité.
L’option Tcsp ne vise pas seulement à améliorer la productivité de l’exploitant et à baisser
le coût de production kilométrique : il doit aussi conduire à une attirance redoublée de
voyageurs et à un report des automobilistes vers les transports en commun. Ce dernier
objectif n’est atteint que si la qualité de service offerte par le système est supérieure à celle
connue sur le réseau d’autobus. Il faut donc un site propre avec des interstations permettant
d’atteindre une vitesse de consigne élevée, des stations bien adaptées pour l’accessibilité et
les échanges, des équipements d’information des voyageurs notamment aux stations de
correspondance et toutes les nouveautés qui marqueront la différence avec le réseau existant.
Le site propre protégé par des îlots et plantations auquel s’ajoute une double file de rails dans
le cas du tramway s’imposera aux automobilistes toujours en quête de voie de circulation
supplémentaire. Mais la grande distance entre stations peut décourager certains utilisateurs
potentiels, en fonction du climat, des lieux de résidence et d’activités, et autres
comportements.
On a vu précédemment que le guidage assure une meilleure insertion et une sécurité de
conduite supérieure, pour une emprise au sol inférieure à celle des autobus à conduite
normale.
13
Ce guidage apporte un confort aux passagers très au-delà de l’autobus standard,
car la motorisation électrique en commande progressive avec hacheur donne une
accélération au véhicule sans engendrer d’inconfort pour l’usager. Le site propre réduit les
conflits avec la circulation générale, qui sont toujours une source de freinages intempestifs
très désagréables à l’intérieur des véhicules.
La qualité de service, le confort et la sécurité sont globalement équivalents pour les deux
systèmes Tvr et Tfs. Néanmoins, le comportement des deux véhicules devant un obstacle sur
la voie peut être différent : l’adhérence des pneus sur la chaussée pour le Tvr est supérieure
à l’adhérence des roues sur les rails ; la progression dans la décélération et la valeur obtenue
étant différente, les distances de freinage restent supérieures pour le tramway.
Ces deux systèmes étant exploités en site propre et sans trop de conflits, avec une
maintenance de la voie et des véhicules adaptée, la qualité du service, le confort et la sécurité
peuvent être considérés comme identiques. Il n’empêche qu’une dégradation incontrôlée de
la chaussée pour le Tvr, ou de la voie pour le Tfs, peut déstabiliser le comportement des
véhicules et rendre le système inconfortable, voire dangereux à moyen terme.
4. Considération minimale d’emprise au sol du Tcsp
Le choix du Tcsp se faisant avec un site de surface séparé de la circulation générale,
l’emprise la plus réduite s’impose pour une meilleure insertion sur la voie définitive (surtout
si elle doit desservir le centre) et pour une réduction des nuisances du chantier (perturbations
aux riverains). Le guidage des véhicules permet de réduire la surface allouée au système : au
sol, c’est le gabarit des véhicules qui va contraindre en définitive l’emprise au sol nécessaire.
Les systèmes intermédiaires sur pneus ont des gabarits statiques minimum de 2,50 mètres,
alors que le tramway sur roue en fer peut se contenter d’un gabarit statique compris entre
13
À vitesse identique, un véhicule conduit manuellement (type bus standard) a besoin de 0,80 à 2,30 m supplémentaires en
voie double, pour des vitesses de consigne de 40 à 80 km/h (selon une étude de la Ratp de 1977).
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
11
2,20 mètres (2,65 mètres au plus). Mais le gabarit dynamique des véhicules sur pneus est
légèrement supérieur à celui du tramway sur roues de fer (environ dix centimètres). En
additionnant ces avantages respectifs, la comparaison entre tramways à roulement
métallique et pneumatique octroie un certain avantage au Tfs.
14
Un gain de 10% sur la largeur
d’emprise nécessaire avantage un Tfs de gabarit statique de 2,30 mètres sur un système de
transport intermédiaire du type Tvr. Le tramway sur double rail prenant moins de place de
voirie, le rapport surface/coût est à son avantage.
Le guidage permet aussi une meilleure accessibilité en supprimant la lacune au droit des
stations et une meilleure stabilité du véhicule ; d’où un meilleur confort général pour les
usagers. On évite, bien sûr, les projets au tracé trop accidenté, les courbes serrées en plan et
en profil;
15
des interstations assez longues et équidistantes permettent d’atteindre une bonne
vitesse commerciale.
Le site de Valenciennes, l’absence de pentes, les points durs que constituent la traversée
de l’Escaut et le passage par des rues étroites du centre, ainsi que le tracé adopté par l’AO,
avec un petit nombre de variantes, sont autant d’éléments contraignant fortement les
avantages qui pourraient résulter d’un roulement pneumatique : ils conduisent donc au choix
d’un système circulant sur voie ferrée.
