Comprendre le chemin de fer
La vitesse

Si vous avez voyagé un peu en train, vous avez sans doute remarqué que le train se met soudainement à ralentir, puis accélère à nouveau. Sur le réseau routier, c'est facile de savoir pourquoi, car on voit en avant, et on partage souvent le même habitacle que le conducteur. Suffit de lui demander! Évidemment, c'est très différent en train. Plusieurs facteurs influencent la vitesse limite qu'un train doit respecter. On peut faire un comparatif avec ce que nous connaissons, le réseau routier, mais attention aux pièges...

Sur la route, les vitesses sont très clairement indiquées par un panneau indicateur de vitesse.

100kmh

Il arrive parfois que l'on doive restreindre temporairement la vitesse. On le fait alors à l'aide de panneau dans ce style :

50kmh

Sans avertissement préalable, un automobiliste circulant à 100 km/h et voyant soudainement un panneau de réduction (temporaire ou non) à 50 km/h appliquera brusquement les freins. Cette application soudaine risque de lui faire perdre le contrôle de son véhicule, et augmente les risques de collision avec le véhicule suiveur. Il faut prévenir à l'avance le trafic que la vitesse sera réduite. On met alors des panneaux dist « avancés ».

50kmh_avance50kmh_avance

Ajoutons à cela que les feux de circulation ne prescrivent pas de vitesse. Un feu vert indique que la voie est libre. Une flèche donne le droit à un virage (ou l'oblige dans certains cas), mais n'impose aucune vitesse sur l'exécution de la manoeuvre.

feu feufleche

Dans le monde ferroviaire, il en va tout autrement. À cause de la nature même des trains, il est impossible de prescrire une vitesse sans d'abord avoir donné un avertissement au train. Cet avertissement doit être donné suffisamment à l'avance pour que le train le plus rapide et le plus lourd ayant à circuler sur cette voie puisse dissiper son énergie cinétique en chaleur. Autrement dit, le mécanicien de locomotive doit disposer d'un lapse de temps suffisamment grand pour faire ralentir son train à temps pour se présenter au signal de vitesse déjà à la vitesse prescrite.

Quand s'applique une limitation de vitesse.
Une limite de vitesse s'applique dès que le premier essieu du train entre dans la zone. En marche normale, c'est l'essieu de la locomotive, mais si le train circule en renverse, ce sera l'essieu du dernier wagon.

Zone

Dans le dessin ci-haut, le train est dans une zone de 60 mi/h. Il approche le panneau de limite de vitesse indiquant 45 mi/h. Auparavant, il aura été averti à l'aide d'un panneau avancé. Comme il est très près du panneau, on peut supposer que sa vitesse est de 46 ou 47 mi/h tout au plus, et qu'il ralentit toujours.

Zone

Dès l'instant où il a passé le panneau, il entre dans la zone de la nouvelle vitesse, et doit, dès cet instant, déjà circuler à 45 mi/h, même si la majorité des wagons sont toujours dans la zone à 60 mi/h.

La limite de vitesse s'applique sur toute la zone. Donc le train doit obéir à la vitesse tant qu'une partie de ce dernier est dans la zone. Pour un train de un mille et demi de long, cela veut dire que le mécanicien devra maintenir la vitesse prescrite, même si physiquement, il est rendu à plus d'un mille et demi du panneau lui permettant de circuler plus vite. Tant qu'une partie de son train est en contact avec la zone à vitesse inférieure, il doit obéir à la vitesse moindre.

Zone

Donc, lorsque le train sort de la zone, le mécanicien de locomotive n'a rien à faire en passant à la hauteur du panneau indiquant une vitesse supérieure, si ce n'est que maintenir la vitesse de son train.

Zone

La plupart des locomotives modernes sont pourvues de compteur de pieds. Comme l'équipe de train connaît la longueur de son train, elle peut estimer quand le dernier wagon sera passé le panneau indicateur de vitesse.

