Ecartement variable: j’ai fait un rêve

Daniel Mange 8 commentaires

J’ai fait un rêve
Septembre 1986: le débat sur le projet ferroviaire Rail 2000 fait rage; le Comptoir suisse, à Lausanne, y consacre même une exposition. Peu convaincu, j’envoie ma vision aux quotidiens 24 heures et Gazette de Lausanne [1][2]. En voici un extrait:

«Rêvons donc: le 1er août 1991, Jimmy Brown, de New York, débarque à l’aé­roport de Genève; libéré de ses bagages (qui sont directement transférés), il gagne le quai No 1 de la nouvelle gare de Genève-­Cointrin. Un train moderne, multicolore, l’y attend: voitures vertes (des CFF) et bleues (du Mon­treux Oberland bernois) en direction de Montreux, Interlaken et Lucerne, voi­tures rouges (des compa­gnies Brigue-Viège-Zer­matt et Furka-Oberalp) en direction de Zermatt, Coire et Saint-Moritz. Pressé de visiter l’Exposition natio­nale suisse, Jimmy Brown s’installe dans l’une des voi­tures panoramiques pour Lucerne, à sa place réser­vée, qu’il ne quittera qu’au terme de la fabuleuse tra­versée du Pays-d’Enhaut, du Simmental et du Brünig.

Le réseau ferroviaire suisse est un amalgame de lignes à écartement normal et de lignes à voie étroite (ou métrique). La réalisa­tion de voitures ou de rames automotrices à écar­tement variable, ainsi que l’aménagement de quel­ques gares de jonction, permettrait de supprimer tout transbordement entre le ré­seau CFF de base et les principales lignes à voie étroite; le passager serait définitivement débarrassé de la corvée du change­ment de train: hantise de manquer la correspon­dance, inconfort extrême du transport des bagages.»

Le 11 décembre 2022, jour de l’inauguration du GoldenPass Express, mon rêve aura plus de 36 ans. S’est-il réalisé?

Extensions immédiates: de Montreux au centre de Berne ou au sommet du Lötschberg
Dès décembre 2022, le voyageur atteindra Interlaken depuis Montreux sans transbordement, et il vivra un seul changement d’écartement, tout en douceur, à Zweisimmen.

Mais les convois du GoldenPass Express, une fois ajustés à la voie normale, pourraient folâtrer sous d’autres cieux. Arrivé à Spiez, le «Riviera Berne Express» monterait sur Thoune et gagnerait Berne, la capitale, via Belp et la vallée de la Gürbe (Gürbetal)(Fig. 1, étape 1): avec une vitesse actuellement limitée à 100 km/h, seuls des axes secondaires s’offrent à notre rame à écartement variable. En respectant cette même contrainte, le «Jaman Lötschberg Express» bifurquerait à Spiez en direction de la ligne sommitale du Lötschberg, pour atteindre Brigue sans transbordement depuis Montreux.

Fig. 1 Carte des chemins de fer suisses avec 4 stations de transformation 1-4 (d’après le site de Thorsten Büker).
Etape 1 (en vert), gare de transformation à Zweisimmen: Montreux–Zweisimmen–Spiez–Thoune–Belp–Berne (Riviera Berne Express), Montreux–Zweisimmen–Spiez–Kandersteg–Brigue (Jaman Lötschberg Express).
Etape 2 (en rouge), gare de transformation à Interlaken Ost: Montreux–Zweisimmen–Interlaken Ost–Meiringen–Lucerne–Engelberg (GoldenPass Express), Montreux–Zweisimmen–Interlaken Ost–Meiringen–Oberwald–Coire–Saint-Moritz (Palmier Glacier Express), Lucerne­–Meiringen–Oberwald­–Brigue–Zermatt (Brünig Matterhorn Express), Berne–Interlaken Ost–Zweilütschinen–Lauterbrunnen/Grindelwald.
Etape 3 (en bleu), gare de transformation à Landquart: Zurich Aéroport–Zurich–Landquart–Davos/Saint-Moritz.
Etape 4 (en brun), gare de transformation à Montreux: Genève Aéroport­–Genève–Lausanne–Montreux–Interlaken Ost–Meiringen/Lucerne/Zermatt/Davos/Saint-Moritz.

A la différence du 3e rail, condamnant le GoldenPass Express au seul trajet Montreux–Zweisimmen–Interlaken, les convois à écartement variable peuvent explorer l’ensemble du réseau à voie normale… en respectant, pour l’instant du moins, la limitation de vitesse à 100 km/h (Fig. 2).

Nos deux exemples du Riviera Berne Express et du Jaman Lötschberg Express révèlent chacun un potentiel touristique inédit, mais n’exigent aucune infrastructure nouvelle, ni modification du matériel roulant existant: le retour sur investissement est immédiat.

Fig. 2 Convoi à écartement variable sous d’autres cieux: rame d’essai du GoldenPass Express en gare de Spiez (de gauche à droite: voiture-pilote ABst 382, voiture d’interface Bsi 292 et locomotive BLS série Re 465, photo Jean Vernet).

A l’est du nouveau: une deuxième gare de transformation à Interlaken
Le projet originel du GoldenPass, le trajet direct de Montreux à Lucerne, exige une deuxième gare de transformation, à Interlaken Ost. A l’aménagement de la station, pas évident dans un espace ferroviaire très contraint, se rajoute le problème du matériel roulant; les locomotives du Zentralbahn entraîneront les rames à écartement variable sans problème jusqu’à Meiringen, tandis que l’alimentation électrique, semblable à celle du BLS et des CFF, nécessitera la présence d’une voiture d’interface, identique ou dérivée de celle assurant la liaison Zweisimmen–Interlaken sur la voie normale du BLS (voir l’article Ecartement variable: l’accouchement au forceps du GoldenPass Express du 9 juillet 2021 sur ce blog, en précisant que la voiture d’interface actuelle est elle-même à écartement variable).

En gare de Meiringen, au pied du Brünig, un dernier défi doit être relevé: vaincre la crémaillère. La menace ultime ne vient pas de la roue dentée elle-même, mais bien plutôt de l’Ordonnance sur les chemins de fer dont l’article 69 impose, pour des raisons sécuritaires, au moins un essieu muni d’un freinage à crémaillère pour chaque véhicule remorqué [6]. Les ingénieurs sont alors confrontés au choix suivant:

  • soit développer un nouveau bogie à écartement variable, dérivé du modèle actuel EV18, mais muni d’un dispositif de freinage supplémentaire compatible avec la crémaillère Riggenbach du Zentralbahn;
  • soit imaginer, avec la bénédiction de l’Office fédéral des transports, un dispositif différent, idéalement hors des bogies: un patin électromagnétique, semblable à celui équipant notamment les voitures des tramways lausannois (Fig. 3); les tentatives du Zentralbahn en la matière seront directement utilisables (voir l’article Le crépuscule de la crémaillère du 1 septembre 2021 sur ce blog).

Fig. 3 Voiture C2 (série 139-140, construite en 1925) des Tramways lausannois munie de patins électromagnétiques entre les deux essieux (dessin de Pierre Stauffer tiré de la référence [3]).

Cette dernière solution semble, à première vue du moins, la plus simple à mettre en œuvre tout en s’affranchissant de la dépendance d’un type particulier de crémaillère.

La disparition de la crémaillère, objectif final du Zentralbahn, pose un tout autre problème au futur GoldenPass Express: la conception de rames à motorisation totale et écartement variable. Cette perspective fait l’objet d’un commentaire détaillé en fin d’article [4].

Notre GoldenPass Express ainsi équipé pourrait atteindre Lucerne, et même y rebrousser chemin pour gagner Engelberg. Le prix à payer: une station de transformation à Interlaken Ost, le développement d’un nouveau système de freinage à crémaillère et l’éventuelle mise au point d’une voiture d’interface (Fig. 1, étape 2). Last but not least: les hôteliers d’Interlaken, jadis opposés à un 3e rail en direction de Brienz, devront accepter de voir passer les voyageurs du GoldenPass Express sans séjourner sur leurs terres!

Extensions futures: tunnel du Grimsel et Oberland bernois
L’investissement consenti pour atteindre Lucerne peut-il être rentabilisé au-delà de la relation historique du GoldenPass? Avec le percement planifié du tunnel du Grimsel, entre Meiringen et Oberwald (voir l’article Ecartement variable: vers un grand réseau alpin? du 1 novembre 2021 sur ce blog), se tourne une nouvelle page de l’histoire ferroviaire de ce pays: la constitution d’un réseau métrique de 850 kilomètres. La station de transformation d’Interlaken Ost permettra aux convois à écartement variable de relier directement Montreux à Oberwald sans même faire appel à la crémaillère. Dès Oberwald, le «Palmier Glacier Express» atteindra Coire et Saint-Moritz, toujours sans transbordement; l’emprunt du réseau du Matterhorn Gotthard Bahn nécessitera l’utilisation ponctuelle de la crémaillère Abt –résolue depuis la traversée du Brünig grâce aux patins électromagnétiques– et l’adaptation à la tension d’alimentation (11 kV), légèrement inférieure à celle des CFF/BLS/Zentralbahn (15 kV). De son côté, le «Brünig Matterhorn Express» reliera Lucerne à Zermatt sans aucun rebroussement, ni changement d’écartement, mais avec deux types de crémaillère (Riggenbach de Lucerne à Meiringen, Abt d’Oberwald à Zermatt) et deux types d’alimentation (15 kV et 11 kV), nécessitant du matériel roulant remorqué à patins électromagnétiques et l’échange des locomotives à Oberwald (Fig. 1, étape 2).