5. Possibilités de redéploiement optimal de l’offre des autobus
Il n’est guère crédible d’exploiter en bout de ligne, en dehors de l’axe lourd, des véhicules
dits de transport intermédiaire, car les autobus standards, s’insérant mieux dans la circulation
générale, sont adaptés à ce type de demande. Le système de Tcsp est implanté sur un axe où
la demande assure un remplissage des véhicules à la pointe et desservant la ville selon des
interstations longues et un tracé au profil peu perturbé en plan et en long. La recherche de la
meilleure productivité résulte donc d’un compromis entre le meilleur remplissage du Tvr ou
du tramway sur un axe lourd, son alimentation par des lignes d’autobus au niveau de stations
de correspondance quai à quai et une desserte qui ne soit pas ressentie comme une contrainte
par les usagers, sous peine que ceux-ci se dissuadent d’utiliser le nouveau système de
transport.
Améliorer l’ensemble du réseau de transport de l’agglomération, au-delà de la zone
d’influence directe du tramway, conduit le projet Transvilles à rechercher la meilleure
couverture du périmètre des transports et à offrir un temps de parcours stable pour un trajet
donné à toute heure de la journée. Dès la première phase de réalisation du Tcsp, toutes les
communes du Périmètre de transport urbain devraient profiter de l’accroissement de la
vitesse commerciale des autobus qui n’iront plus en centre-ville et du redéploiement en
périphérie des moyens dégagés en centre-ville. La vitesse commerciale moyenne du Tcsp est
estimée à 22,6 km/heure. Pour le redéploiement de l’offre autobus, le temps de parcours
complet devra être inférieur au temps de parcours par autobus avant la réalisation du réseau
Transvilles.
14
Le Gabarit limite d’obstacle ( Glo) d’un Tfs avec des poteaux supports de caténaire latéraux est de 5,60 m ; dans les
mêmes conditions le Glo, d’un Tvr est de 6,20 m.
15
Les tramways à plancher bas sont limités pour prendre des courbes de petit rayon en profil : par exemple le passage de
tramway à plancher bas sur les ponts des canaux d’Amsterdam n’est pas possible.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
12
Ainsi, sur le barreau Denain-Anzin du futur Tcsp, les vitesses des autobus constatées aux
heures de pointe se situent près de 20 km/heure,
16
pour une vitesse simulée du Tcsp de
31,7 km/heure ;
Sur le barreau Anzin-Valenciennes, les vitesses constatées aux heures de pointe se
situent autour de 10 km/heure, contre une vitesse simulée du Tcsp de 17,5 km/h ;
Sur le barreau Valenciennes-UniversiMont Houy, les vitesses constatées se situent
autour de 20 km/h et simulée à 25,6 km/h avec le Tcsp;
Sur le barreau Valenciennes-Saint-Saulve, la moyenne des vitesses constatées, 19 km/h,
est inférieure à la vitesse moyenne simulée du Tcsp de 23,7 km/h.
Dans la mesure le Tvr et le Tfs circulent chacun sur le même tracé du Tcsp, avec les
mêmes interstations, la même demande, une simulation de l’exploitation effectuée avec
chacun des deux systèmes doit donner des résultats équivalents du point de vue de la vitesse
commerciale. C’est donc la charge des véhicules et le nombre de portes qui feraient la
différence. Le temps de montée et descente en station ayant une incidence sur la vitesse
commerciale, si l’augmentation de la demande se confirme, à nouveau le Tfs pourrait offrir la
meilleure vitesse commerciale (à tracé identique, c’est-à-dire sans tirer le meilleur profit d’un
roulement pneumatique).
6. Réutilisation éventuelle des voies ferrées existantes
La juxtaposition du plan du réseau actuel d’autobus de Valenciennes à celui des lignes de
chemin de fer suggère la possibilité d’étendre la desserte d’un Tcsp à d’autres villes de
l’agglomération, en utilisant les lignes de la Sncf :
soit avec un tramway régional correspondant à l’utilisation d’un matériel type
tramway sur des dessertes strictement ferroviaires classiques ;
soit avec un tramway hybride ou train-tram, circulant à la fois sur le domaine
ferroviaire et sur site propre dans le cadre du réseau urbain de tramway.
Une telle utilisation des voies ferrées se fait à Karlsruhe, à Cassel, à Cologne bientôt à
Sarrebruck ; de même, l’agglomération de Mulhouse a mis sous étude en 1996 un réseau de
53 kilomètres de transport en commun, dont huit en site urbain.
17
Dans le grand valenciennois, une desserte pourrait être établie de Saint Amand, de
Raismes, de Beuvrages, d’Anzin, de Valenciennes, de Trith Saint léger, de Prouvy, d’Haulchin,
de Denain, d’Escaudain et d’autres villes vers cette agglomération polynucléaire. Un accord
avec la Sncf pourrait porter sur une exploitation de ces lignes par le Siturv, soit avec des
tramways hybrides (compatibles avec les voies au gabarit normal de la Sncf et une
alimentation électrique à la tension de 700 ou 25000 volts), soit avec des tramways régionaux
ou une desserte cadencée. Ce réseau pourrait aussi être prolongé vers le proche réseau
cadencé belge.
16
Selon les derniers relevés de septembre 1996, présentant des vitesses actuelles sensiblement inférieures à ceux
répertoriés dans l’Aps.