Zone

Et uniquement quand le dernier wagon (donc le train au complet) sera dans la nouvelle zone, le mécanicien de locomotive pourra mettre les gaz et augmenter sa vitesse.

Les trains sont-ils tenus de voyager toujours à la plus haute vitesse permise? Oui. Sauf exception, les trains doivent toujours maintenir la vitesse la plus rapide à laquelle ils ont droit. C'est ce qui rend le transport ferroviaire plus efficace. D'ailleurs, tout dans la signalisation et la voie ferrée est conçu pour que les trains aillent le plus vite possible. Il serait dommage de ne pas en profiter!

Les différentes sortes de vitesse.
La condition de la voie.
Une voie en mauvais état ou en réparation aura une limite de vitesse temporaire. Les fameux slow order, ou règle 43, comme on les appelle maintenant. La limite de vitesse à respecter est indiquée sur le bulletin de marche, que chaque équipe reçoit avant son départ. Sur les abords de la voie, on signale le début de ces zones par un panneau vert (on dit aussi drapeau). Un drapeau jaune sert de préavertissement.

R43 R43


Comme ces limitations de vitesse sont temporaires, on n'indique pas de vitesse directement sur le drapeau. Mais alors comment l'équipe de train sait-elle à quelle vitesse elle doit passer dans cette zone? En regardant sur son bulletin de marche.

BMR43

Comme on peut le voir dans l'exemple ci-haut, on indique clairement à la ligne no 2, bulletin de marche no 1095, que la règle 43 (réduction de vitesse temporaire) est en vigueur entre les points milliaires 74.5 et 109.4, et est dû à la condition de la voie. La limite de vitesse est de 30 mi/h. Le signal jaune avancé doit être placé à 3000 verges du signal vert indiquant le début de la zone de vitesse réduite. Dans ce cas-ci, comme il n'était pas possible de le faire, on a ajouté une note disant que le signal du drapeau jaune serait au point milliaire 110.

Notez que le drapeau jaune de préavertissement n'est pas toujours présent, spécialement lorsque la réduction de vitesse n'est pas grande (par exemple, une réduction à 80 mi/h dans une zone de 90 mi/h).

BMR43

L'exemple ci-haut est un exemple où les drapeaux peuvent ne pas être présents. Ce bulletin se lit comme suit: Ligne 17 du BMT, bulletin de marche no 2972, règle 43. Les trains de voyageurs doivent se limiter à 80 mi/h sur toutes les voies, entre les points miliaires 55.5 et 56, dû à la condition de la voie. Pourquoi ce bulletin de marche ne concerne pas les trains de marchandises? Simplement parce que sur cette portion de voie, leur limite permanente est déjà de 80 mi/h. Il n'y a pas de réduction pour eux.

Les trains peuvent reprendre leur vitesse dès qu'ils sont entièrement sortis de la zone. La fin de la zone correspond au drapeau vert suivant. Peu importe la direction d'où le train provient, il rencontrera toujours la séquence suivante (en supposant que les drapeaux jaunes soient en place) : drapeau jaune (avertissement), drapeau vert (début de la zone), drapeau vert (fin de la zone), drapeau jaune (aucune signification, ne sert que pour les trains en sens inverse).

Regle43

Parfois, la décision de mettre une limitation de vitesse doit être effective sur le champ. Ça arrive après le passage d'une voiture d'osculation de la voie qui découvre un défaut majeur, ou suite à une condition météorologique (flambage du rail, inondation, dégel, etc.). Sur le bulletin de marche transmis au train, on va spécifier que les drapeaux peuvent ne pas être en place.

Attention: on peut comparer la règle 43 à nos panneaux orange de travaux routiers, mais il ne faut pas oublier que dans un cas comme dans l'autre, ce sont des vitesses prescrites, et non suggérées. On doit absolument les respecter, faute de quoi, nous sommes en infraction. Ce ne sont pas des vitesses suggérées.

