Comprendre le chemin de fer
La sÚcuritÚ et les trains

Historique

Le Canada détient depuis des années un des meilleurs records en matière de sécurité ferroviaire. Bien que les déraillements soient plus fréquents qu'on pense, le nombre de décès ou de blessures graves causés par les chemins de fer canadiens est minime si on les compare avec le reste du monde, au prorata du volume de marchandises et passagers transportés.

Cette réputation de chemins de fer sécuritaires ne nous est pas tombée dessus comme ça, par hasard. Dès le début du chemin de fer, le public a exigé que ce moyen de transport soit sécuritaire, et fiable.

Les débuts du chemin de fer en Angleterre dans les années 1820 ont pavé la voie. Déjà, les tout premiers trains (bien avant le concours de Rainhill où George Stephenson fit triompher sa célèbre locomotive « Rocket ») devaient être précédés par un cavalier tenant un drapeau, pour éviter les collisions entre les convois et les animaux ou les humains à proximité de la voie.

Les inventions augmentant la sécurité se sont multipliées. Au Canada, l’année 1986 marque un tournant dans l’histoire de la sécurité ferroviaire. Le 8 février de cette année-là, tout juste à l’est de la petite ville de Hinton, à l’ouest d’Edmonton, une terrible collision entre un train de VIA Rail et un train du CN tue 23 personnes. Si le nombre de décès est minime pour certains pays, ou certains moyens de transport comme l’avion, il s’agit d’une véritable catastrophe ferroviaire pour le Canada, qui n’a jamais connu d’accident aussi grave depuis 1947. L’enquête, menée par une commission royale présidée par M. René P. Foisy, démontra le laxisme des compagnies ferroviaires en matière de sécurité, et les failles flagrantes du règlement ferroviaire de l’époque. Bref, on s’était assis sur nos lauriers.

Depuis Hinton, les changements furent radicaux, et des organismes furent créés afin que plus jamais un accident de cette ampleur ne se reproduise.

Cet article vous propose un survol des principaux moyens d'assurer la sécurité à bord, et autour des trains.

Le principe d'autofiabilité

Après quelques malheureux accidents au début du 19e siècle, les ingénieurs des chemins de fer ont énoncé un principe fondamental de la sécurité ferroviaire : l'autofiabilité (fail safe). Ce principe se définit comme suit : lorsqu'un appareil présente une défectuosité, il doit automatiquement se placer dans sa position la plus sécuritaire, ou la plus restrictive.

Ce principe, toujours en vigueur aujourd'hui, et repris par plusieurs autres industries, s'illustrent avec deux exemples courants : les systèmes de signalisation, et les systèmes de freinage.

Dans un système de signalisation ferroviaire, les composantes mécaniques sont construites ou installées de façon à donner un aspect restrictif (normalement un signal d'arrêt) en cas de défaillance du système. Par exemple, les relais sont positionnés de façon à ce que leurs contacts tombent normalement, par gravité, et fassent afficher l'aspect STOP sur le signal. Ainsi, si une défaillance électrique survient, la gravité placera les relais en position STOP. Les signaux mécaniques à oculaire mobile coloré sont conçus de façon à ce que la couleur rouge soit affichée lorsqu'il n'y a pas d'électricité dans le signal. En cas de panne électrique d'un circuit, le signal ne peut afficher autre chose qu'un aspect rouge. Les sémaphores mécaniques fonctionnaient avec le même principe : si une tige ou une chaîne venait à se rompre, le bras du sémaphore retombait naturellement, par gravité, à la position STOP.

Si les risques d'avoir un signal affichant la mauvaise indication sont minimes, l'être humain qui doit lire, interpréter, puis exécuter les ordres transmis par les signaux peut en faire une lecture erronée. Pour pallier à cela, les règlements des chemins de fer stipulent que tous les membres de l'équipe de conduite d'un train doivent énoncer le signal à haute voix, et s'y conformer immédiatement. Imaginez-vous en automobile, où tous les occupants seraient tenus de nommer chaque panneaux routier et feu de circulation en plus de surveiller le trafic, et disposeraient d'une manette de freinage d'urgence devant eux advenant que le conducteur n'obéisse pas à la lettre au règlement! C'est ce qui se passe dans une cabine de locomotive. C'est en quelque sorte, un système d'autofiabilité humain.

Les systèmes de freinage à pression négative ont rapidement pris le dessus dans l'industrie ferroviaire, principalement due à leur principe d'autofiabilité. Dans un système à pression négative, la pression d'air du conduit contrôlant l'application des freins doit être abaissée pour augmenter la force de freinage. En cas de rupture de la conduite principale (lors d'un désaccouplement involontaire, ou lors d'un déraillement), la pression tombe immédiatement à zéro, ce qui équivaut à une application maximale des freins sur tout le train.