17
Le projet de Mulhouse affiche un montant initial estimé à 1 160 MF en 1996.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
13
Reste à savoir si le droit d’usage des voies demandé par la Sncf ne serait pas supérieur à
celui d’un service urbain par autobus. Cette éventualité n’est donc pour l’instant qu’une
hypothèse dérivée de la mise en place du Transvilles, lequel devra peut-être se contenter
encore longtemps d’un prolongement des lignes d’autobus rabattues sur le Tcsp pour
répondre à la demande présente sur ces axes interurbains.
7. Évaluation des risques techniques et économiques
a. Le Tvr type Bombardier
i. Le roulement
Le roulement sur pneus est bien connu : grâce à sa structure et à sa capacité d’absorption,
le pneumatique transmet peu de vibrations à l’environnement. Par contre, les vibrations
transmises au sol par la roue en fer peuvent poser des problèmes, notamment lorsque les
façades sont très proches des voies. Pour se prémunir des vibrations dans le cas du tramway,
on connaît différents modes mécanisés de pose de voie.
18
Par ailleurs, le véhicule Tvr étant guidé, ses roues passent toujours dans la même trace, ce
qui peut entraîner une déformation plus ou moins rapide de la chaussée selon la qualité du
béton bitumineux employé ou selon le climat. L’accélération et le freinage des véhicules
poussent les concepteurs à utiliser un revêtement en béton dans les stations et les zones de
décélération et d’accélération, afin de diminuer le risque d’un renouvellement prématuré de
la couche de roulement de la chaussée.
Dans les calculs de coûts de chaussée, un renouvellement de la couche de roulement en
béton bitumineux est pris en compte après une période de 7,5 ans. Cette durée pourrait
évoluer selon les conditions climatiques locales et selon la qualité des produits mis en œuvre
et la garantie apportée par le constructeur. Malgré ce surcoût, il s’avère que le coût d’une
chaussée en structure bitumineuse peut être moindre que celui d’une structure réalisée en
Bac, en fonction des conditions locales d’appel d’offres et de réalisation.
En ce qui concerne le confort de roulement, celui-ci tient à la planéité de la surface de
roulement, donc à la tenue dans le temps de cette couche de roulement et à la progressivité
de l’accélération et de la décélération. Si le véhicule circule en site propre sur une nouvelle
chaussée dont le tracé en plan et en profil n’est pas trop perturbé, si les vitesses de consigne
sont adaptées au tracé, on peut admettre que le confort de roulement du Tvr est bon. Mais si
on exploite ce véhicule bimode sur la voirie existante, le confort risque de devenir médiocre
et bientôt mauvais.
ii. Le guidage
Le guidage du Tvr s’opère selon un rail central, reposent deux galets appliquant une
masse de 1 600 kg par essieu : chaque galet soulage ainsi l’essieu, sauf en mode routier (l’excès
de chargement en mode guidé réduit la durée de vie des galets et le poids adhérant des roues
porteuses). Si le rail de guidage n’est pas bien traité, de la conception à la pose, ce mode de
guidage avec des petits galets (huit par véhicule) risquerait d’engendrer du bruit. La stabilité
18
Voir ci-dessus paragraphe 2.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
14
du guidage, ainsi que la sécurité au raillement sur les défauts de rail les plus courants
(défaut d’alignement, marche arrière intempestive, verglas, etc.), restent à confirmer dans les
situations réelles de circulation.
La pose du rail de type “pont roulant” et de deux cornières renforcées doit être précise et
soignée, ce qui explique en partie son coût élevé
19
(1 000F/mètre ou 204,63 € val 2018, contre
410 F ou = 83,89 € val. 2018 pour le Tfs, y compris la fourniture des rails et attaches). Ce
surcoût estompe l’avantage initialement évident d’un rail pour le tramway sur pneu au lieu
des deux nécessaires au tramway à roulement ferré. En effet, le millier de kilomètres de
linéaire de rail de type 35 G, fabriqués depuis une quinzaine d’années, permet d’atteindre de
substantielles économies d’échelle de production. Dans l’état actuel (1996-2000) des projets
connus en France, le niveau espéré de commande de linéaire de rail “pont roulant” serait de
l’ordre de la centaine de kilomètres, contingentant sa production à du “sur mesure”.
iii. Le véhicule
Le point fort du Tvr proviendrait de la bimodalidu véhicule, qui laisse penser que ce
système flexible peut s’affranchir d’une coupure de sa voie en site propre pour des travaux de
concessionnaires, s’éloigner de sa ligne pour aller par la voirie banalisée au dépôt d’autobus,
être prolongé à la mesure en bout de ligne pour améliorer la desserte de quartier, etc. Mais
la bimotorisation alourdit le véhicule, rendant son utilisation plus onéreuse, ce qui n’incite pas
l’exploitant à l’utiliser dans les zones à faible demande en dehors de son axe lourd initial. Or
la capacité d’une ligne exploitée avec un Tvr serait limitée à 3 000 passagers par heure et
sens.
