Le système VAL

<Le système VAL> Le métro | MAJ Septembre 2015

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Le système VAL
  • Quelques chiffres
  • Le VAL, un système parfaitement automatisé
  • Le VAL à Toulouse

 

Quelques chiffres

  • 38 : stations desservies par les lignes A et B du métro Tisséo.

  • 46,2 : Millions de KWh la puissance consommée sur une année de service métro à Toulouse.
  • 70 : Le nombre de kilomètres de voies à Toulouse.
  • 128 : Le nombre d’ascenseurs et escaliers mécaniques sur la ligne A du métro Tisséo.
  • 56 000 : en mètre carré la surface des stations de métro toulousaines.
  • 85 000 : En kilomètres parcourus sur une année par une rame toulousaine, soit l’équivalent de 1 600 fois le tour de la terre.

 « Une rame toute les 65 secondes au minimum en heure de pointe »

 

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Le VAL, un système parfaitement automatisé

Le métro de Toulouse est un métro sur pneus à gabarit réduit de type VAL (Véhicule Automatique Léger) pour une desserte urbaine souple. Sa capacité est de 120 personnes pour le VAL 206 contre 158 personnes pour le VAL 208. Le système entièrement automatisé permet d’assurer un cadencement à haut niveau de service,  d’une rame toutes les minutes cinq secondes tout au plus en heure de pointe et de 3 minutes en heure creuse.
« Les véhicules sont à petit gabarit mais la possibilité d’une fréquence élevée permet de compenser et d’établir une performance équivalente à un métro classique »
Le VAL est sans conducteur, pour autant le métro est contrôlé à distance via le poste de commande (PCC) où une équipe de techniciens veillent et assurent le bon fonctionnement de celui-ci et interviennent en cas d’incident. Ils peuvent entrer en contact avec les passagers via les interphones en station ou dans les rames. En matière de sécurité publique, toutes les stations de métro sont équipées de caméras de vidéosurveillance ainsi qu’un gardiennage en station. Dans les rames, sont disponibles des poignées d’évacuations d’urgence. En cas de force majeure, elles peuvent être actionnées par les usagers.

Critères de mesure fiabilité métro

La fiabilité est une des  principales caractéristiques du VAL, en effet le taux de disponibilité du métro toulousain a été de 99,3% en 2012.
La sécurité est aussi un des critères fondamentaux du VAL, toutes les stations sont isolées des voies puisque équipées de portes palières, afin d’éviter des accidents graves en ligne. La fermeture des portes est automatique et est précédée d’un signal sonore – et lumineux sur la ligne B.
CALCUL DU CRITERE FIABILITÉ DU METRO
  • Demande de Décalage Horaire (DDH) en min.
  • Services provisoires
  • Arrêts Hors DDH =/> 2 min
  • Total perturbations (TP) =/>2min
  • Total perturbations (TP) =/>4min
  • Disponibilité du système d’exploitation en % (TP =/>2min/temps de fonctionnement)
  • Disponibilité du système vue du client en % (TP =/>4min/temps de fonctionnement)

 

Quelques notions techniques

L’alimentation électrique des rames de métro est de 750 volts en courant continu et est transmise via des barres de guidage situées le long de la piste de roulement. Les trains roulent sur une piste de roulement spécifique.

 

L’alimentation générale de la ligne est assurée par deux stations électriques de 20 kV situées de bout en bout de la ligne et répartie en plusieurs zones.
Les zones d’alimentation sont facilement repérable de par la signalisation (Z-XX) zébrée de jaune et noire, qui avertit le basculement de la source d’alimentation électrique. À cet effet, On peut remarquer une légère accélération – ou décélération de la rame en ligne lors du passage au nouveau secteur d’alimentation. Le changement de secteur se situe généralement à chaque aiguillage de voie.
En cas de coupure générale électrique de la ligne de métro, les rames disposent d’une autonomie d’environ une heure du groupe électrogène, c’est à cette raison que seulement 1 plafonnier sur 3 reste éclairé dans la rame en cas d’arrêt de service métro.
Orientation de la rame 

Les rames sont composées de deux voitures nommées « H et P » aux devants des véhicules suivi du numéro de la rame.