Système informatique

L'avancée des systèmes informatiques a fait faire un pas de géant à la sécurité dans le domaine ferroviaire. Le contrôle du trafic ferroviaire en est un bon exemple. Autrefois, les collisions étaient évitées uniquement au moyen de notes prises sur des feuilles de papier prévues à cet effet (feuille de train, ordre de marche, et graphique de marche), et sur les informations échangées entre les régulateurs situés à différents points sur le réseau. La venue de l'électronique et des systèmes à relais a éradiqué une bonne partie des erreurs humaines pour les collisions à courte échéance. Il était maintenant impossible de voir deux trains occuper le même canton sans une autorisation spéciale.

Aujourd'hui, l'informatique est omniprésente. Un contrôleur ne peut pas autoriser deux trains à se frapper face à face. Cette commande erronée sera interceptée directement sur son terminal, et ne se rendra pas plus loin dans le système.

Même les subdivisions où il n'y a pas de système de signalisation sont protégées par un système informatique. Si les bulletins de marche sont toujours transmis par communication radio, ils sont générés par un ordinateur. L'information doit être validée mot par mot, et répétée entre chaque intervenant, à la manière d'une dictée. Une fois validé à l'ordinateur, ce dernier ne pourra pas générer un autre bulletin de marche qui entrerait en conflit avec le premier. Les statistiques le prouvent, ce système est très efficace en matière de sécurité.

Système d'éveil

Depuis l’accident d'Hinton de 1986, la réglementation sur les heures de travail a complètement changé. Aujourd'hui, les cheminots ne peuvent plus faire plus de 10 heures de travail. Les périodes de repos sont comptabilisées. Malgré cela, il est toujours possible qu'il y ait un moment d'inattention. Pour éviter qu'un accident survienne, toutes les locomotives circulant au Canada sont équipées d'un système d'éveil, aussi appelé PCS (Pneumatic Control System), RSC (Reset Safety Control) ou deadman (dispositif d'homme mort).

Le système fonctionne comme suit : dès qu'aucune commande du tableau de bord de la locomotive n'est touchée pour une période de trente secondes, une alarme auditive et visuelle se fait entendre. Le bruit de l'alarme va en augmentant, atteignant jusqu'à 70 dB. Puis, si rien n'est fait, les freins s'appliquent sur tout le train.

Dès que le mécanicien de la locomotive fait une action, comme sonner la cloche, le sifflet, manipuler la manette des gaz ou les freins, le compteur repart à zéro.

Dépassement de la limite

Dans la même veine que le système d'éveil, il existe aussi un système qui empêche que la locomotive aille trop vite. Mais avant d'en parler, soulignons que les mécaniciens de locomotive sont des professionnels dans leur métier. Issu d'une longue tradition ferroviaire, le métier de mécanicien de locomotive repose sur le respect de règles strictes. Si dépasser la limite de vitesse pour un automobiliste est une banalité, il en va autrement pour un mécanicien aux commandes d'un train. La tolérance est très faible, à peine 2 à 3 mi/h de plus que la vitesse permise, dans des conditions de conduite normale.

Et ces 2 à 3 mi/h sont justement la limite imposée par le système de limitation de vitesse. Dès que la locomotive atteint une vitesse de 3 mi/h supérieure à sa limite maximale, une alarme se fait retentir. Si après quelques secondes la vitesse n'est pas réduite en deçà de la limite de la locomotive, les freins s'appliquent d'eux-mêmes. C'est donc dire qu'en automobile sur l'autoroute, les freins s'appliqueraient automatiquement sur une auto circulant à plus de 105 km/h.

On appelle cette application un freinage de sécurité (penalty break application)

Système de point Brown

Inventé par le Surintendant George R. Brown de la Fall Brook Railway Company (New York) en 1886, le système de points de démérite Brown (connu aussi sous le nom de brownies) fonctionne sur des conséquences dissuasives pour augmenter la sécurité d'un système. Le nom du système Brown ne vous dit probablement rien. Et pourtant, il est utilisé régulièrement. Les permis de conduire en sont un exemple éloquent. Pour chaque infraction, des points de démérite sont ajoutés au dossier du conducteur. Lorsqu'une certaine limite est atteinte, le conducteur perd son permis de conduire, temporairement ou de façon permanente, selon le cas.

Dans le monde du chemin de fer, le barème des points de démérite varie à chaque compagnie. Des compagnies vont même fonctionner sans aucun barème. Le nombre de points de démérite est évalué par un comité d'enquête, qui jugera combien de points l'employé fautif doit avoir à son dossier, selon l'action qu'il a commise et son niveau de responsabilité.