20
Lorsqu’une AO veut faire le saut technologique qui devrait restaurer l’image des transports
en commun nécessaire à une stimulation de l’attractivité du réseau, elle doit envisager de
remplacer le réseau d’autobus existant par un système intégrant métro et bus pour un coût
d’investissement oscillant entre un et trois milliards de francs en une ou plusieurs phases
(période de 3 à 15 ans). Il lui est donc difficile de faire admettre le risque que l’axe lourd, sur
lequel seront rabattues la plupart des lignes d’autobus, se trouve rapidement limité par un
problème de capacité ; et l’hypothèse d’une sous-utilisation du nouveau système, en fonction
d’évolutions des comportements de la demande, est rarement considérée.
b. Le tramway type Citadis
i. Le roulement
Le tramway classique est connu, ainsi que ses infrastructures, avec la pose de voie sur
traverses. Le coût de cette voie reste compétitif par rapport à celui de la voie du Tvr, dont le
constructeur conseille une pose sur dalle en béton armé en continu, selon une méthode
connue de rabaissement des coûts (utilisée pour réparer ou réaliser de nouvelles autoroutes
à chaussée en béton). L’intérêt de cette méthode est de réduire les temps de pose de la voie,
grâce à l’utilisation d’une machine à coffrage glissant (slip-form) et d’utiliser cette dalle pour
la reprise et la répartition des efforts supportés par les rails. Les traverses supportant les rails
19
1F val 1996 = 0,20463 € val. 2018. 1000 F val.1996 = 204,63 € val. 2018 ; 410 F val 1996 = 83,89€ val. 2018
20
Tout au moins, selon les chiffres repris ci-dessus au paragraphe 1.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
15
étant ainsi supprimées, la fixation des rails se fait sur des selles mises en place sur la dalle
pendant le coulage du béton.
D’autres avantages peuvent être cités :
l’absence de joints transversaux entraîne une réduction des coûts d’entretien dans le
revêtement, à l’exception des joints à l’approche de certains ouvrages d’art ;
une bonne résistance à la fatigue due aux matériaux constitutifs (béton à 350 kg de
ciment) ;
l’épaisseur de ce type de dalle est inférieure à celle d’une dalle classique non armée,
21
soit 39 centimètres, à comparer avec l’épaisseur d’une structure Bac de 22 cm sur 19
cm de béton à 200 kg, soit 41 cm pour le Tvr ;
compte tenu de la faible épaisseur de la dalle, la hauteur du rail 35 G étant de 16
centimètres, la profondeur du terrassement nécessaire en site urbain est de 55 cm,
soit environ 15 cm plus haut que l’épaisseur nécessaire pour la voie du Tvr : les réseaux
de concessionnaires traversant la plate-forme n’ont pas à être tous déviés, en ce qui
concerne les réseaux longitudinaux, ceci reste à étudier au cas par cas.
22
Cette nouvelle méthode de pose fait l’objet d’essais
23
pour contrôler la mise en oeuvre dans
les dévers et constater le comportement général de la dalle et sa fissuration et la géométrie
des rails. Mais le roulement ferroviaire a aussi ses contraintes.
ii. Le guidage
Le guidage du tramway sur roues fer est éprouvé si l’on prend les précautions nécessaires
pour l’entretien des voies et du matériel roulant et si l’on adapte la vitesse de consigne à la
géométrie de la voie.
Une exploitation efficace requiert des rayons de courbure faible en plan et en profil, de
façon à atteindre une vitesse de consigne élevée et des coûts réduits de maintenance. Car les
courbes peuvent tôt ou tard devenir source de désagrément, lorsqu’apparaît l’usure des roues
et des rails.
iii. Le véhicule
Le véhicule sur roues en fer connaît des améliorations notoires depuis quelques années
(plancher mixte, plancher bas intégral, etc.). Les nouveaux véhicules se veulent modulables
en longueur et en largeur et présentent un avantage pour tel site où se présente des
problèmes d’insertion particuliers du Tcsp.
Les véhicules à plancher mixte, utilisant des bogies moteurs éprouvés, semblent mieux
adaptés au trafic urbain. Leur principal avantage provient de la possibilité de former des rames
21
Pour le Citadis, le Lcpc (IFSTTAR) préconise une couche de 22 cm de Bac sur une couche de 17 cm de béton à 200 kg.
22
Cf. ci-dessus paragraphe 2 Déviations de réseaux.
23
Expérimentation en cours chez Cegelec : une voie d’essais devrait être réalisée pour mettre au point la mise en oeuvre
avec la machine slip-form et la machine distribuant les selles sur le béton frais à la même cadence d’avancement.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
16
à partir d’unités multiples,
24
ce qui octroie une capacité nettement supérieure aux autres
systèmes.
L’accouplement des véhicules en rames de deux ou trois véhicules ramène le coût
d’investissement initial au niveau de celui des systèmes intermédiaires à capacité égale. Car
le matériel roulant additionnel et les modifications de longueur de stations, du garage atelier,
de la puissance en énergie électrique, produisent un surcoût nécessaire étalé sur une longue
période.
24
On peut exploiter les tramways en unité multiple de 2 ou 3 véhicules (rame de 60 ou 90 m) : quelques réseaux allemands
utilisent exceptionnellement, des rames de 90 m pour des manifestations sportives, par exemple.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
17
III. Considérations comparatives additionnelles
1. Autres références bibliographiques et bases documentaires
Un tramway moderne mis en service en juin 1991 à Lausanne (Tsol) ressemble au projet de
Tcsp de l’agglomération de Valenciennes : implanté en voie unique sur la plus grande partie
de son parcours, le projet de Valenciennes le serait à 63%.