Sur un plan plus local, une disposition adéquate de la gare de transformation d’Interlaken Ost permettra la concrétisation d’un vieux rêve des habitants de la Berne fédérale: gagner l’Oberland bernois, leur sanctuaire du week-end, sans transbordement à Interlaken [5]. Des convois directs Berne–Lauterbrunnen et Berne–Grindelwald sont imaginables, toujours astreints à des tronçons à crémaillère dès Zweilütschinen, sur le réseau du chemin de fer de l’Oberland bernois (Fig. 1, étape 2).

La revanche des chemins de fer rhétiques
Les chemins de fer rhétiques ont mangé leur pain noir en 1968, au moment où une ligne de bus direct entre l’aéroport de Kloten et Davos menaçait de plein fouet leur clientèle ferroviaire. Cette crise explique l’engouement de la compagnie pour le développement d’un bogie à écartement variable dans les années 1970. Ce projet, enlisé à l’époque, pourrait reprendre vie avec l’aménagement d’une gare de transformation à Landquart, permettant aux convois en provenance de Zurich Aéroport et de Zurich gare centrale de filer vers Davos d’une part, et Saint-Moritz d’autre part (Fig. 1, étape 3). La crémaillère n’est pas un obstacle pour ce réseau à adhérence, mais la mise à disposition de sillons adéquats sur la ligne principale de Zurich à Landquart pourrait être difficile à concilier avec la limitation à 100 km/h.

Et le rêve de Jimmy Brown?
Nous avons abandonné notre touriste américain à Genève, dans un train en partance pour Lucerne et son Expo 1991. Il y arrivera manifestement en retard, mais il pourra tout de même rejoindre Lucerne sans transbordement à une condition: attendre la construction d’une station de transformation à Montreux, pour passer du réseau CFF à celui du Montreux Oberland bernois.  Or les deux compagnies peaufinent aujourd’hui les futurs aménagements de cette gare, l’occasion rêvée… d’exaucer le rêve de notre voyageur (Fig. 1, étape 4)!

Quatre stations de transformation, à Zweisimmen, Interlaken Ost, Landquart et Montreux pourraient complètement transformer l’offre ferroviaire en Suisse, garantissant aux habitants des régions de montagne et aux touristes férus des Alpes un accès complètement nouveau. L’écartement variable, une percée technologique vaudoise, sera l’outil d’une transformation nationale de la mobilité.

Du même coup, un fabuleux marché d’exportation s’offre à notre industrie ferroviaire; dans une grande Europe où l’ex-URSS à l’est et l’Espagne à l’ouest ont fait écartement à part, le flux énorme de biens et de personnes impose l’abandon d’un anachronisme, la rupture de charge. Par son expérience et sa compétence en matière ferroviaire, notre industrie pourrait contribuer à rapprocher nos concitoyens, de Zermatt à Lucerne et de Saint-Moritz à Genève, et tous les Européens, des Pyrénées à l’Oural.

Longue vie au bogie qui bouge, un véritable boogie-woogie!

Daniel Mange, prof. honoraire EPFL, 1 février 2022

Remerciements
Depuis mon rêve de 1986, fédérer les compétences des Ateliers de constructions mécaniques de Vevey et celles de la Schweizerische Industrie-Gesellschaft pour le projet «Bogie à écartement variable pour voiture de chemin de fer», il s’est écoulé 35 ans jusqu’à cette journée magique du 3 décembre 2021 qui a vu rouler le premier convoi du GoldenPass Express entre Gstaad et Interlaken Ost, sans transbordement à Zweisimmen. Je suis donc particulièrement reconnaissant aux cadres du Montreux Oberland bernois qui ont organisé cet événement et qui m’ont convié à partager ce moment unique: Jérôme Gachet, responsable de la communication et maître des cérémonies, Michel Sauteur, chef de projet et grand manitou du bogie à écartement variable, et Raphaël Gabriel, en charge du marketing.

J’adresse ma reconnaissance à Jean Vernet, fin connaisseur des chemins de fer et talenteux photographe, pour la mise à disposition de la figure 2.

Je remercie également Madame Annette Rochaix-Goldschmidt, veuve de Jean-Louis Rochaix et contributrice de la collection des livres voués aux chemins de fer vaudois, pour la mise à disposition de la figure 3.

Références

[1] D. Mange, Le défi vaudois, 24 heures, 18 septembre 1986.

[2] D. Mange, «Rail 2000»: le défi vaudois, Gazette de Lausanne, 1 octobre 1986.

[3] M. Grandguillaume, J. Jotterand, Y. Merminod, J. Paillard, J.-L. Rochaix, P. Stauffer, J. Thuillard, Les tramways lausannois 1896-1964, Bureau vaudois d’adresses, Lausanne, 1977.

[4] Les engins moteurs à écartement variable (locomotives, automotrices) constituent une niche technologique réservée à un nombre très limité d’industries, réparties actuellement dans trois pays: Chine, Japon et Espagne.

L’entreprise chinoise CRRC a annoncé en octobre 2020 la mise au point d’une rame à grande vitesse(400 km/h) destinée dans une première étape à passer de l’écartement chinois, normal (1435 mm), à l’écartement russe (1520 mm); d’autres écartements, y compris métrique, pourraient suivre.

C’est au Japon que les développements les plus proches du cas suisse (passage du réseau à grande vitesse et voie normale du Shinkansen au réseau de base de 1067 mm) ont été entrepris sur une longue durée. La première rame automotrice à trois éléments est sortie d’usine en 1998 (voir l’article Ecartement variable: des règles du théâtre classique aux rêves du GoldenPass Express du 12 mars 2021). Cette réalisation a été suivie d’un deuxième modèle en 2007, puis d’une troisième version en avril 2014, mise au point par l’entreprise Kawasaki; composée de quatre voitures, elle pouvait rouler à 270 km/h sur la ligne à grande vitesse et à 130 km/h sur le réseau régional. En juin 2017, la compagnie de chemin de fer Japan Railways Kyushu abandonne définitivement le projet pour des raisons de coût et de sécurité.

En Espagne, les deux entreprises rivales Talgo (voir l’article du 12 mars 2021) et CAF (Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles) se livrent à une concurrence sans merci sur ce segment industriel. Talgo inaugure en 2000 une rame automotrice à traction diesel destinée à la grande vitesse, le Talgo XXI, décrite dans l’article du 12 mars 2021. Dès 2007, les rames S130 à grande vitesse roulent à 250 km/h et incluent l’écartement variable des essieux moteurs. En février 2021, la première rame de la série S106, dénommée Avril (Alta velocidad, rueda independiente, ligero), démarre ses essais en ligne en visant 330 km/h avec écartement variable.

CAF annonce en 2005 le premier train au monde à écartement variable et grande vitesse: il s’agit de la série S120, composée de quatre automotrices bicourant, munies de bogies Brava susceptibles de rouler à 250 km/h sur voie normale et 200 km/h sur voie espagnole (1668 mm). A l’exposition 2008 d’Innotrans, à Berlin, CAF présente son nouveau prototype AVI (Alta Velocidad Interoperable), «le TGV interopérable capable de rallier Cadix à Moscou», destiné à franchir les trois barrières de l’écartement, de l’alimentation électrique et du système de signalisation tout en roulant à 320 km/h.

En résumé, la Chine pourrait être considérée comme un partenaire potentiel dans le long terme au vu de sa force de frappe industrielle. Le Japon a malheureusement abandonné la partie, tandis que les entreprises espagnoles Talgo et CAF maitrisent parfaitement leur sujet, avec des contraintes d’écartement (de 1435 à 1668 mm) assez éloignées des valeurs helvétiques.

Reste une inconnue: notre entreprise nationale, Stadler Rail, est déjà présente sur le marché du matériel roulant remorqué à écartement variable, avec l’exportation de voitures-lits et voitures-restaurants en Azerbaïdjan (1435 à 1520 mm) [7]. Stadler Rail sera-t-elle un jour tentée de se pencher sur le redoutable dossier des bogies motorisés à écartement variable? Le possible abandon de la crémaillère sur l’axe Meiringen–Brünig–Lucerne nous alerte: l’étude de rames motorisées à écartement variable doit démarrer aujourd’hui pour être opérationnelle après-demain!

[5] H. Schild, Visionäre Bahnprojekte, AS Verlag, Zürich, 2013, S. 16: Direktzüge Berlin Hbf–Lauterbrunnen…

[6] Ingénierie de système. Chemins de fer à crémaillère, Union des transports publics (UTP), Berne, 31 mars 2010.

[7] Schlaf- und Speisewagen für Aserbaidschan, Schweizer Eisenbahn-Revue, Nr 8/9, 2014, S. 392.