Les points s'effacent au bout de quelques années, selon la bonne conduite de l'employé. Dans certains cas, les compagnies peuvent se montrer très sévères. Par exemple, des compagnies ont une limite de 60 points de démérite. Ces compagnies n'hésiteront pas à donner la totalité des 60 points à un mécanicien de locomotive ayant volontairement grillé un signal rouge. Ici, la conséquence n'est pas la perte du permis de conduire, mais la mise à pied pure et simple. En d'autres mots, une carrière de cheminot entamée depuis plusieurs années peut se terminer sur le fait de passer outre un signal d'arrêt.

Le système Brown est donc un élément important de la sécurité ferroviaire, par son effet dissuasif sur le comportement des employés qui ne respecteraient pas les règles de sécurité.

Les détecteurs en voie

Malgré toutes les précautions prisent par le mécanicien pour conserver la vitesse de son train dans les limites permises, malgré les ordinateurs qui assistent les contrôleurs dans le contrôle du trafic, un problème peut survenir sur le train lui-même. Le problème le plus susceptible de se développer, c'est la surchauffe d'un roulement d'essieu. Pour un wagon de 100 tonnes, chacun des huit roulements d'essieu supporte une charge directe de 12,5 tonnes. Si le roulement se brise et cesse de tourner, la friction engendrée dégage une telle chaleur que l'essieu peut se rompre en quelques minutes. Pour détecter ces problèmes, des détecteurs en voie sont installés à intervalles réguliers (environs aux 50 milles, selon les caractéristiques de la subdivision). Certains détecteurs sont très sophistiqués et vont non seulement mesurer la température de chaque essieu (même si la vitesse du train atteint 160 km/h!), mais ils vont aussi écouter les essieux. Un roulement défectueux, mais qui n'a pas encore commencé à chauffer produit un son différent d'un roulement en bon état.

Il existe aussi des détecteurs de pièces traînantes, qui s'assurent qu'une chaîne ou une pièce de timonerie des freins ne pend pas sous un train, pouvant causer des dommages à la voie, ou à un autre wagon.

Il y a des détecteurs d'impact de roue, pour éviter qu'une roue ayant un méplat brise les rails en cognant le dessus de ce dernier avec sa forme aplatie.

Finalement, il y a une panoplie de détecteurs spécialisés, comme des détecteurs d'avalanches, d'éboulis, d'inondation, d'instabilité du sol, etc. Tous ces détecteurs fonctionnent 24 h/24 h et sont constamment observés à distance, en plus d'être relié avec le système de signalisation, de radio, ou des deux à la fois.

Passage à niveau

Les collisions entre les trains et les véhicules routiers sont, malheureusement, les accidents ferroviaires les plus fréquents. Il y a plus de 100 ans que les inventeurs travaillent à trouver le système de protection parfait, sans jamais avoir réussi à tenir ce pari. Au Canada, le Règlement sur les passages à niveau exige qu'un passage à niveau soit en fonction au moins 20 secondes avant l'arrivée d'un train. La pratique courante fait partir les passages à niveau 30 secondes avant le passage du train.

Les systèmes d'aujourd'hui sont très sophistiqués. Un ordinateur détecte le train, estime sa vitesse, et fait partir le passage à niveau exactement 30 secondes avant l'arrivée du nez de la locomotive, peu importe à quelle vitesse le train circule.

Construire un passage à niveau efficace est un défi de taille. Si tous les conducteurs automobiles étaient parfaitement disciplinés, il n'y aurait pratiquement plus d'accident auto/train. Dans la conception d'un passage à niveau, il faut tenir compte de la logique humaine, qui n'est pas toujours bonne. Si un passage à niveau fonctionne trop longtemps avant qu'un train arrive, il y a un risque que l'automobiliste croit, à tort, que le passage à niveau soit défectueux. S'il ne fonctionne pas assez longtemps, il y a risque de collision si le véhicule ne peut s'immobiliser à temps. À certains endroits, il faut traiter le comportement des piétons séparément de celui des automobilistes, et prévoir des guérites à piéton. Il faut mettre des obstacles anti-contournement sur les grandes artères, et parfois, il faut évaluer le son de la cloche en fonction du voisinage. Il faut prévenir les automobilistes pour leur sécurité, mais ne pas déranger le voisinage du même coup! À ce chapitre, les pays industrialisés se rabattent sur la prévention et l'éducation, le seul remède réellement efficace contre les accidents entre véhicules routiers et ferroviaires.