Le Tsol est appelé à desservir un complexe universitaire de 15 000 personnes prévues à
terme, générant d’importants déplacements pendulaires. Cette ligne de 7,8 kilomètres à voie
unique intégrale comporte 15 stations, dont douze à voie double. Elle est exploitée avec 12
véhicules de 2,65 mètres de large et 30,4 mètres de long, à accouplement automatique, pour
former des rames de deux véhicules, de capacité unitaire de 214 passagers (4 passagers/m2).
En particulier, on note la présence à bord d’un groupe thermoélectrique de marche de
secours (donnant une autonomie d’une heure) qui permet des déplacements à vitesse réduite
pour des transferts sur réseau Cff lorsque les automotrices doivent passer sur tour en fosse
pour le reprofilage des roues.
La capacité de la ligne dépend de plusieurs facteurs : les quais des stations, d’une longueur
de 65 mètres, ne peuvent accueillir simultanément que deux véhicules par rame ; la durée
moyenne d’arrêt est de 23 secondes ; la vitesse moyenne entre les terminus est de 24,4
km/heure. L’intervalle a été fixé à dix minutes, soit une capacité théorique de 3 000 passagers
par heure et sens ; il est envisagé de descendre à 7,5 mn pour atteindre une capacité de 4 000
passagers par heure et sens.
Après une année de service, l’exploitant indique que la voie unique n’est pas un handicap
majeur mais qu’un maximum de précautions en matière de formation du personnel ont été
prises afin de faire face à diverses pannes. Une philosophie de fonctionnement de secours a
également été adoptée lors de la conception des équipements (groupe thermoélectrique,
installation de sécurité totalement secourue, redondance ou marche de secours pour les
équipements particuliers, centralisation des équipements du bloc automatique) ; pour
exploiter ce type de Tcsp, l’idée force est que toute intervention doit être mise en œuvre sans
aucun délai afin de minimiser toute perturbation.
Le faible taux d’incidents laisse à penser qu’un intervalle de sept minutes et demie est
possible sans autre équipements et qu’un intervalle de 5 mn nécessitera des portions de voie
double afin de conserver des possibilités de glissement entre les positions relatives des trains.
Le problème majeur d’une exploitation à voie unique intense réside dans le vieillissement
rapide des appareils de voie : après plusieurs années d’exploitation, il conviendra de comparer
les coûts d’entretien et ceux d’investissement pour une deuxième voie.
25
25
Le projet TSOL a coûté 750 MFF soit 93 MF/km (val.91) soit 20,99 M € val. 2018/ km comprenant : le foncier, les ouvrages
d’art, les installations techniques, atelier et outillage, 12 véhicules, les véhicules de service et les frais financiers.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
18
2. Informations comparatives concernant d’autres expériences
Le choix du tramway, du fait de l’utilisation de l’énergie électrique, est également justifié
par son respect de l’environnement local (bruit et pollution). Un Tvr n’a le même impact
favorable sur l’ensemble de son parcours que si, lorsqu’il sort de l’alimentation électrique, il
est équipé d’une batterie d’accumulateurs au lieu d’un moteur diesel, ce qui se justifie
seulement dans le cas d’un parcours en autonomie limité.
Cet aspect est moins important que celui relatif à la capacité. Un bilan nuancé pourra
provenir de la diffusion de source thermiques moins polluantes que le diesel actuel (gaz,
améliorations des moteurs, carburants et cycles de fonctionnement, etc.).
Si la caténaire est considérée gênante dans certains secteurs, il est également possible,
avec un tramway, d’envisager sa suppression sur certains tronçons en rajoutant une batterie.
La ville allemande de Fribourg pratique, depuis près de 25 ans, une remarquable politique
de l’environnement et de la qualité de vie, se traduisant par un important développement
continu des transports collectifs -essentiellement, le tramway en site propre- par la
généralisation des pistes cyclables et des “zones 30” ainsi que par la maîtrise du
stationnement. En dix ans, on y a ainsi vu doubler la fréquentation du réseau et une part de
la bicyclette concerner 28% des déplacements, quand la part modale de la voiture est en
diminution régulière. Depuis 1994, une association avec les collectivités voisines vise à
développer spatialement cette politique (projet gional Rail Brisgau 2005), avec l’ambition
de l’étendre ultérieurement à Bâle et à Mulhouse, dans le cadre d’une grande communauté
trinationale.