 

Le blog Mobilité tous azimuts se termine aujourd’hui avec cette sixième rubrique consacrée à l’écartement variable. Vous pourrez me retrouver, pour des nouvelles plus ponctuelles, sur la page Actualité du site internet de la communauté d’intérêts pour les transports publics, section vaud (citrap-vaud) à l’adresse suivante:

https://www.citrap-vaud.ch/breves/

Merci pour l’attention que vous avez portée au présent blog et très cordiales amitiés,

Daniel Mange

 

SwissRailvolution: un électrochoc pour le rail suisse

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Les trois défis du chemin de fer suisse
Notre chemin de fer doit relever aujourd’hui trois défis: faire face à un vieillissement avéré, contribuer à la résolution de la crise climatique et assurer l’équilibre territorial du pays, en rapprochant notamment les régions de montagne du Plateau et de ses métropoles.

L’association nationale SwissRailvolution vient d’être créée à Berne, le 1 décembre 2021, pour relever ces défis.

L’obsolescence
Le chemin de fer suisse est un grand vieillard. L’essentiel du réseau, construit entre 1850 et 1900, a maintenant plus de cent cinquante ans. Sa santé n’est pas en cause: auscultée en permanence, l’infrastructure se révèle en excellent état; elle a été constamment adaptée aux exigences du trafic: double voie, électrification, rails longs, réfection des ponts et tunnels (Fig. 1), signalisation en cabine… Mais, à l’exception du tronçon nouveau de Berne à Olten (Mattstetten–Rothrist) et des trois tunnels de base à travers les Alpes (Lötschberg, Saint-Gothard et Monte Ceneri), toutes les lignes du réseau ont conservé la géométrie héritée du 19e siècle, le plus souvent tourmentée et limitée en vitesse.

Péripétie aggravante: agglutinés sur les quais, les voyageurs frissonnent au passage des express qui les frôlent sans protection. Ce danger permanent explique la limitation stricte des convois traversant les gares sans arrêt; à Morges, par exemple, les InterCity sont bridés à 135 km/h.

Fig. 1 Août 2020: réfection du tunnel de Bertholod, à Lutry, dont la construction remonte à 1861, il y a donc 160 ans! (photo de Patrick Martin, 24 heures du 31 août 2020)

La crise climatique
La lutte contre le réchauffement atmosphérique a révélé les vertus du mode de transport ferroviaire, basé sur le couple mythique roue/rail; le très faible frottement de ce dispositif entraîne une dépense d’énergie minime par passager transporté, tandis que la traction électrique –d’origine hydraulique dans le cas suisse– bannit toute production de gaz à effet de serre.

Au moment où la pandémie du corona virus malmène le transport aérien, dont les vols court-courriers sont partiellement condamnés, le chemin de fer doit aujourd’hui relever un nouveau défi: remplacer l’avion pour des trajets de jour en train à grande vitesse (4 heures de voyage ou 1’000 km) et des trajets de nuit en voiture-lits (une dizaine d’heures).

L’équilibre territorial
Le chemin de fer a toujours joué un rôle clef dans l’équilibre entre les différentes régions du pays. Son développement doit profiter autant aux espaces métropolitains qu’au Plateau et aux régions de montagne. Les planificateurs de 1970 s’en rappellent amèrement: le projet des nouvelles transversales ferroviaires, de Genève à Saint-Gall et de Bâle à Olten, a été sèchement repoussé par une majorité de cantons, opposés à une vision ressentie comme centralisatrice, métropolitaine et profitable au seul Plateau.

SwissRailvolution: trois objectifs essentiels
La nécessité de rénover le réseau ferroviaire –en particulier l’aménagement de lignes à haute performance– coïncide très heureusement avec le nouveau rôle du chemin de fer sur le plan européen, où il est appelé à remplacer l’avion sur de courtes et moyennes distances. Mais cette reconstruction du réseau doit se faire dans une politique confédérale, où toutes les régions du pays bénéficieront du renouveau.

SwissRailvolution est le projet global de renaissance du rail, pour toute la Suisse. Il vise les trois objectifs essentiels suivants:

  • Voyager plus vite et plus loin, en offrant une alternative ferroviaire, à vitesse élevée, aux déplacements en voiture et en avion; des liaisons entre toutes les agglomérations du pays, avec une intégration performante au réseau européen à grande vitesse, seront renforcées et accélérées, y compris la relance des trains de nuit.
  • Irriguer tout le territoire suisse, en améliorant les relations directes entre les centres urbains, le Plateau et les régions de montagne; des nouveautés techniques, comme le tram-train ou l’écartement variable, permettent de gommer les frontières entre le réseau principal et les réseaux secondaires.
  • Revoir la desserte du fret et la répartition modale, en cherchant à transférer le trafic marchandises de la route au rail, en particulier sur l’axe Nord-Sud; encourager d’autres systèmes de transport de marchandises plus performants comme le Cargo Sous Terrain, le TGV fret ou le tram cargo.

SwissRailvolution: quel agenda?
La troisième étape du FAIF (financement et aménagement de l’infrastructure ferroviaire) débutera en 2035 pour s’achever 5 à 10 ans plus tard (2040 à 2045). Cette étape dicte le calendrier des planificateurs, en particulier des cantons, qui doivent remettre leur copie à l’Office fédéral des transports en 2022 déjà. C’est à cette date que l’association SwissRailvolution doit être prête à remettre son projet.

Celui-ci s’appuie d’abord sur la Croix fédérale de la mobilité, qui assurera le trafic voyageurs à longue distance et prendra idéalement la forme de deux axes à haute performance Ouest-Est et Nord-Sud, de frontière à frontière (Fig. 2). Des connexions avec les principaux axes européens à grande vitesse font également partie de cette vision.

Fig. 2 Croix fédérale de la mobilité basée essentiellement sur deux axes Ouest-Est et Nord-Sud, de frontière à frontière (site Internet SwissRailvolution).

En parallèle, le nouveau tunnel du Grimsel, sur une ligne ferroviaire à aménager entre Meiringen et Oberwald (Fig. 3), combiné à la technologie de l’écartement variable sur l’axe Montreux–Interlaken–Lucerne, créera un Réseau métrique alpin de 850 km, reliant sans transbordement Montreux à Saint-Moritz et Lucerne à Zermatt.

Fig. 3 Le Réseau métrique alpin aménagé à partir du tunnel du Grimsel, entre Meiringen et Oberwald, et des convois à écartement variable entre Montreux et Lucerne (site Internet du GrimselTunnel).

SwissRailvolution: rejoignez-nous
SwissRailvolution est une association à but non lucratif selon les articles 60 et suivants du Code civil suisse. En adhérant, vous participez activement à la création de conditions cadres fondamentales pour l’attractivité de la Suisse.

Vous trouverez toutes les informations utiles, en particulier le bulletin d’adhésion, le barème des cotisations, les statuts, sur le site Internet de l’association.

La nouvelle association SwissRailvolution veut accompagner le postulat «Croix fédérale de la mobilité» du Conseil des Etats et la «Perspective Rail 2050» de l’Office fédéral des transports. SwissRailvolution est l’émanation des organisations Pro Gottardo, CITraP Suisse, OuestRail, Pro Bahn Schweiz, usic (Union suisse des sociétés d’ingénieurs-conseils), Initiative des Alpes, alprail, AEDTF (Association européenne pour le développement du transport ferroviaire) et Stadler Rail. Filippo Lombardi, ancien conseiller aux Etats et municipal de la ville de Lugano en est le premier président, accompagné par quatre vice-président(e)s: Katja Christ, conseillère nationale, Olivier Français, conseiller aux Etats, Guido Schoch, ancien directeur des transports publics zurichois et Remigio Ratti, ancien conseiller national. Le secrétaire général est Tobias Imobersteg, président de la citrap-vaud.

L’Union européenne a décrété 2021 l’année du rail. Les Suisses marqueront l’événement par leur révolution du rail, SwissRailvolution.

Hommage aux pionniers
L’âge d’or du chemin de fer suisse prend fin avec l’apothéose de l’Exposition nationale de 1964, à Lausanne. L’ouverture cette même année de l’autoroute Genève–Lausanne préfigure l’arrivée d’un concurrent redoutable, la voiture automobile, et le démarrage du grand projet du réseau national d’autoroutes. Dès cette période, un grand nombre de personnalités vont tenter de freiner le déclin du chemin de fer et de relancer son développement; sans chercher à dresser un panorama exhaustif, tentons de citer les principaux acteurs de cette saga.

Oskar Baumann reste une figure légendaire des CFF, patron d’un service aujourd’hui disparu, le bureau d’étude Bau + Betrieb (travaux + exploitation) de la direction générale CFF; en 1969, une étude porte sur une ligne à grande vitesse Berne–Zurich. Seul le premier tronçon, de Berne à Olten, concrétisera dès 2004 la vision d’Oskar Baumann.