  • La lettre P désigne « Pilote » (ou Pupitre) : c’est dans cette voiture que comporte toute l’électronique embarquée et l’automatisme du véhicule.
  • La lettre H désigne « Hacheur » : Cette voiture comporte le poste électrique de la rame.

Les rames de la ligne A sont orientées du poste pilote vers le garage-atelier de Basso-Cambo, le hacheur en direction de Balma-Gramont tandis que les rames de la ligne B sont orientées avec le hacheur en direction du garage-atelier de Borderouge, le pilotage vers Ramonville. En effet, les rames de la ligne B transitant vers la ligne A ont le pilotage en tête. Il n’y peut y avoir qu’un seul et unique sens de pilotage.

 

Feux de signalisation

Dans le tunnel sont présents des feux de signalisation, servant de repère à la « conduite manuelle à vue » des techniciens, voici leurs significations :

État des portes en station :

  • Feu orange : portes fermées, départ et arrivée autorisés.
  •  Feu rouge : portes ouvertes, arrêt absolu.

État des protection des aiguillages :

  • Feu vert : voie libre.
  •  Feu rouge : arrêt absolu.

 

Manœuvre de la rame :

  • Feu bleu : rebroussement //changement de sens de la rame. La rame a l’ordre d’interdiction d’avancer au delà du feu bleu

 

Naissance et développement du projet de métro automatique léger

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Le VAL est préconçu fin des années 1960 suite aux travaux du professeur chercheur Robert Gabillard, l’inventeur du métro automatique léger. Les différents brevets étant déposés, c’est la société Matra qui en 1971 s’est chargée de la conception et de la réalisation du VAL.  Forum + En savoir plus

 

« À l’origine, VAL était l’acronyme de Villeneuve-d’Ascq Lille »
Lille métropole première héritière du train automatique inaugure la ligne pionnière en 1983. Le concept du métro automatisé VAL s’est ensuite exporté à l’international dans les années 1990 avant de vivre l’automatisation progressive des métros lourds dès les années 2000 et de procéder au doublement capacitaire des lignes VAL de Lille (ligne 1 par Alstom,  fin 2019) et Toulouse (ligne A par Siemens, fin 2019) à horizon 2020.
Désormais, Siemens propose une évolution de son offre métro léger en commercialisant le NEOVAL, système similaire au VAL à son origine, en conservant les impératifs de flexibilité, de rentabilité et de sécurité. Il s’agit d’un métro sur pneu doté d’un automatisme nouvelle génération TMT CBTC avec technologie embarquée et communicante, d’un système de guidage par rail central et voies de roulement. Ce projet est né de la collaboration entre Siemens Transportation System et le français Lohr Industrie.
Si le siège mondial de l’activité métro de Siemens Mobility est basé à Châtillon dans les Hauts-de-Seine (Le Grand Paris), la division « métros automatiques légers » comportant des équipes de recherche et développement, d’ingéniérie, est installée dans la zone d’activités de Basso-Cambo à Toulouse. Elle regroupe les anciens sites de Colomiers et de Roubaix.

Les réseaux VAL en France et à l’étranger

En France, Lille (deux lignes) et Rennes (seconde ligne en phase de réalisation) ainsi que les aéroports parisiens Orly (OrlyVal) et Charles de Gaulle (CDGVAL et LISA) sont équipés du système VAL. Rennes et le CGDVAL exploitent uniquement des trains VAL 208 tandis que le Orlyval n’utilise que du VAL 206. Toulouse et Lille font circuler les deux modèles de trains pré-cités.
« Douze lignes de métro léger dans le monde »
À l’étranger, Turin (seconde ligne de métro en projet) et Uijeongbu sont équipés d’une ligne de métro et sont exploités avec du matériel VAL 208. Il existe aussi des versions de véhicules plus larges ; le VAL 256 (2,56 mètres), pour les lignes de Chicago et Taipei. Le système NEOVAL désormais commercialisé, qui équipera la ligne b du métro de Rennes en 2018, le CityVAL propose un gabarit innovant et aux dimensions différentes des premières rames VAL. Il mesure 2,65 mètres de largeur et est extensible de 2 à 6 voitures, avec une intercirculation à bord des passagers.