26
26
Dans une intervention au colloque Agir de Troyes (3 et 4 octobre 1996) le Dr. Kretschmer, Directeur de la Freiburger
Verkehrs AG, indique : “ Il n’y a pas que la fréquence et la vitesse qui font la disponibilité du transport collectif : les points
d’arrêts et de correspondance doivent rapidement être atteints. Si, autour des arrêts de tramway, on dessine des cercles de
rayon de 500 mètres, on constate que 70% de tous les habitants et de tous les lieux de travail se trouvent dans cette zone
d’influence. En 1995, les trois quarts de nos 66 millions de voyageurs ont été transportés par tramway. L’autobus a la fonction
de desservir des aires plus étendues et d’amener les habitants des communes environnantes aux points terminaux du
tramway, qui est plus rapide. Il est incontestable qu’aujourd’hui, à Fribourg, on arrive plus rapidement à destination en
tramway qu’en voiture. Ceci est particulièrement vrai pour le centre-ville : le tramway dessert le coeur de la ville alors que
les automobilistes doivent trouver aux abords de celui-ci l’un des rares parcs de stationnement, puis faire le reste du trajet à
pied.
La construction de lignes de tramway nécessite une planification rigoureuse, de longues négociations pour l’acquisition des
terrains et, en plus de la construction de la ligne, l’achat de véhicules plus performants, plus attractifs et plus confortables
pour les usagers. Cela ne se fait pas sans frais : rien que pour l’achat de 26 nouveaux éléments, il a fallu dépenser en 93-94,
350 MF (13,5 MF par véhicule), la construction de la nouvelle ligne de 2,8 km avec la démolition d’un immeuble 200 MF (71
MF/km), la construction d’un nouveau dépôt-atelie r 153 MF. Ces investiss ements sont payan ts si l’on atteint l’objectif
politique de reporter sur rails le trafic routier en offrant une solution de rechange attractive. Ces investissements ne peuvent
en effet se justifier et ne sont rentables que si la fréquentation augmente : de 1984 à 1994 le nombre annuel d’usagers des
autobus et des tramways a doublé, passant de 29 millions à plus de 60 en 1995, il a même atteint 65,9 millions. Dans le bilan
de la VAG, le déficit n’a pas suivi l’évolution du nombre de voyageurs. La formule “ plus de voyageurs, plus de déficit ” ne
s’applique donc pas à Fribourg. Malgré d’énormes investissements, le déficit est resté stable et le taux de couverture des
dépenses par les recettes est supérieur à 70%.
Une étude réalisée à notre demande par un institut de sondage de renom pour savoir quel était le moyen :
le plus confortable ; le plus rapide ; le plus reposant ; le plus compétitif ; le plus sûr ; le mieux adapté à la grande ville ; le plus
écologique ; le plus moderne a montré que le tramway avait sur ces critères plus de succès que la voiture.
La politique de développement des transports collectifs, en vue de protéger l ’environnement et la qualité de la vie, se
poursuit. Des plans pour l’extension du réseau sont dans les tiroirs et leur réalisation sera bientôt entreprise. Un nouveau
quartier de 10 000 à 12 000 habitants sera construit en respectant les impératifs de priorité au transport collectif. À Fribourg,
nous avons déjà fait une bonne partie du chemin vers une politique durable des transports, mais n’en sommes pas encore au
bout.”
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
19
3. Implantation et capacité
Selon la nomenclature internationale, on était classiquement habitué à trois grandes
familles de systèmes, celle du métro urbain desservant les zones denses avec une capacité
variant entre 10 000 et 40 000 places offertes par sens en heure de pointe ; celle du train
régional sillonnant les banlieues (de 50 000 à 75 000 passagers par heure et sens) ; et celle du
tramway (entre 5 000 et 10 000 p/h/s) pour les demandes plus faibles. On voit maintenant
apparaître des hybrides qui dérivent de l'une de ces familles en empruntant des
caractéristiques d'une autre. Est-il possible de comparer des réalisations marquées par
d’importantes différences de sites, de systèmes, de capacités et historiques ? L'exercice est
difficile, à cause des grandes spécificités locales, du manque de données homogènes et des
problèmes d'actualisation et de conversion monétaire. On peut s'y risquer en écartant des
sources ponctuelles d'information montrant trop de divergences entre elles, en éliminant les
coûts financiers et en cherchant moins à arriver à des valeurs nominales, toujours discutables,
qu'à des ordres de grandeur comparatifs. La comparaison mondiale met sur le même plan des
réalisations qui s’inscrivent dans des contextes différents : on peut tout aussi bien s’offusquer
d’un tel amalgame, que vouloir s’inspirer de solutions apportées dans des contextes
autrement difficiles, notamment par rapport aux villes où l’exiguïté des moyens mobilisables
pour les transports en commun est aussi sévère qu’endémique. Il ne saurait être question,
évidemment, de penser à importer ici des formules qui, -bas, ne sont que des palliatifs ; mais
le regard porté sur ces réalités doit pour le moins permettre de relativiser nos exigences.
Le critère le plus couramment utilisé est celui du coût de construction au kilomètre,
incluant le matériel roulant. Sur la base d'informations concernant certaines lignes ou
tronçons de chaque système, on peut construire un tableau montrant le genre de résultats
auxquels on parvient avec ce genre d'analyse (figure 1).