En 1974, les CFF ne manquent pas d’audace, et ils confient au bureau d’ingénieurs Bonnard & Gardel (BG) l’étude d’une ligne nouvelle de Genève à Lausanne. Ce travail, terminé en 1975, propose plusieurs variantes de couloirs, tous voisins du tracé de l’autoroute A1. Ce projet, inconnu du grand public, frappe par son audace et sa pertinence(1); six ans avant le lancement du premier TGV français entre Paris et Lyon, les ingénieurs de BG avaient déjà parfaitement intégré les trois impacts d’une ligne à grande vitesse: sur le trafic régional –en libérant des sillons de la ligne historique–, sur le trafic national –en reliant plus rapidement toutes les métropoles du pays–, et sur le trafic international, –en s’insérant déjà dans le schéma européen des lignes à grande vitesse–. Il faudra attendre 2018 pour que les CFF, éperonnés par le canton de Vaud(12), reprennent le dossier de la ligne nouvelle Genève–Lausanne.

Le tronçon de Genève-Cornavin à l’aéroport de Cointrin, bref appendice de 6 km, a été ouvert au trafic en mai 1987. Le patron de ce chantier complexe, l’ingénieur CFF Rodolphe Nieth, tentera de persuader son entreprise de boucler la boucle en faisant de la station de l’aéroport une gare traversante avec un barreau rejoignant directement l’axe historique Cornavin–Lausanne aux environs de Genthod-Bellevue(2). Pour des raisons essentiellement financières, cette proposition sera renvoyée aux calendes grecques, avant d’être reprise comme pièce maîtresse du projet de boucle par l’aéroport défendu dès 2013 par l’ingénieur Rodolphe Weibel et l’association Genève Route et Rail (GeReR)(3).

Jean-Marc Juge, ancien directeur du bureau d’ingénieurs Bonnard & Gardel, consacre plusieurs années de sa vie à imaginer, concevoir et défendre une ligne nouvelle à grande vitesse entre Mâcon et Genève, le fameux TGV Léman Mont-Blanc. En 1988, Bonnard & Gardel publie, sous sa plume, un rapport visionnaire intitulé La transversale Bourg-Genève par Nantua, élément d’un réseau ferroviaire européen à grande vitesse? Malgré un appui sans faille du canton de Genève(4), des considérations politiques françaises auront raison de ce projet, pour l’instant du moins.

Le 17 septembre 2007, à Berne, une conférence de presse est organisée par le Parti radical à l’instigation d’Olivier Français, conseiller municipal lausannois. Pour les radicaux, le constat est clair: alors qu’un réseau de trains à grande vitesse se développe dans toute l’Europe, il n’existe aucun projet en Suisse pour relier les grandes villes entre elles. L’axe Ouest-Est devrait constituer une priorité pour notre pays, pour son économie, pour le bien-être des travailleurs pendulaires, pour le tourisme, pour la cohésion nationale, pour l’écologie et la protection de l’environnement. Dans ce contexte, Olivier Français propose un premier objectif: relier Lausanne à Berne en trente minutes, par une ligne entièrement nouvelle de 86 kilomètres, apte à une vitesse de 300 km/h. Dès ce jour, Olivier Français, élu successivement conseiller national, puis conseiller aux Etats, va poursuivre son combat en défendant sa vision sous l’appellation de la Croix fédérale de la mobilité, combinant l’axe Ouest-Est (Genève–Saint-Gall) avec l’axe Nord-Sud (Bâle–Chiasso) via le Saint-Gothard(5).

Le 26 juin 2010, le Parti libéral-radical suisse adopte sans opposition une proposition des Jeunes libéraux-radicaux (JLR), visant à confier au Conseil fédéral un projet de lignes à grande vitesse en Suisse, de Genève à Saint-Gall et de Bâle à Chiasso. Sous l’impulsion de leur vice-président Philippe Nantermod et inspirés par le Plan Rail 2050 de la citrap-vaud comme par la Croix fédérale de la mobilité d’Olivier Français, les JLR vont jusqu’à rédiger un projet d’initiative populaire fédérale Pour des trains à grande vitesse en Suisse; le coeur de cette initiative est un nouvel article 83bis de la constitution:

  1. La Confédération assure la création d’un réseau de lignes ferroviaires à grande vitesse reliant les grandes villes de Suisse et le réseau ferroviaire frontalier à grande vitesse et veille à ce que ce réseau soit utilisable.
  2. La Confédération construit, entretient et exploite le réseau de lignes ferroviaires à grande vitesse. Elle en supporte les coûts. Elle peut confier ces tâches en partie ou en totalité à des organismes publics, privés ou mixtes.
  3. Le réseau à grande vitesse doit relier de manière efficace toutes les régions de la Suisse.

Le soutien d’un grand parti gouvernemental n’a pas suffi à concrétiser ce projet, resté malheureusement sans suite jusqu’à ce jour.

Malgré toutes ses qualités, le projet de ligne nouvelle Genève–Lausanne, proposé par Bonnard et Gardel en 1975, a sombré dans l’oubli(1). C’est la découverte fortuite de ce document qui a déclenché les travaux d’un groupe d’experts de la Communauté d’intérêts pour les transports publics, section Vaud (citrap-vaud), un lobby des usagers. Sous le titre Plan Rail 2050, ce groupe de travail a étendu sa recherche à tous les projets de grande vitesse en Suisse et dans les pays limitrophes pour en tirer un panorama historique, suivi d’un projet de renaissance du rail en trois étapes, Cadence, Fréquence et Vitesse. Une première édition en langue française, intitulée Plan Rail 2050. Plaidoyer pour la vitesse paraît en 2010 sous la plume de 10 co-auteurs (Daniel Mange, Jean-Pierre Ammann, Gérard Benz,  Frédéric Bründler, Alain Faucherre, Nicholas Helke, Eric Loutan, Boris Schereschewsky, Yves Trottet, Jean Vernet)(6), suivie en 2012 d’une seconde édition revue et complétée, en langue allemande (avec cinq nouveaux co-auteurs, dont trois suisses alémaniques, Michael Chatelan, Giovanni Danielli, Pierre Hofmann, Jürg Perrelet et Pierre Strittmatter)(7). Le même groupe de travail publie en 2014 un livre blanc consacré à l’axe Genève–Lausanne, intitulé Ligne ferroviaire nouvelle entre Genève et Lausanne sous la plume de 11 co-auteurs (Daniel Mange, Michel Béguelin, Eugen Brühwiler, Frédéric Bründler, Michael Chatelan, Pierre Hofmann, Sara Ibáñez, Eric Loutan, Boris Schereschewsky, Yves Trottet, Rodolphe Weibel)(8), mis à jour deux ans plus tard par un rapport d’étape 2016 introduisant un nouveau co-auteur, Didier Pantet(9).

Le projet de ligne nouvelle Berne–Zurich rêvé par Oskar Baumann en 1969 ne s’est concrétisé qu’en partie, entre la sortie de Berne et les environs d’Olten; la poursuite de cette direttissima en direction de Zurich est le fer de lance d’un groupe d’experts suisses alémaniques, sous la bannière de Rail 2000 plus (Bahn 2000 plus). Sous la houlette de Hans Bosshard, ancien cheminot, puis journaliste ferroviaire de la Neue Zürcher Zeitung, et de Jürg Perrelet, successivement ingénieur EPFZ, collaborateur d’Oskar Baumann, puis chef de section à l’Office fédéral des transports, ces experts défendent une véritable ligne à grande vitesse contournant Olten et Aarau, et permettant à terme de relier Berne à Zurich en 30 minutes(10).

Le professeur Ulrich Weidmann, actuellement vice-président EPPZ et ancien directeur de l’Institut pour la planification du trafic et les systèmes de transport de la même école (Institut für Verkehrsplanung und Transportsysteme), a été l’un des rares partisans de la grande vitesse ferroviaire en Suisse. Il a soutenu en particulier le projet Rail 2000 plus de Hans Bosshard et Jürg Perrelet à la place des projets officiels d’amélioration ponctuelle de l’axe historique desservant Olten et Aarau(13).

Dès 2000, Carlo Pfund, ancien directeur de l’Union des transports publics (UTP), consacre sa retraite à l’analyse du développement de la grande vitesse ferroviaire en Europe; ses études sont d’abord publiées par la LITRA, le Service d’information pour les transports publics, puis, dès 2016 et jusqu’à son décès en 2018, sur le site internet de la citrap-vaud sous la rubrique Grande vitesse ferroviaire/Eisenbahnhochgeschwindigkeit.

En octobre 2013, la citrap-vaud donne la parole à Frédéric Bründler qui surprend son auditoire en proposant une direttissima Morges–Lausanne via une gare Hautes Ecoles, comme tronçon final de la ligne nouvelle Genève–Lausanne(9). Quelques mois plus tard, l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne et BG Ingénieurs Conseils, sous la plume d’Olivier de Watteville, Dimitri Simos et Martin Schuler, publient un rapport approfondi sur le même thème et proposent trois variantes d’une ligne nouvelle CFF desservant le campus universitaire lausannois(11). Le terrain était donc mûr pour l’interpellation(12)  au Grand Conseil vaudois du député PLR Stéphane Masson, questionnant l’Etat sur l’opportunité d’étudier à la fois le tronçon nouveau Morges–Lausanne et l’implantation d’une gare Hautes Ecoles. Dans sa réponse du 4 mars 2020(12), le Conseil d’Etat soumet au Parlement un crédit d’étude de 11 millions de francs pour la planification ferroviaire à l’horizon 2050 (Vision 2050), incluant explicitement l’étude d’une ligne nouvelle Genève–Lausanne et d’une gare Hautes Ecoles.