Le parc métro des réseaux VAL

  • VAL 256 : 117 exemplaires (Le + Taipei)
  • VAL 206 – 1 : 38 exemplaires (Le + Lille)
  • VAL 206 – 1bis : 81 exemplaires (Le + Lille)
  • VAL 208 PG : 136 exemplaires (Le + Lille)
  • VAL 208 NG : 101 exemplaires (Le + Toulouse)
  • VAL 208 NG2 : 26 exemplaires (Le + Toulouse)
« Toulouse détient un tiers du parc VAL 208 »

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2. Le VAL à Toulouse

Le Poste de Commande Centralisé de Basso-Cambo

À l’extrémité du garage-atelier par lequel il communique grâce à une galerie communicante, le Poste de Commande Centralisé de Toulouse s’élève sur 2 niveaux de 700 m² chacun.
Préconçu pour le pilotage de la ligne B, qui est confié à la même équipe de techniciens pour des raisons pratiques et économiques, il abrite un puissant ordinateur qui gère et régule en permanence le fonctionnement de la ligne de métro, à partir des ordres de marches et des paramètres prédéfinis. 30 000 télémesures et 3000 télécommandes sont ainsi analysées en simultané. Contrairement aux bus, c’est le « PCC » qui décide à l’avance du parcours d’une rame, en fonction de l’évolution des besoins.
En novembre 2002 commençait l’installation d’un nouveau PCC avec la nouvelle base de données informatiques et la formation des chefs de poste et opérateurs Métro. Après test des fonctions logicielles du système, la nouvelle platine FSHT (Fréquence Sécurité Haute Tension) qui garantit la sécurité du fonctionnement du métro est installée en Mai 2003. Le basculement de la nouvelle informatique intervenait en août de cette même année.
Un grand « Tableau de Contrôle Optique » surplombe la salle d’opération et indique les positions de chacune des rames en service voyageurs. Pour Lille et Toulouse, les deux lignes de métro sont représentées schématiquement. Une ligne de métro est séparée en plusieurs section de voie dont la longueur varie entre 70 et 400 mètres, qui correspond à des cantons.
Le mouvement des véhicules est régulé selon le principe suivant : une seule rame par canton. Par sécurité, un canton ne peut être occupé que par une seule rame et celle-ci doit pouvoir circuler lorsque il  y a un espacement respecté, c’est à dire, un canton de libre devant la rame. Lorsque la rame occupe un canton, ce dernier est illuminé de vert sur le TCO. 
Les écrans de contrôle, sur trois rangées de pupitres, permettent de surveiller l’état de chaque rame. Ainsi, lorsqu’un défaut apparaît, il est remonté via l’écran de gestion et l’opérateur prend les mesures nécessaires en cas de panne, comme la décision du retrait de la rame en question ou d’une intervention sur voie. Il peut intervenir soit en déconnectant l’élément défectueux, soit en actionnant un nouvel équipement (pour une sécurité maximale, tous les équipements liés aux automatismes et à l’alimentation électrique directe sont doublés dans les rames VAL 206 et VAL 208 PG), soit en demandant à une rame suiveuse si la panne n’est pas réparable de l’accoster et de la pousser jusqu’au terminus.,. D’autres automatismes sont chargés de localiser tout défaut pouvant affecter la bonne marche des rames : usure des freins, pression des pneus, portes, etc …
Une équipe de cinq personnes surveille le PCC, susceptibles d’intervenir à tout moment : un chef de poste, un opérateur matériel, un opérateur de ligne, un correspondant station clientèle et un agent d’ambiance (contrôle des moniteurs pour la sécurité de la clientèle). À l’aide d’écrans de contrôle et de la cartographie de la ligne, ils observent à tout moment l’avancée des rames et ce qui se passe à chaque station. Le dialogue est aussi possible avec la clientèle. Chaque pupitre est doté du « coup de poing » surnom familier désignant l’action de l’arrêt d’urgence, provoquant une coupure générale et occasionnant une interruption totale du service métro en cas de force majeure.