27
27
Figures et commentaires extraits de E. Henry & F. Kuhn, Du métro à s es var iantes : leçons mexica ines et a utres, Codatu
VII, New Delhi, 2/96.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
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Fig.1
Source :https://www.researchgate.net/publication/341609925_The_development_of_metro_variants_Lessons_from_Mexico_and_other_
countries
Coûts kilométriques de 34 TCSP dans le Monde
L'histogramme qui confronte l'extension des réseaux aux populations des agglomérations,
présente un classement de ces villes selon le coût kilométrique de système construit tous
genres confondus : métro classique (ici Mrt), léger (ici Lrt) ou régional (ici Rrt). Exception faite
de Washington, les cinq systèmes aux coûts unitaires les plus élevés (entre 730 et 930 millions
de francs au kilomètre soit 155,24 M€ val. 2018 et 197,77 M€ val. 2018) ne sont pas ceux dont
les réseaux sont les plus étendus (bien qu'ils incluent des mégapoles comme São Paulo et Rio
de Janeiro). Le tiers des villes de référence présentent des coûts unitaires entre 260 et 520
millions de francs au kilomètre ou 55,29 M€ val. 2018 et 110,58 Mval 2018 : on y trouve
aussi bien de très grands réseaux (bien que Londres et Moscou, bordant les 400 kilomètres,
ne soient pas ici représentés) que des métropoles comme Pékin, Le Caire ou Calcutta, dont les
métros semblent atrophiés par rapport à la population. Treize villes ayant opté pour le métro
léger viennent naturellement se ranger dans la moitié inférieure de la courbe : d'abord les
villes moyennes des pays industrialisés, puis des métropoles des pays en développement. Si
la décision de construire un métro se prenait au seul vu de ces considérations, elle serait
simple… voire radicale, le système le moins onéreux à implanter étant routier plutôt que
ferroviaire.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
21
Ainsi, le projet de Valenciennes (qu’on ne peut insérer dans la figure 1, comprenant des
coûts observés après réalisation) se situerait dans le bas de la courbe : le coût unitaire serait
sensiblement égal à celui résultant de l’implantation des métros légers de Porto Alegre ou de
Manille, l’option Tvr correspondrait au coût du tramway de Portland et le prix kilométrique
de l’option autobus articulé équivaudrait à celui du tramway dont s’est dotée la ville de Tuen
Mun (territoires de Hong Kong). Les chiffres valenciennois se situent un tiers en dessous du
coût des tramways standards français, mais les chiffres présentés dans la figure 1 sont ceux
de réalisations, et on ne connaît pas le coût résultant dans l’hypothèse de l’implantation d’un
Tcsp à Valenciennes. On peut seulement, à partir des données de l’Aps (2 lignes sur 22
kilomètres dotées du matériel roulant nécessaire pour absorber 2 700 passagers par heure et
sens), établir un histogramme comparatif.
Si l’option “autobus articulés”, sur un axe central, représente environ 62% du coût d’un
tramway classique (option écartée d’emblée et non considérée dans l’Aps), la différence entre
un roulement pneumatique du type Tvr caennais et un système à l’image du tramway
grenoblois n’est que de 11%, sur le strict plan des coûts kilométriques de réalisation.
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L’intérêt de la solution métallique apparaîtrait plus clairement en augmentant le nombre de
véhicules, car à 48 rames ce tramway ne serait plus que 7% plus cher que son équivalent en
Tvr.
Reprenant la comparaison internationale, quand on adopte un autre critère de
comparaison, celui du coût de la place offerte en heure de pointe, ce qui correspond mieux
aux fonctions d'un Tcsp, les résultats sont différents. Notre méthode alternative consiste donc
à partir d'une estimation de l'offre dans les conditions actuelles, sur la base des fréquences
maximales tolérées par les systèmes d'exploitation, par les caractéristiques de voiries et par
les dotations en rames (figure 3).
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À fins de comparaison, on ramène les niveaux de confort
28
On part respectivement d’un coût unitaire de 12 MF pour les véhicules du Tramway français standard à roulement
métallique (Tsf), de 10 MF pour celui du Transport sur voie réservée à roulement pneumatique (Tvr) et de 1,8 MF pour
l’autobus articulé (matériel TVM). Le parc retenu, conformément à l’Aps Valenciennes, est de 19 rames de Tfs, 22 véhicules
Tvr et 32 autobus articulés.
29
E. Henry & F. Kuhn, ibidem.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
22
à la pointe au critère admis ailleurs de huit passagers au m2 et on considère les compositions
des rames et les différences entre matériel roulant pneumatique et métallique.
Fig. 3
Source :https://www.researchgate.net/publication/341609925_The_development_of_metro_variants_Lessons_from_Mexico_and_other_
countries
Coûts capacitifs de 34 TCSP dans le Monde
La capacité ainsi calculée, en nombre de places offertes à l'heure de pointe, varie entre
deux extrêmes de quatre mille et cent mille passagers par heure et par sens à la pointe
marquant la différence essentielle entre le tramway flambant neuf de Rouen et le métro
autofinancé de Hong Kong, par exemple. En rapportant cette capacité à l'investissement total
de construction, on obtient un "coût capacitif", qui varie dun à dix (3 770 francs par place
offerte pour le métro léger de Manille, contre 44 200 F pour celui de Rouen…).
On voit ensuite (courbe supérieure de la figure 3) que le classement des villes selon ce ratio
garde peu de relation avec leur classement selon le coût kilométrique (courbe de la figure 1).