Le 18 avril 2018, une rencontre historique regroupe à Lausanne trois membres des associations Pro Gottardo (Federica Colombo et Remigio Ratti) et de la citrap-vaud (Daniel Mange). Outre ses intérêts pour la ligne du Gothard et son tronçon tessinois, Pro Gottardo veut contribuer à la réalisation de la Croix fédérale de la mobilité, deux axes Ouest-Est et Nord-Sud, de frontière à frontière. Il découle de cette réunion la création d’un groupe de travail national, dénommé précisément Croix fédérale de la mobilité, qui tiendra 20 réunions du 4 juin 2018 au 7 juin 2021. Ce groupe, constitué essentiellement des membres de Pro Gottardo (Agostino Clericetti, Federica Colombo, Giovanna Masoni Brenni, Remigio Ratti, Renzo Respini), d’OuestRail (Michel Béguelin, Yannick Parvex), de la citrap-vaud (Tobias Imobersteg, Daniel Mange), de Pro Bahn Schweiz (Martin Stuber) et d’un observateur de Greater Zurich Area (Rolf Bühler), définira les objectifs stratégiques d’une nouvelle association nationale, SwissRailvolution, imaginera un logo, rédigera une plaquette de présentation, des statuts et un site Internet dans les trois langues nationales.

Ces pionnières et ces pionniers de la renaissance du rail suisse doivent être remerciés chaleureusement pour leurs efforts inlassables et leur engagement sans faille. Nous espérons que la fondation de SwissRailvolution répondra à leurs attentes et concrétisera leurs vœux les plus audacieux.

Daniel Mange, prof. honoraire EPFL, 2 décembre 2021

 

Références

(1) Bonnard & Gardel, Compagnie d’études de travaux publics, Liaison rapide Genève-Lausanne. Rapport intermédiaire, CFF, Direction du 1er arrondissement CFF, Lausanne, juin 1975.

(2) R. Nieth, Le raccordement ferroviaire Cornavin–Cointrin, route et trafic, No 5, mai 1988, pp. 293-297.

(3) R. Weibel, Genève ferroviaire, un contre-projet, Le Temps, 21 juin 2017, p. 10.

(4) TGV Léman Mont-Blanc. La solution directe, République et canton de Genève, Genève, 1996.

(5) Postulat 17.3262. Croix fédérale de la mobilité et vision du réseau ferroviaire, Berne, 3 avril 2017.

(6) D. Mange, J.-P. Ammann, G. Benz,  F. Bründler, A. Faucherre, N. Helke, E. Loutan, B. Schereschewsky, Y. Trottet, J. Vernet, Plan Rail 2050, Presses polytechniques et universitaires romandes, Lausanne, 2010.

 (7) D. Mange, J.-P. Ammann, G. Benz, F. Bründler, M. Chatelan, G. Danielli, A. Faucherre, N. Helke, P. Hofmann, E. Loutan, J. Perrelet, B. Schereschewsky, P. Strittmatter, Y. Trottet, J. Vernet, Bahn-Plan 2050, Rüegger Verlag, Zürich/Chur, 2012.

(8) D. Mange, M. Béguelin, E. Brühwiler, F. Bründler, M. Chatelan, P. Hofmann, S. Ibáñez, E. Loutan, B. Schereschewsky, Y. Trottet, R. Weibel, Ligne ferroviaire nouvelle entre Genève et Lausanne, citrap-vaud.ch et CITraP Genève, Lausanne, avril 2014.

 (9) D. Mange, F. Bründler, M. Chatelan, D. Pantet, Ligne ferroviaire nouvelle Genève–Lausanne: rapport d’étape 2016, citrap-vaud, Lausanne, CITraP Genève, Genève, 21 novembre 2016.

(10) H. Bosshard, J. Perrelet, In 5 Jahren 500 km neue TGV-Strecken… und was tut die Schweiz?, 23. September 2016.

(11) O. de Watteville, D. Simos, M. Schuler, Nouvelle liaison ferroviaire Lausanne–Morges via les Hautes Ecoles, BG Ingénieurs Conseils, Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, 6 février 2014.

(12) Exposé des motifs et projet de décret accordant au Conseil d’Etat un crédit d’étude de CHF 11’000’000.- pour financer l’élaboration du programme cantonal de développement de l’offre ferroviaire à l’horizon 2025 et les études de planification d’offres nécessaires à la prochaine étape d’aménagement du réseau ferroviaire, Canton de Vaud, Lausanne, 4 mars 2020.

(13) U. Weidmann, D. Bruckmann, P. Frank, S. Höppner, NBS Chestenberg, Institut für Verkehrsplanung und Transportsysteme, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, 8. November 2011.

 

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Ecartement variable: vers un grand réseau alpin?

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Les Winkelried du rail
Les années 90 sont riches en visionnaires ferroviaires. Du côté d’Aigle, Albert Hahling veut sauver l’Aigle-Sépey-Diablerets moribond par un express des Alpes, tandis que Willy Hubacher se bat sans relâche pour relier Sion à Gstaad via le col du Sanetsch. Qui sont ces Winkelried du rail et quels sont leurs combats?

Un express des Alpes
Albert Hahling, le «Zurichois d’Aigle» selon ses détracteurs, est d’abord un fou du patrimoine. Conservateur du Musée du sel de Bex, il se bat aussi pour sauver le château d’Ollon. Et quand le chemin de fer Aigle-Sépey-Diablerets (ASD) se trouve dans le collimateur des communes qu’il irrigue, c’est de nouveau Albert Hahling qui part au combat avec son projet d’Express des Alpes occidentales [1]; il vise à transformer le modeste tortillard d’Aigle aux Diablerets en un nouveau Glacier Express, traversant les Alpes de Lucerne à Cluses (France), à deux pas de Chamonix, selon le schéma suivant (Fig. 1):

• De Lucerne à Gstaad, c’est le trajet bien connu du GoldenPass, entraînant la pose d’un troisième rail entre Interlaken et Zweisimmen.
• De Gstaad aux Diablerets, un tronçon nouveau s’impose via Gsteig et le col du Pillon.
• Depuis Les Diablerets, l’emprunt successif des deux tronçons existants de l’ASD et de l’Aigle-Ollon-Monthey-Champéry (AOMC) conduit à Champéry.
• Une ligne nouvelle relie enfin Champéry à Morzine d’abord –où s’invite un long tunnel– puis à Cluses, sur l’axe ferroviaire Annecy/Annemasse–La-Roche-sur-Foron–Chamonix–Martigny.

Fig. 1 Réseau de l’Express des Alpes occidentales avec sa ligne de Lucerne à Cluses (France) via Interlaken, Zweisimmen, Gstaad, Les Diablerets, Aigle, Champéry et Morzine (carte Albert Hahling, mai 1990).

Sur les 290 kilomètres de l’Express des Alpes occidentales, 65 kilomètres sont à construire, soit 20% du parcours complet. Le tronçon de Gstaad aux Diablerets sera soutenu par le Comité Nouvel ASD, présidé par Philippe Nicollier et assisté par un groupe d’ingénieurs, piloté par Olivier Français, actuel conseiller aux Etats. L’avant-projet, rendu public en 1997, prévoyait une ligne Les Diablerets–Col du Pillon–Gsteig de 14,6 kilomètres, avec une pente modérée de 6% excluant la crémaillère; le tronçon comprend trois courts tunnels et deux ponts majeurs, et dessert notamment les remontées mécaniques du glacier des Diablerets à partir des haltes du Col du Pillon et de Reusch. L’investissement final, incluant le matériel roulant, s’élève à 180 millions de francs.

Sion–Gstaad par le col du Sanetsch
L’ingénieur sédunois Willy Hubacher veut à tout prix relier Sion à Gstaad par voie ferrée. Les études de l’Association Sion-Gstaad (ASG) prévoient une liaison de 42 kilomètres, avec un tunnel de faîte sous le col du Sanetsch; le coût total s’élève à plus de 450 millions de francs.

Pour partir à l’assaut du tunnel du Sanetsch, long de 9 kilomètres, la ligne s’élève de plus de 1000 mètres depuis Sion; une boucle ou un tunnel hélicoïdal s’impose pour éviter la crémaillère. La sortie nord du tunnel débouche sur Gsteig, d’où s’étire un tronçon d’une dizaine de kilomètres commun à la future ligne Gstaad–Les Diablerets (Fig. 1)|2].

En sus des difficultés de financement, le projet du Sanetsch doit faire face à un autre écueil, géologique cette fois: le tunnel routier du Rawyl, à 12 kilomètres à l’est, n’a jamais pu être construit, car situé au cœur d’une des régions du pays les plus sensibles aux tremblements de terre!