La voie ferrée

La sécurité ferroviaire passe par une voie ferrée en bon état. Sur les lignes à haut débit, un contremaître de la voie, à bord d'un camion spécialement adapté, inspecte visuellement la voie ferrée à intervalle régulier. Cet intervalle va d'une fois par semaine, à une inspection tous les deux jours dans certains cas.

Tous les défauts majeurs de la voie sont alors décelés, et une réparation peut être faite sur-le-champ par une équipe spécialisée. On assure la sécurité des trains, des voyageurs et du public. Mais aussi, on s'assure de l'efficacité de la ligne, élément fondamental à la rentabilité de l'entreprise. Le train est un véhicule captif. Un tronçon de voie impraticable immobilise tous les trains de la ligne, et engendre d'énormes pertes, instantanément.

Par contre, une inspection visuelle à bord d'un camion ne peut déceler les défauts dans l'acier des rails. C'est pourquoi, plusieurs fois par année, on utilise des véhicules spécialisés. Certains de ces véhicules peuvent détecter une faille quatre fois plus petite que la taille d'un cheveu en plein coeur de l'acier formant le rail, même si le véhicule circule à bonne vitesse. Un rapport est ensuite produit, et la vitesse des trains peut immédiatement être réduite en attendant que la réparation soit faite.

D'autres véhicules, souvent des wagons, se spécialisent dans l'alignement de la voie. Les rails « flottent » en quelque sorte sur le ballast, et l'alignement géométrique de la voie peut être modifié. Ce phénomène est particulièrement présent au dégel du printemps. Le wagon d'inspection produit alors un rapport pour apporter les corrections. Et encore une fois, on pourra ordonner aux trains de réduire leur vitesse pour ne pas aggraver le problème.

Certaines réparations, comme les fissures majeures ou le flambage extrême des rails (sunkink) doivent être corrigés dans l'immédiat. Pour corriger ces problèmes, on doit changer le rail défectueux. Il y a quelques décennies, cette opération pouvait prendre une journée complète. Avec la métallurgie moderne, on peut couper un rail, l'enlever, poser le rail neuf, effectuer la soudure, pendant que le train attend près de là. Une opération qui prend moins d'une heure.

Wagon de marchandises

En plus des différents dispositifs de sécurité dont nous avons déjà parlé, les wagons de marchandises sont munis de dispositifs de sécurité propres à la marchandise qu'ils transportent. Par exemple, les wagons-citernes destinés au transport des matières dangereuses sont munis de doubles parois. Même si la paroi externe se déchirait en cas de déraillement, la paroi interne resterait intacte. Les valves de ces wagons sont entourées de barres de protection, toujours pour prévenir une fuite en cas de déraillement.

Les attelages des wagons-citernes voyageant en bloc sont équipés d'une mâchoire spéciale qui empêche le découplement vertical des wagons. Les bouts de la mâchoire sont arrondis, ce qui prévient qu'un wagon aille perforer son suivant advenant un déraillement.

Voiture pour voyageurs

Vous avez sans doute vu des tests de collision où on lance des automobiles contre un mur de béton? On y voit l'avant et l'arrière et l'arrière du véhicule s'aplatir contre l'obstacle, alors que l'habitacle reste relativement intact, protégeant les passagers. Si ce système a fait son apparition dans le monde de l'automobile dans le milieu des années 1980, il existe depuis les années 1900 sur le chemin de fer.

Les ingénieurs de l'époque ont élaboré des wagons à châssis solide, mais les vestibules ont été construits au bout du châssis, en porte-à-faux. Lors d'un impact, les vestibules des deux wagons s'écrasent l'un sur l'autre, amortissant le choc que subissent les passagers. De nos jours, la pancarte « Interdit de demeurer dans le vestibule » a conservé son sens. Les wagons destinés au transport des passagers sont encore construits de la sorte (à l'exception des voitures Renaissance de VIA Rail, qui dispose d'un système d'absorption entièrement sous le wagon). En cas d'impact, c'est le vestibule du wagon, qui est simplement « accroché » au châssis qui va absorber le plus gros de l'énergie de la collision.

Mais ce n'est pas tout. Les voitures pour passagers sont munies de plusieurs dispositifs de sécurité. Celui dont on vous mentionne l'existence au départ du train, ce sont des fenêtres spécialement adaptées aux déraillements. Ces fenêtres sont prévues pour être fracassées à l'aide d'un petit marteau qu'on accroche près de celle-ci. Un simple petit coup de marteau est nécessaire. Et la vitre se brise en très fins morceaux, qui restent prisonniers de l'enveloppe de plastique entourant la fenêtre. L'évacuation du train peut ensuite se faire en toute sécurité.