 

Le garage atelier de la ligne A à Basso-Cambo

Bâti sur un terrain de 74 000 m² sur environ 7 hectares à partir de l’été 1989, le garage-atelier de Basso-Cambo regroupe 4 parties à vocation bien distincte :
  • le remisage
  • l’atelier
  • le Poste Central de Commande
  • la zone d’essai.
À l’origine, le bâtiment de remisage de 300 m de long est constitué de trois voies séparées par un terre plein pour les interventions et le nettoyage des habitacles. À noter que deux rames stationnent en permanence à Jean Jaurès, permettant un fonctionnement immédiat de la ligne en cas de service partiel.
L’atelier est réservé aux opérations de maintenance préventive, programmée et curative que ce soit pour le remplacement de sous-ensembles ou d’organes préventifs, comme pour les contrôles périodiques, la maintenance. 5 aires de travail sont réservées pour ces interventions, dont 4 permettent le soulèvement des voitures.
Des locaux annexes permettent le lavage des essieux, la mécanique des organes, le stockage des pneumatiques, des graisses, des huiles et des pièces détachées. Le pilotage des rames vers le garage est manuel grâce au mini pupitre de conduite situé à l’avant de chaque voiture.
Enfin, une voie de 600 m de long est destinée à la réception et à la mise en service des rames, avant leur mise en service ou lors des grosses révisions.
La réalisation de ce site s’est faite en deux temps, la mise en place des systèmes ayant eu lieu après construction des bâtiments.
À partir de 1999, le site n’a cessé d’évoluer avec l’accroissement de l’offre et le prolongement de la ligne A ainsi que l’ouverture de la ligne B.
Dernier trimestre 1999, des travaux de génie civil se sont étalés sur 14 mois pour :
  • l’aménagement d’un atelier énergie/voies/façades de quai (300 m²) et d’une seconde salle de repos pour le PCC
  • les extensions du garage (3 voies supplémentaires, équipées de 2 quais de 250 mètres), du hall de maintenance du matériel roulant et de son premier étage (8 bureaux), des vestiaires (capacité portée à 130 personnes), du réfectoire des services technique métro, du restaurant, des locaux syndicaux, des parkings personnel et visiteurs (dernier trimestre 2001).
  • Une nouvelle toiture et un aménagement intérieur optimisé accentuent la luminosité naturelle. Désormais, sept lignes de vérins et trois nouvelles voies d’accès caractérisent la zone de réparation. Le magasin couvre une surface de 1100m² (contre 700m² précédemment) et 6 nouveaux petits ateliers ont été créés sur une surface d’environ 300m². Au dessus a été entièrement recréé l’atelier Automatisme (250m²).
Les équipes Energie/Voies peuvent se rendre au PCC sans avoir à sortir grâce à une voie de circulation intérieure. La dalle de l’atelier est ainsi passée de 1400 à 2800m².
Début 2002, le restaurant d’entreprise est réaménagé : agrandissement de la cuisine, vestiaires séparés, nouveaux sanitaires, capacité portée de 64 à 100 couverts avec doublement de la surface de la terrasse.
Fin juin 2002, le parking personnel s’agrandit de 90 places supplémentaires. Trois locaux syndicaux supplémentaires portent leur nombre à 7 et le mois suivant, la zone de récupération des déchets est mise aux normes.
En 2013, des travaux d’agrandissement et d’adaptation des sites de Basso-Cambo et de Borderouge (ligne B) vont se réaliser ; avec la création de 3 voies supplémentaires (2 équipées de vérins à 26 mètres et 1 pour garer les trains de travaux et machine à laver) et l’adaptation des postes de travail (magasin, bureaux, ateliers) pour Basso-Cambo. 2 voies équipées de vérins à 26 mètres, extension du magasin et création d’un atelier Énergie voie pour Borderouge.