Pour tous les partisans du Sion–Gstaad, le projet est indissociable de la liaison GoldenPass du MOB, assurant les trajets sans transbordement de Sion à Lucerne via Gstaad; par ailleurs, la mise en commun du tronçon Gsteig–Gstaad avec l’Express des Alpes occidentales d’Albert Hahling  diminue la facture globale. La carte parue dans Le Temps du 1 juin 1999 met bien en évidence la synergie des deux projets (Fig. 2)[3].

Fig. 2  Synergie entre les deux projets de Sion–Gstaad (Willy Hubacher) et de l’Express des Alpes occidentales, de Lucerne à Cluses via Gstaad et Gsteig (Albert Hahling) (carte Le Temps du 1 juin 1999, Joël Sutter).

Porta Alpina: rêve alpin ou monstre du loch Ness?
Le rêve d’une gare souterraine dans le tunnel de base du Saint-Gothard –à l’aplomb de Sedrun, cœur de la Surselva– a repris vie dans le débat politique grison en juin 2020; le projet, né en 2003, puis enterré en 2012, devrait être réexaminé par le Canton. Les habitants de la Surselva, l’un des bastions de la langue romanche, visent toujours un désenclavement et l’accès plus direct au nord (Lucerne, Zurich), comme au sud (Tessin, Milan), grâce au tunnel du Saint-Gothard qui croise à 800 mètres sous terre la ligne métrique Andermatt–Disentis/Mustér du Matterhorn Gotthard Bahn (MGB) (Fig. 3). A ce même emplacement, le tunnel de base est déjà équipé d’une station de croisement permettant l’aménagement d’une halte ferroviaire (Fig. 4)[4].

Fig. 3 Localisation de la future gare Porta Alpina dans le tunnel de base du Saint-Gothard, à l’aplomb de la gare Sedrun du Matterhorn Gotthard Bahn (Canton des Grisons).

Mais la connexion des deux systèmes ferroviaires implique une véritable course d’obstacles: un minibus électrique devrait d’abord regrouper les voyageurs de la station Porta Alpina pour les conduire au super ascenseur à deux étages; celui-ci, battant tous les records mondiaux, s’élèverait de 800 mètres pour passer le relais à un second bus destiné à parcourir un kilomètre de galerie d’accès et atteindre finalement la gare de Sedrun du MGB.

Fig. 4 Schéma de la gare Porta Alpina avec ses accès vertical (ascenseur de 800 mètres) et horizontal (galerie d’accès de 990 mètres)(AlpTransit AG).

Outre l’écueil financier –le projet n’est pas prévu dans l’étape 2025-2035 du FAIF (financement et aménagement de l’infrastructure ferroviaire)– il reste une difficulté technique redoutable: le trafic mixte des trains de voyageurs et de fret au sein du tunnel de base est totalement incompatible avec l’arrêt de certains convois en pleine voie… à moins de doubler celle-ci par un tronçon destiné au stationnement. L’expert ferroviaire Kurt Metz, devant les difficultés du projet, n’hésite pas à le déplacer dans le tunnel de faîte du Saint-Gothard, qui passe exactement au-dessous d’Andermatt, à 300 mètres de profondeur. Une halte souterraine accueillant les rames Treno Gottardo du Südostbahn (Bâle/Zurich–Locarno) et un ascenseur continu –du type paternoster– constitueraient une variante très économique du projet Porta Alpina que Kurt Metz n’hésite pas à qualifier de monstre du loch Ness [5].

A l’assaut du Grimsel
Col du Grimsel: plus d’une centaine de pylônes soutiennent la ligne aérienne à haute tension alimentée par la centrale électrique d’Oberhasli. Cette zone alpine, d’une topographie pentue et resserrée, figure depuis 2001 au patrimoine mondial de l’UNESCO. A l’occasion de sa rénovation, la ligne aérienne pourrait disparaître, enfouie dans une galerie; la sécurité de l’approvisionnement électrique et la sauvegarde du paysage seraient simultanément assurées.

Un coup d’œil à la carte ferroviaire montre que le réseau métrique alpin est partagé en deux (Fig.5):

• Le réseau nord englobe essentiellement le Montreux Oberland bernois, de Montreux à Zweisimmen, le tronçon à voie normale –parcouru par le GoldenPass Express à écartement variable– de Zweisimmen à Interlaken, et le Zentralbahn, d’Interlaken à Lucerne, puis Engelberg.
• Le réseau sud regroupe le Matterhorn Gotthard Bahn et les chemins de fer rhétiques, reliant Zermatt à Brigue, Andermatt, Coire, Davos, Saint-Moritz, voire Tirano.

Fig. 5 Réseau métrique alpin avec un réseau nord (MOB et Zentralbahn) et un réseau sud (Matterhorn Gotthard Bahn et chemins de fer rhétiques) reliés par le futur Grimselbahn de Meiringen à Oberwald (carte Grimselbahn).

La jonction des deux réseaux peut être idéalement réalisée par l’aménagement d’une ligne nouvelle entre Meiringen et Oberwald, suivant exactement le tracé de la ligne aérienne à enterrer.

En rappelant que le tronçon Meiringen–Innertkirchen fait partie dès 2021 de la compagnie Zentralbahn, l’objectif du Grimselbahn reste aujourd’hui la planification d’un tunnel ferroviaire entre Innertkirchen et Oberwald (Fig. 6); cet ouvrage, d’une longueur de 22 kilomètres et d’une pente maximale de 6%, exclut la crémaillère, mais inclut le passage de la ligne à haute tension. La facture finale, de l’ordre de 600 millions de francs, se partagerait entre Swissgrid, propriétaire de la ligne électrique, et le Grimselbahn; celui-ci se tournerait bien entendu vers la Confédération pour jouir de sa procédure FAIF.

Fig. 6 Carte détaillée de la ligne du Grimsebahn, d’Innertkirchen à Oberwald (carte Grimselbahn).

Les retombées ferroviaires d’un tel projet sont attrayantes: de nouveaux trains pourraient relier sans transbordement Montreux à Saint-Moritz, ou Lucerne à Zermatt. On peut donc espérer des retombées considérables pour la population alpine comme pour le tourisme international.

Mais le percement du tunnel du Grimsel n’effacera pas d’un seul coup de baguette magique toutes les spécificités des diverses compagnies métriques; des crémaillères et des tensions électriques différentes vont compliquer la tâche des planificateurs, sans oublier les contraintes du matériel roulant à écartement variable. Un prochain article tentera de faire l’inventaire des problèmes posés et des solutions proposées.

Quelles perspectives alpines pour le 21e siècle?
L’achèvement du tunnel de base du Lötschberg, prévu dans l’étape 2025-2035 du FAIF, conclura l’énorme effort consenti par la Suisse pour transformer ses corridors alpins nord-sud en deux véritables lignes de plaine, l’une via le Saint-Gothard et le Monte Ceneri, l’autre par le Lötschberg et le Simplon.

Le réseau métrique alpin, irriguant la Suisse d’ouest en est, n’a pas connu le même sort; cette situation explique les tentatives de nos Winkelried du rail, Albert Hahling et Willy Hubacher, ou les pionniers de Porta Alpina. Que reste-t-il de leur héritage? On peut certainement remettre à plus tard l’aménagement des tronçons Champéry–Cluses de l’Express des Alpes occidentales et Sion–Gsteig du projet Sion–Gstaad: leur rapport performance/coût est dissuasif. Par contre, le court tronçon Gstaad–Gsteig–Les Diablerets, au budget abordable, devrait impérativement faire l’objet d’une mise à jour. Les défauts rédhibitoires de la station Porta Alpina pourraient conduire à approfondir la suggestion de Kurt Metz: une liaison verticale entre le tunnel de faîte du Saint-Gothard et Andermatt.

Enfin, la création d’un réseau métrique de 850 kilomètres, grâce au percement du tunnel du Grimsel, reste le projet alpin de ce siècle. Des signes avant-coureurs sont déjà perceptibles: les Communautés d’intérêts GoldenPass et Grimselbahn ont décidé en septembre 2021 leur fusion pour constituer une nouvelle «Communauté d’intérêts du tunnel du Grimsel-fusion des réseaux à voie étroite». Ce rapprochement entraînera notamment l’étude d’une station de transformation à Interlaken Ost pour permettre au GoldenPass Express de foncer à l’est; ce sera le premier pas vers la constitution d’un grand réseau métrique, le pendant alpin de la Croix fédérale de la mobilité, un réseau à voie normale à hautes performances.

Daniel Mange, 1 novembre 2021

Remerciements
Je remercie très vivement le conseiller aux Etats Olivier Français qui m’a résumé son projet et aiguillé sur la piste d’un véritable trésor, les archives de la ligne Les Diablerets–Pillon–Gsteig, déposées au Musée des Ormonts, à Vers-l’Eglise. J’adresse toute ma reconnaissance à Madame Mary-Claude Busset, historienne et conservatrice dudit Musée, pour avoir mis à ma disposition les archives en question et contribué à leur sélection.

Références

[1] A. Maillard, Un express pour les Alpes, L’Hebdo, 16 août 1990, pp. 23-24.