Ainsi, des métros comme ceux de Lyon, Marseille ou Santiago du Chili, mais aussi des Lrt
comme ceux de Nantes, Strasbourg ou Atlanta, à l'investissement kilométrique modéré,
présentent des coûts capacitifs parmi les plus élevés. Inversement, le caractère onéreux du
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
23
kilomètre de métro de São Paulo (941 MF/km) ou de Caracas (723 MF/km) est ici fortement
compensé, quand on le rapporte à la capacité. Baltimore et Rio de Janeiro se situent
respectivement à 416 et 936 millions de francs au kilomètre, mais présentent un coût capacitif
de l'ordre de 20 300 F/place.
Au vu de l'histogramme des capacités (en noir sur la figure 3), une offre importante favorise
la baisse du coût à la place offerte, surtout si l'investissement est faible (Paris et Séoul).
Finalement, les coûts capacitifs des systèmes légers ne sont pas aussi clairement inférieurs, le
métro léger d'Istanbul présentant par exemple le même coût que le métro automatisé de Lille
(environ 12 000 F/place), ou celui de Monterrey (9 000 F/place) étant assimilable à celui de
Hong Kong. Dans cette liste, après Paris (10 000 F/place pour les dernières lignes construites)
et Hong Kong (9 300F/place), on ne trouve plus que des systèmes lourds ou légers de villes en
développement. Les résultats montrent combien il est difficile de combiner les mérites de ces
trois familles de technologies de transport ferroviaire urbain, pour des mégapoles, des
métropoles, des villes moyennes ou des agglomérations régionales, indépendamment du
“niveau de développement” des pays. Il n'en demeure pas moins vrai que l'investissement en
système léger est deux à trois fois moins élevé que celui en métro, rapporté au kilomètre
construit : paradoxalement, son coût capacitif est supérieur de 40% à celui du métro dans les
pays industrialisés, alors qu'il est inférieur de 30% dans les villes en développement.
Rapportées au cas de Valenciennes, ces observations permettent de proposer
l’histogramme suivant, comparant les coûts capacitifs d’installation des trois options, en
termes de places offertes et selon trois options, ramenées par comparaison à l’hypothèse de
8 pass./m2 :
- l’une qui correspond aux caractéristiques du projet tel que présenté dans l’Aps (parc et
fréquences calculées pour un débit à l’heure de pointe de 2 000 passagers par heure et sens) ;
- l’autre, théorique, développe la productivité maximale de chacun des systèmes (48 rames
de tramway ferroviaire accouplé), 24 véhicules de Tvr ou 36 autobus articulés) à 2 minutes
d’intervalle ;
- une colonne intermédiaire considère le coût capacitif potentiel, en ramenant les trois options
à la capacité maximale du système autobus, à savoir un débit de 4 400 passagers par heure et
sens.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
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Selon la figure 4,
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l’avantage du tramway ferroviaire apparaît surtout dans l’exploitation
théorique, qui suppose quelques 11 700 passagers par heure et sens à la pointe. Mais dans
l’hypothèse intermédiaire, le tramway sur pneumatique représenterait une économie
inférieure à 10% par place offerte. Au vu de ces considérations -mais pas seulement celles-ci
puisqu’elles n’incluent ni les coûts d’exploitation, ni les avantages urbanistiques inhérents à
chacun de ces systèmes- se justifierait la décision des autorités de Valenciennes. Car implanter
un système ne se réduit pas à construire des kilomètres d’infrastructures, mais correspond
bien à l’objectif premier de transporter des voyageurs, en augmentant la mobilité des citadins
et en attirant aux transports en commun des automobilistes.
Références :
- F. Kuhn, J-H An INRETS 2008, Urban Transport in France : the Tramway Revival, 28 p link :
https://www.researchgate.net/publication/344491336_Urban_Transport_in_France_The_Tramway_
Revival
- Jeong-Hwa An. Le choix d'un système de transport durable: analyse comparative des systèmes
de transport guidé de surface in https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-
00834819/document
- http://leparticulier.lefigaro.fr/jcms/c_57169/valeur-en-euros-des-francs-erosion-monetaire
- https://fr.wikipedia.org/wiki/Tramway_de_Valenciennes
- http://transporturbain.canalblog.com/pages/les-tramways-de-valenciennes/32921935.html
- https://halshs.archives-ouvertes.fr/halshs-00460333/document
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À huit passagers au m2 on obtient la capacité équivalente suivante : 293 places pour le Tfs, 257 places pour le Tvr et 148
pour l’autobus articulé.
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
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ANNEXE
F. Kuhn
Visite du chantier du tramway du 21 Septembre 2005
F. Kuhn
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
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Visite du 21 Septembre 2005 sur le pont sur l’ Escaut
F. Kuhn
Une station témoin en cours de finition
Choix d’un TCSP pour u ne métropole intermédiaire française
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F. Kuhn
Une communication de voie posée
F. Kuhn
Le peigne d’entrée au dépôt de Saint Waast
F. Kuhn
6 Rames Citadis 302 sont livrées au 21 septembre 2005
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