Si on vous raconte qu'une personne est sortie d'un train LRC ou Renaissance en marche, vous pouvez mettre en doute sa parole! Ces wagons sont munis d'un dispositif dans chaque porte, relié à la locomotive. Dès qu'une porte est ouverte, une indication lumineuse est donnée au mécanicien de locomotive, et les moteurs de traction de la locomotive sont automatiquement coupés.

Nous avons parlé plutôt dans cet article des détecteurs de boîte d'essieu surchauffé. En plus d'être balayée par les détecteurs le long de la voie, chaque voiture de passager circulant sur le territoire canadien doit avoir son propre système de détection embarqué. Il y a une sonde sur chaque roulement d'essieu, en permanence

Les locomotives des trains passagers ne sont pas en reste.Les normes de constructions canadiennes imposent des méthodes rigoureuses. Par exemple, le câblage électrique ne peut passer près du réservoir à essence, évitant ainsi les étincelles en cas de perforation lors d'un déraillement.

Corps policiers

Afin d'assurer la sécurité des trains, mais aussi du public, les grandes compagnies ferroviaires possèdent leur propre corps policier. Ces policiers, armés, ont les mêmes pouvoirs qu'un policier régulier. Ils protègent les biens du chemin de fer, de même que les employés et le public, assurant ainsi une marche sécuritaire. Une grande partie de leur tâche est de faire de la prévention, et de mettre à l'amende les intrus qui empiètent sur l'emprise ferroviaire, mettant ainsi leur propre vie en péril.

Bureau de la sécurité dans les transport (BST)

La création du BST le 29 mars 1990 s'inscrit dans la série de changements à l'industrie ferroviaire que l'accident de Hinton de 1986 a obligée. Le BST est un organisme totalement indépendant du gouvernement, et de Transport Canada. Le BST enquête sur les accidents du secteur aérien, maritime, les oléoducs, et bien entendu, le secteur ferroviaire.

Le BST n'a cependant aucun pouvoir juridique. Il ne peut imposer d'amende, trouver un coupable, ou poursuivre une compagnie. La mission du BST est de trouver les causes d'un accident, et de suggérer des changements pour éviter la répétition du même genre d'accident. Les changements peuvent porter sur les méthodes de travail, d'exploitation ou de gestion des compagnies ferroviaires, sur les méthodes de fabrication ou d'entretien du matériel roulant, des voies ferrées, ou d’appareils subjacents.

Toute personne peut dénoncer, de façon entièrement anonyme, une situation dangereuse au BST. Les accidents et incidents ferroviaires où il y a une collision, ou un fort risque de collision (matériel roulant parti à la dérive, aiguillage laissé en mauvaise position, etc.), et où il y a des blessés ou des décès doivent automatiquement être déclarés au BST, qui jugera s'il fera enquête ou non.

Les rapports du BST sont publics, et sont accessibles sur le site web de l'organisme. Le BST est le véritable chien de garde de la sécurité ferroviaire, car comme l'organisme est indépendant de Transport Canada, le BST peut aller jusqu'à relever les lacunes de la Loi, et soumettre des propositions de changement, même au sein de Transport Canada. Cependant, le pouvoir juridique appartient à Transport Canada, qui décidera de suivre, ou non, les recommandations.

Pour mener à bien ses enquêtes, le BST possède un laboratoire d'expertise à Ottawa, où travaillent des chimistes, des physiciens et des analystes de toute sorte.

Transport Canada (TC)

Transport Canada est l'organisme officiel du gouvernent qui gère une bonne partie de l'industrie ferroviaire (certains petits chemins de fer sont à charte provinciale). Transport Canada est l'organisme qui a institué la Loi sur la Sécurité ferroviaire, et qui est responsable de son application. Transport Canada peut légiférer, amender une compagnie, exiger des changements aux méthodes d'exploitation, et établir des normes de construction (matériel roulant et voie) dans le domaine ferroviaire.

Dans certains cas d'accident ferroviaire, Transport Canada peut mener ses propres enquêtes, indépendamment de celles du BST.

Conclusion

Les chemins de fer canadiens sont parmi les plus sécuritaires du monde. Tellement sécuritaires, que seul le secteur maritime fait mieux. Vos chances d'être blessé dans un accident ferroviaire, en tant que passager, sont 7000 fois plus petites que celle d'être blessé dans un accident de la route.

Un tel bilan est certes réjouissant, mais l'attention ne doit jamais être relâchée. C'est un travail de tout les instants, de la part des gens sur le terrain, mais aussi ceux derniers, comme les gestionnaires et les organismes gouvernementaux.