Les vitesses permanentes.
Les vitesses permanentes ressemblent plus à celle de notre réseau routier. Ce sont des vitesses indiquées dans l'indicateur, mais aussi sur des panneaux le long de la voie. Tout comme dans la circulation automobile, il y a des panneaux d'avertissement. Mais ici s'arrêtent les différences, car certains chemins de fer ont même des vitesses différentes selon le type de matériel utilisé.

Limit Limit Limit Limit Limit Limit
Panneau avancé - Limitation de vitesse permanente, applicable à tous les trains Limitation de vitesse permanente, applicable à tous les trains Panneau avancé - Limitation de vitesse permanente. La vitesse du haut concerne les trains de passagers, celle du bas, les trains de marchandises Limitation de vitesse permanente. La vitesse du haut concerne les trains de passagers, celle du bas, les trains de marchandises Panneau avancé - Limitation de vitesse permanente. Elle concerne uniquement l'équipement LRC ou compatible Limitation de vitesse permanente. Elle concerne uniquement l'équipement LRC ou compatible

Les trains LRC ont une limitation de vitesse qui leur est propre, car ils possèdent un système d'inclinaison qui leur permet de négocier les courbes et aspérités de la voie plus rapidement.


La topographie de la voie.
Ce qui inclus les courbes, les pentes. Dans le cas des courbes, ce sont des panneaux qui indiquent au train qu'il doit ralentir. La vitesse n'y est pas affichée. Elle est indiquée dans l'indicateur de l'employé, et ne change jamais. Donc les employés finissent pas apprendre par coeur toutes ces vitesses. D'où la nécessité d'avoir un entraînement quand on commence sur un nouveau territoire.

Le panneau indiquant une zone de ralentissement est de couleur jaune. Sa forme varie selon les compagnies. Celui indiquant la reprise de la vitesse (la fin de la zone à vitesse réduite) est de couleur verte.

Limit Limit Reprise Reprise Reprise
Limitation de vitesse Limitation de vitesse - Train LRC Reprise de vitesse Reprise de vitesse - Train LRC Reprise de vitesse - CP

VitesseIndicateur

L'exemple ci-haut est un extrait d'indicateur d'employé montrant les vitesses à respecter. Les vitesses soulignées sont celles indiquées sur des panneaux le long de la voie (vitesse permanente). Les autres zones sont celles indiquées par les panneaux comme dans l'exemple ci-bas.

Zone

Dans l'illustration ci-haut, notez que seuls les panneaux faisant face au train sont montrés. Des panneaux identiques existent pour les trains venant en sens inverse.

Évidemment, il n'y a pas de limitations de vitesse spécifiques aux pentes. En montant, c'est la gravité qui ralentira le train. Si le groupe de traction peut combattre la gravité, alors il n'y a pas de problème, mais sinon, le train circulera forcément à une vitesse moindre que celle prescrite.

Attention : Dans le monde automobile, les vitesses indiquées pour les courbes et sorties d'autoroutes sont des vitesses suggérées. Elles servent à prévenir le conducteur que la courbure de la route peut le surprendre s'il circule trop vite. Dans le cas des trains, ces limites sont prescrites. L'équipe de train est tenu de l'observer, faute de quoi elle sera en infraction.

La composition du train.
Certains types de marchandises exigent une vitesse plus basse. Le chef de train doit alors s'assurer que son train ne dépasse pas la limite de vitesse permise par le chargement.
Ça vaut aussi pour les trains de passagers. Par exemple, des voitures HEP derrière une locomotive de la série 900 de VIA Rail seront considérées comme "autre vitesse". Sur une subdivision où la limite de vitesse est de 100 mi/h, le train ne peut pas dépasser 95 mi/h. Si on remplace les voitures HEP par des voitures LRC, sans changer de loco, alors le train peut circuler à 100 mi/h. Si le système d'inclinaison cesse de fonctionner en cour de route, le train ne peut alors dépasser 90 mi/h. Plein de petits détails dont doivent tenir compte les mécaniciens de loco.