[2] Sanetsch-Bahntunnel als Alternative zum Rawil, Verkehr & Umwelt, Nr 3, 1987, S. 53.

[3] C. Roulet, Des Valaisans mandatent une fiduciaire pour relancer le train Sion–Gstaad, Le Temps, 1 juin 1999.

[4] G. Lob, Der Traum von der Porta Alpina lebt auf, InfoForum, Nr 3, 2020, S. 16-17.

[5] K. Metz, «Alptraum ohne Ende», InfoForum, Nr 4, 2020, S. 14.

 

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Le crépuscule de la crémaillère

Daniel Mange 22 commentaires

La Suisse, championne du monde de la crémaillère
Des dizaines de trains tutoient ses sommets, une industrie ferroviaire unique, Stadler Rail, produit sa technologie: la Suisse est championne du monde de la crémaillère. Un récent article de la Luzerner Zeitung [1] annonce la fin possible de cette épopée, même si les lignes les plus pentues échapperont à ce couperet.

Fig. 1 Réseau du Zentralbahn (zb) avec ses deux lignes principales de Lucerne à Interlaken 0st (Brunig) et de Lucerne à Engelberg; la ligne de Meiringen à Innertkirchen a rejoint le réseau zb en 2021 (carte Zentralbahn).

Le Zentralbahn (zb) est une compagnie privée suisse, société fille des CFF (66 % de son capital), issue de la fusion de la ligne CFF du Brunig (Lucerne–Meiringen–Interlaken) et de la compagnie Lucerne–Stans–Engelberg (LSE) (Fig. 1). Les deux branches du zb sont unifiées techniquement, et leurs trains roulent sous la caténaire des CFF (15’000 volts, 16 2/3 périodes), et sur voie métrique, entrelardée de tronçons à crémaillère entre Giswil et Meiringen (ligne du Brunig) et entre Grafenort et Engelberg . La compagnie zb s’est toujours fait remarquer par sa modernité, tant sur le plan du matériel roulant (rames automotrices Adler, Fink et Spatz, Fig. 2) que par son concept d’exploitation (horaire cadencé, trains InterRegio alternant avec des trains régionaux, restauration à bord).

Fig. 2 Rame Adler du Zentralbahn; composée de sept éléments, cette rame automotrice roule jusqu’à 120 km/h en adhérence, à 40 km/h en crémaillère (montée) ou 27,5 km/h (descente) (photo Zentralbahn).

Quelle mouche a-t-elle donc piqué le Zentralbahn pour qu’il tente de se débarrasser de sa crémaillère? Ce n’est certainement pas l’incident du 6 mars 2021 où l’essieu moteur défectueux d’un convoi a entraîné une détérioration de la crémaillère entre Giswil et le col du Brunig. Les causes profondes sont antérieures à cet accident de parcours, et peuvent se résumer par la complexité, le coût, la lenteur et l’absence d’interopérabilité.

Complexe, donc coûteux
Le système de la crémaillère, troisième rail destiné à renforcer l’adhérence dans le sens de la montée et à assurer le freinage dans le sens de la descente, reste un dispositif bien connu, robuste et fiable. Mais la pose de ce troisième rail renchérit l’infrastructure (avec des aiguillages d’une redoutable complexité) et le matériel roulant; les engins moteurs doivent disposer d’essieux ad hoc pour la traction et le freinage, alors que les voitures sont également munies d’essieux destinés au seul freinage. L’usure, et donc l’entretien supplémentaire du système à crémaillère, sur la voie comme sur les véhicules, aggrave encore l’addition.

Lenteur: avant, pendant et après…
L’entrée et la sortie d’un tronçon à crémaillère, outre son soubresaut bruyant, nécessitent pour des raisons mécaniques un ralentissement sévère. La crémaillère elle-même impose une modération de la vitesse, plus forte à la descente (27,5 km/h pour la rame Adler) qu’à la montée (40 km/h), essentiellement pour des questions de sécurité.

La variété des espèces interdit l’interopérabilité
Les inventeurs de la crémaillère, tous citoyens suisses issus du 19e siècle (Carl Roman Abt, Eduard Locher, Niklaus Riggenbach, Emil Strub), ne se sont pas souciés d’uniformiser leur invention. Le Zentralbahn a hérité de la crémaillère Riggenbach, tandis que son proche voisin, le Matterhorn Gotthard Bahn (MGB, de Zermatt à Disentis/Mustér via Brigue et Andermatt) a tout misé sur la crémaillère Abt; malgré la future liaison destinée à joindre les deux réseaux via le tunnel du Grimsel (liaison Meiringen–Oberwald, voir l’article «Slow food» et grand confort sur voie étroite du 2 mai 2019 sur ce blog), ceux-ci seront incompatibles et le transbordement restera obligatoire.

L’oeuf de Colomb du Zentralbahn
Les ingénieurs du Zentralbahn, épaulés par leurs collègues de l’Ecole supérieure polytechnique d’Aix-la-Chapelle, ont logiquement décomposé le problème en deux temps: la montée d’abord, la descente ensuite.

L’ascension nécessite une adhérence et une puissance de traction maximales: elles seront obtenues si tous les essieux du futur convoi sont moteurs; la locomotive et son train de voitures disparaissent au profit d’une automotrice articulée dont chaque essieu est entraîné par un moteur de traction. La politique de flotte actuelle du Zentralbahn, où dominent aujourd’hui les automotrices, va déjà dans ce sens.

Pour parer à toute dérive lors de la descente, les moteurs de traction seront bien entendu mis à contribution grâce au freinage électrique: chaque moteur devient génératrice, et renvoie du courant dans la caténaire, la fameuse récupération. On doublera ce premier frein par l’adjonction de patins électromagnétiques destinés à coller au rail en cas de situation critique. Certains lecteurs se rappelleront de cet accessoire indispensable aux tramways lausannois, rompus aux pentes sévères de la ville (Fig. 3).

Fig. 3 Rame CFZe4/4 (série 191-193, construite en 1954) des Tramways lausannois munie de patins électromagnétiques sur les deux bogies (dessin de Pierre Stauffer tiré de la référence [2]).

Les futures rames automotrices du Zentralbahn, à motorisation totale et patins électromagnétiques, viendront à bout des pentes les plus sévères du réseau actuel, soit 12 % (12 mètres de dénivelé pour une distance de 100 mètres) sur la ligne du Brunig et de 10,5 % sur la ligne d’Engelberg. La crémaillère Riggenbach aura vécu sa vie, et pourra être déferrée.

A moins que des convois historiques, témoins du patrimoine ferroviaire, puissent encore circuler sur le réseau rajeuni… Ou alors que le GoldenPass Express, dépassant Interlaken pour se lancer à l’assaut du col du Brunig, ne réussisse ce nouveau défi: allier écartement variable et motorisation totale.

Nous suivrons de très près l’éradication de la crémaillère et la cure de jouvence qui dopera les lignes ainsi transformées. Mais nous n’oublierons pas les pionniers et honorerons la mémoire des Abt, Locher, Riggenbach et Strub.

Retombées lausannoises
Le chemin de fer Lausanne–­Ouchy vit aujourd’hui sa troisième réincarnation: après une vie de funiculaire –surnommé la «ficelle»– il a été transformé en chemin de fer à crémaillère, toujours à voie normale, l’écartement standard des CFF. Sa nouvelle vie, totalement automatisée, est celle d’un métro, le m2, roulant sur pneumatiques. Mais, avec une rampe de 11,4 %, inférieure à celle du Zentralbahn, le futur matériel du m2 pourra oublier le caoutchouc pour retrouver son statut de véritable chemin de fer. Pour certains riverains, la disparition du crissement des pneus sera chaleureusement applaudie…

Daniel Mange, 1 septembre 2021

 

Remerciements
J’adresse ma reconnaissance à Pierre Guignard, expert en matière ferroviaire, qui m’a rendu attentif à la différence cruciale entre lignes à crémaillère pure (Montreux–Rochers-de-Naye ou Zermatt–Gornergrat, par exemple) et lignes mixtes, à adhérence et crémaillère (Zentralbahn ou Matterhorn Gotthard Bahn). Dans le premier cas, les véhicules sont relativement simples, car il n’y a qu’une chaîne d’entraînement/freinage, et pas de problème d’entrée et sortie de la crémaillère. Sur les lignes mixtes, les véhicules sont beaucoup plus complexes, lourds et coûteux, car on cumule deux modes de traction et de freinage, et la transition adhérence/crémaillère doit s’effectuer en mode entièrement sécuritaire.

Je remercie également Madame Annette Rochaix-Goldschmidt, veuve de Jean-Louis Rochaix et contributrice de la collection des livres voués aux chemins de fer vaudois, pour la mise à disposition de la figure 3.

Références

[1] M. Piazza, Zentralbahn testet zahnradlosen Betrieb für Brünig und Engelberg, Luzerner Zeitung, 22. Juli 2021.

[2] M. Grandguillaume, J. Jotterand, Y. Merminod, J. Paillard, J.-L. Rochaix, P. Stauffer, J. Thuillard, Les tramways lausannois 1896-1964, Bureau vaudois d’adresses, Lausanne, 1977.

