Interopérabilité ferroviaire

1.2.3 L’exploitation ferroviaire ... 25

1.3SYSTÈME ERTMS ... 27

1.3.1 Les niveaux de fonctionnement du système ERTMS ... 28 1.3.2 Les spécifications du système ERTMS ... 32 1.3.3 La mise en œuvre du système ERTMS ... 35

1.4PROBLÉMATIQUE SCIENTIFIQUE ... 42

1.4.1 Gestion de la complexité ... 43 1.4.2 Modélisation des aspects dynamiques de la spécification ... 43 1.4.3 Vers une approche mixte pour la génération de scénarios de test ... 44 1.4.4 Démarche et objectifs ... 45

1.5CONCLUSION ... 46

1.1 Introduction

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ans le contexte ferroviaire, le franchissement d’une frontière représente un évènement exceptionnel hormis pour quelques locomotives qui doivent être équipées de multiples systèmes. Un des obstacles techniques qui se dressent est celui de l’incompatibilité des systèmes de signalisation. Ces derniers ont été généralement développés au niveau national, par un industriel pour un client spécifique et ils diffèrent donc d’un pays à un autre. Dans les années 90, une mutation technique des systèmes ferroviaires européens a été engagée par la Commission Européenne. Divers projets de recherche ont été lancés dans les états membres afin de concevoir une nouvelle génération de systèmes de signalisation et de contrôle de vitesses plus performants et moins onéreux, tout en profitant des immenses progrès du secteur des télécommunications. Ces projets de recherche ont été ensuite fusionnés pour donner naissance à un grand projet industriel européen : ERTMS, acronyme de European Rail Traffic Management System. Ce système de contrôle commande et de signalisation a ainsi été conçu dans le but d’assurer l’interopérabilité au niveau européen. Il s’agit d’un système normalisé avec un niveau de sécurité supérieur à celui des systèmes existants [Castan, 2004].

ERTMS est décrit tout au long de ce chapitre. Tout d’abord, nous décrivons l’interopérabilité ferroviaire, les directives correspondantes, les spécifications techniques pour l’interopérabilité, la signalisation ferroviaire et l’exploitation. Ensuite, nous présentons les composants du système ERTMS, les trois niveaux de fonctionnement et les spécifications ERTMS. Nous nous intéressons dans la suite au deuxième niveau de fonctionnement dont l’architecture est décrite dans la section 2.4. Dans les sections qui suivent, nous détaillons les étapes de mise en exploitation du système ERTMS, les phases de vérification et de validation et les différentes contraintes quant au déploiement du système ERTMS en Europe. Enfin et avant de conclure, nous développons la problématique scientifique qui nous donnera un aperçu du chapitre suivant.

1.2 Interopérabilité, signalisation et exploitation

1.2.1 Interopérabilité ferroviaire

LLLL

’interopérabilité ferroviaire vise à créer un système ferroviaire européen capable de permettre la circulation sûre et sans rupture de charge des trains en accomplissant les performances requises pour les lignes [Jabri et

al

, 2007b]. Cette aptitude repose sur l'ensemble des conditions réglementaires, techniques et opérationnelles qui doivent être

remplies pour satisfaire aux exigences essentielles. Ainsi, le Parlement européen et la Commission européenne ont adopté en 1996 la directive 96/48/CE sur l'interopérabilité du système ferroviaire européen à grande vitesse, suivie en 2001 par la directive 2001/16/CE sur l'interopérabilité du système ferroviaire européen conventionnel. Les deux directives ont été ultérieurement modifiées par la directive 2004/50/CE.

D’un point de vue fonctionnel et technique, l’interopérabilité est caractérisée par quatre points majeurs [Jabri et

al

, 2007b] :

Le train ne doit pas changer de motrice aux frontières.
Le train ne doit pas s’arrêter aux frontières.

Il ne doit pas y avoir de changement d’agent de conduite aux frontières.