Il arrive que les observateurs et voyageurs croient que plus le train est long et lourd, plus il sera lent. Ce calcul est partiellement faux. Pour optimiser l'exploitation d'un train sur une subdivision, on calcule le ratio tonne vs cheveaux-vapeur (ton-hp ratio). Le ratio idéal étant de 1. Un ratio de 0.95 indiquera que le train ne réussira pas toujours à atteindre la vitesse prescrite, alors qu'un ratio de 1.1 garantit une meilleure performance. Vous l'aurez compris, selon la composition du groupe de traction, un train très lourd et long peut avoir un ratio de 1.2, alors qu'un train plus court aura un ratio de 0.90.

Dans le domaine du train de passager, même avec un ratio de 1.3, un train composé de rames Renaissance et de rames HEP ne pourra pas circuler à 100 mi/h, tout simplement parce que les rames HEP ne supportent pas cette vitesse.

Limite de vitesse imposée par les signaux.
Afin de franchir sécuritairement les aiguillages et embranchements, là où le risque de déraillement est plus grand, la vitesse des trains doit être réduite. Comme le dessin des voies change à chaque emplacement, et que dans un même endroit, on peut avoir plusieurs aiguillages devant être abordés à des vitesses différentes, le système de signalisation doit tenir compte de la plus grande vitesse sécuritaire possible. Par exemple, si un aiguillage qui se négocie à 45 mi/h est immédiatement suivi d'un aiguillage qui se négocie à 30 mi/h, la plus grande vitesse sécuritaire possible est 30 mi/h. Puisqu'un train allant à 45 mi/h risque de dérailler en passant dans l'aiguillage à 30 mi/h.

Comme les vitesses sont variables, le système de signalisation doit pouvoir donner des préavertissements qui sont variables eux aussi. C'est pourquoi le système de signalisation ferroviaire est largement plus complexe que le système de feux de circulation automobile, où un signal d'arrêt peut être donné directement au flot de circulation, sans signal avancé qui commande une réduction de vitesse.

Note importante : la vitesse est réduite dans un aiguillage uniquement lorsqu'on le franchit sur sa voie divergente. Lorsqu'on passe droit, l'aiguillage est considéré comme s'il n'y en avait pas, et la vitesse n'est pas réduite.

De par la façon dont il est conçu, le système de signalisation gouverne aussi la vitesse des trains afin d'assurer un espace sécuritaire entre eux, et aussi pour maximiser l'occupation de la ligne. Dans une séquence normale, un train rencontrant un signal avancé indiquant « vitesse normale à vitesse limitée » va réduire sa vitesse à 45 mi/h (vitesse limitée) à l'approche du signal suivant, et s'attendra à prendre la voie divergente à cette vitesse. Mais il arrive que sur certaines subdivisions (généralement ayant un fort achalandage), un signal indique « vitesse normale à vitesse limitée », uniquement dans le but de ralentir le flot du trafic, sans pour autant que le train rencontre un aiguillage orienté pour la diversion au signal suivant.

La zone de limite de vitesse gouvernée par un signal est généralement très courte. Elle s'étend depuis le signal, jusqu'à la fin du bloc (au sens de bloc électrique en signalisation). La plupart du temps, ce bloc correspond à l'aiguillage (ou aux aiguillages) gouverné par ce signal. La fin du bloc est délimitée par le signal opposé, ou par un panneau indicateur de fin de canton lorsque le train entre sur une voie non signalée.

Dans l'exemple suivant, la zone contrôlée est représentée en rouge, alors que le signal indique « Petite vitesse à vitesse normale ». Autrement dit, le train doit franchir la zone en rouge à petite vitesse (15 mi/h). La locomotive doit passer le signal à 15 mi/h, et le train doit maintenir cette vitesse jusqu'à ce que son dernier wagon quitte la zone rouge.

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Lorsque le même signal indique « Vitesse normale », le train peut poursuivre sa route et l'aiguillage n'a aucune incidence sur sa vitesse.

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Une partie de ce site web est dédiée au système de signalisation ferroviaire. Voyez la partie regle105.quebectrain.com pour plus de détails.