Le conducteur ne doit pas réaliser d’actions de conduite autres que les actions normalisées ERTMS.

La fragmentation technique des réseaux ferroviaires est un handicap majeur entravant le développement de ce mode de transport. Les directives d’interopérabilité mettent en avant des exigences essentielles qui couvrent l'ensemble des conditions à satisfaire pour assurer l'interopérabilité du réseau européen à grande vitesse ou conventionnel. La directive est considérée comme l'élément de base d'une architecture à trois niveaux : la directive proprement dite avec les exigences essentielles que le système doit respecter; les spécifications techniques d'interopérabilité (STI) qui doivent être adoptées dans le cadre établi par la directive; l'ensemble des autres spécifications européennes et notamment les normes européennes des organismes européens de normalisation: CEN (comité européen de normalisation), CENELEC (comité européen de normalisation électrotechnique) et ETSI (institut européen des normes de télécommunications).

Les deux directives d’interopérabilité ont formé le socle législatif européen engendrant la définition des STI. Ces dernières correspondent aux exigences essentielles concernant la sécurité, la fiabilité, la santé des personnes, la protection de l'environnement, la compatibilité technique et l'exploitation. Les États membres sont dans l'obligation de les respecter afin de réaliser les objectifs d'interopérabilité en Europe. Les premières spécifications techniques d'interopérabilité ont été adoptées en 2002 concernant les systèmes à grande vitesse. Ces STI liées aux sous-systèmes infrastructure, énergie, matériel roulant, système de contrôle-commande et de signalisation, maintenance et exploitation sont déjà entrées en vigueur depuis le 1er Décembre 2002. Elles précisent les éléments fondamentaux de chacun de ces sous-systèmes et identifient notamment les constituants qui ont un rôle critique du point de vue de l'interopérabilité.

Les STI concernant le contrôle-commande et la signalisation ont été adoptées le 28 Mars 2006 sous la forme de la directive 2006/679/CE. Depuis sa création en 2004, l'Agence

ferroviaire européenne est chargée de l'élaboration et de la révision des STI sur la base des travaux réalisés ou au moins entamés par l'AEIF (l’Association Européenne d’Interopérabilité Ferroviaire). Le Comité des États membres, établi conformément à l'article 21 des directives 96/48/CE et 2001/16/CE, a fourni à l'Agence ferroviaire européenne le mandat de rédaction du troisième groupe de STI pour les systèmes ferroviaires conventionnels [Lancien, 2004].

Figure 1.2: Directives et STI

Pour résumer, la commission européenne (cf. Fig.1.2) a pour objectif de créer un marché unique assurant la libre circulation des biens et des personnes. Ceci s'est concrétisé par la directive 91/440/CEE qui a séparé les missions des entreprises ferroviaires de celles des gestionnaires d'infrastructure (l'application de cette directive en France a donné naissance à Réseau Ferré de France (RFF), la Société Nationale de Chemins de Fer (SNCF) gardant elle son rôle d'exploitant de services de transports). Ensuite, les conditions d’interopérabilité du système ferroviaire transeuropéen à grande vitesse et conventionnel ont été établies dans les directives 96/48/CE et 2001/16/CE. Le système ERTMS a pour objectif d’apporter au niveau des systèmes de signalisation et de contrôle commande, une solution économique et technique à l’interopérabilité ferroviaire [Castan, 2004]. Il résulte de l’adoption de la directive 96/48/CE qui fait référence aux STI. Il correspond aux deux sous-systèmes suivants :

le sous-système

contrôle commande et signalisation

et le sous-système

exploitation

.

Les principes de base de la signalisation ferroviaire et de l’exploitation ferroviaire seront décrits respectivement dans les sections 1.2.2 et 1.2.3.

Dans le document Génération de scénarios de tests pour la vérification de systèmes complexes et répartis : application au système européen de signalisation ferroviaire (ERTMS) (Page 31-34)