 

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Ecartement variable: l’accouchement au forceps du GoldenPass Express

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Couleurs et logo échauffent les actionnaires du MOB
Après le coup d’éclat du 3 octobre 2008 (voir notre article du 21 mai 2021) –la révélation du bogie à écartement variable et l’abandon du 3e rail entre Zweisimmen et Interlaken– la Compagnie du Chemin de fer Montreux Oberland bernois (MOB) est plongée dans un conflit surréaliste avec ses actionnaires. Ceux-ci refusent, lors de l’assemblée générale 2010, un logo unifié, celui du GoldenPass, enluminé de ses couleurs crème et or. Le conseil d’administration plie et réhabilite définitivement l’acronyme MOB, avec un sigle renouvelé et des teintes bleu sombre et crème, d’une grande sobriété (Fig. 1); cette marque accompagnera l’éclosion du train à écartement variable, le GoldenPass Express, et sera omniprésente sur le matériel roulant comme dans les gares.

Fig. 1 Nouveau logo du MOB, introduit dès 2016 (photo de l’auteur).

Matériel roulant: le mariage de la carpe et du lapin
L’abîme qui sépare le réseau métrique du réseau normal reste l’écartement de la voie, 435 mm comblés par le bogie à écartement variable. Il n’en reste pas moins que le matériel roulant d’un chemin de fer à voie étroite, conçu pour se faufiler dans des vallées étriquées et pentues, diffère profondément des véhicules du réseau normal, aptes à rouler vite sur des tronçons plutôt rectilignes; examinons ces différences et les solutions à y apporter:

  • Le gabarit d’espace libre; la silhouette plus fine du véhicule métrique ne pose aucun problème dans l’univers du chemin de fer normal, à l’exception de l’accès aux quais de ce dernier. Le bogie devra donc s’élever pour être au niveau des quais normaux (55 cm), puis se rabaisser pour desservir les quais métriques (35 cm); un marchepied rétractable (ou rabattable, selon le véhicule) comblera la lacune entre la voiture métrique et le quai à voie normale.
  • Les exigences de résistance mécanique, à l’arrêt et en marche, de même que le confort à vitesse élevée, doivent être compatibles avec le réseau normal; il en découle l’obligation de concevoir un matériel roulant entièrement nouveau, à l’exception des engins de traction (automotrices, locomotives) qui resteront sur leur réseau d’origine et seront échangés à Zweisimmen, la gare de transformation.
  • Les attelages, l’intercirculation entre voitures, les systèmes de freinage, de télécommande et d’alimentation électrique sont radicalement différents dans les réseaux métrique et normal. La solution impose dans ce cas des «trains blocs», soit des convois homogènes, en principe indéformables, de voitures à écartement variable, liées par attelages automatiques et conçues selon les normes métriques. Sur le tronçon à voie normale, de Zweisimmen à Interlaken, une voiture d’interface est insérée entre le train bloc et la locomotive pour assurer toutes les conversions nécessaires [2].

En résumé, le convoi de base est un train bloc à écartement variable formé de plusieurs voitures au gabarit métrique, tracté ou poussé par une locomotive métrique du MOB; dès Zweisimmen, l’engin moteur du MOB est remplacé par une locomotive du réseau normal BLS (Berne-Lötschberg-Simplon) munie de sa voiture d’interface.

Au cœur du projet, un bogie révolutionnaire
Le bogie à écartement variable reste le composant crucial du projet global. Le prototype à l’échelle 1:10, présenté en 2008 aux membres de la Communauté d’intérêts intercantonale GoldenPass, fait l’objet d’une conception industrielle par la firme Prose, à Winterthour, suivie de la fabrication de deux prototypes par l’entreprise Alstom, à Neuhausen [1]. Les deux bogies en question, baptisés EV09, sont alors assemblés sous la caisse d’une voiture existante du MOB, la BDs 220 (Fig. 2), testés en ligne et présentés sur un court tronçon de démonstration, en gare de Montreux, le 18 mai 2010.

Fig. 2 Première voiture prototype BDs 220 du MOB munie de bogies à écartement variable EV09, en démonstration à Montreux le 18 mai 2010 (photo MOB).

Le principe du changement d’écartement? Une image vaut mille discours: lisez le texte qui suit après avoir examiné la vidéo disponible sur le site internet du MOB.

On décrit ici le cas du passage du réseau métrique au réseau normal. Imaginez tout d’abord une rampe de quelques mètres, de part et d’autre de la voie ferrée, mais surélevée par rapport à celle-ci. A l’approche de cette rampe, de petits bras latéraux (comme de minuscules ailerons), vont surgir des flancs de la voiture du train. S’appuyant sur la rampe, ces ailerons soulèvent d’une vingtaine de centimètres la caisse de la voiture –sa partie habitable– tout en maintenant le contact des roues avec le rail. Cette manœuvre décharge les bogies du poids du véhicule. Au même moment, les roues quittent les rails pour rouler sur une plaque lisse. Le bogie, constitué de deux parties dissociables, est alors entraîné dans un rail de guidage qui écarte les deux demi-bogies. Résultat: le train est passé d’un écartement de 1000 mm à 1435 mm; il a gagné environ 20 cm en hauteur durant la même opération, pour être compatible avec les quais du réseau à voie normale.

L’infrastructure doit aussi bouger… malgré les Bernois
La longueur des futurs convois du GoldenPass Express (120 mètres dans un premier temps, jusqu’à 220 mètres à terme) entraîne une transformation radicale de la plupart des gares principales du MOB, avec un allongement des quais et des voies permettant le croisement de deux trains. Les exigences de la Loi sur l’égalité pour les handicapés (LHand) imposent de leur côté des quais à la hauteur uniforme de 35 cm, ainsi que des accès facilités (ascenseur ou rampe à pente limitée). Les gares de Montreux, Montbovon, Château-d’Oex, Gstaad, Schönried, Saanenmöser et Zweisimmen sont désormais prêtes à accueillir le GoldenPass Express.

Le 11 avril 2011, l’Office fédéral des transports, ainsi que les cantons de Berne, Vaud et Fribourg, donnent leur feu vert pour la mise en œuvre du projet du GoldenPass. Mais les investissements planifiés ne sont pas du goût de trois députés bernois qui, non seulement veulent redimensionner les transformations de la gare de Zweisimmen, mais vont également s’opposer à l’ensemble du projet GoldenPass. Après de laborieuses péripéties, le Conseil d’Etat bernois débloque la situation le 12 février 2015 et accorde la subvention de 1,2 million indispensable à l’aménagement de la gare de Zweisimmen. Celle-ci est alors complètement remodelée, avec deux voies spécialisées (No 6 et 7) permettant la transformation des convois à écartement variable.

Du prototype à la série: les affres de la production de masse
Le 7 octobre 2014, l’association BahnJournalisten Schweiz est reçue au sommet des Pléiades pour prendre connaissance des derniers développements du GoldenPass Express; celui-ci a atteint son apogée, sous la forme d’un train bloc de sept voitures (dont deux voitures-pilotes de 1ère classe, une voiture de 1ère classe et trois voitures de 2e classe, une voiture-restaurant) [2] tracté ou poussé sur le réseau métrique par une automotrice double de la série 9000, sortant de fabrication.

Mais les essais approfondis du bogie d’origine EV09, conçu par le MOB et développé par Prose, conduisent Alstom à concevoir un nouveau bogie EV18 nettement plus complexe, où une partie de la commande mécanique est complétée par un système hydraulique (Fig. 3). La conséquence est lourde: une tonne de plus par bogie, donc deux tonnes par voiture. Les contraintes de sécurité en voie normale (normes de collision) entraînent un renforcement de la structure des voitures et un nouvel alourdissement. Dernière mauvaise nouvelle: les automotrices doubles 9000 souffrent de maladies de jeunesse, en particulier d’un problème d’adhérence sur les fortes pentes du MOB. En conséquence, le convoi originel est revu à la baisse, et se contentera de cinq voitures accouplées à une locomotive du MOB (série 8000) ou à une locomotive du BLS avec sa voiture d’interface.

Fig. 3 Bogies à écartement variable de seconde génération du type EV18, développés et produits par Alstom dès 2018 (photo MOB).

Un train de rêve
Malgré le raccourcissement de la rame et la suppression de la voiture-restaurant, le GoldenPass Express reste un train d’exception. Aux classiques 1ère et 2e classes, se rajoute une classe Prestige surélevée et dotée de fauteuils individuels pivotants (Fig. 4) [2]: rien n’échappera aux amateurs de panorama alpin! Dans cette même classe, une restauration à la place remplacera le service du défunt wagon-restaurant. L’aménagement intérieur, développé par Innova Design Team, est réhaussé d’une carrosserie due à Pininfarina, le légendaire styliste italien (Fig. 5).

Fig. 4 Un compartiment Prestige avec fauteuils pivotants (photo MOB).

Fig. 5 Voiture-pilote construite par Stadler sur les plans de Pininfarina, en tête du GoldenPass Express (photo MOB).

A sa mise en service, le train se compose donc, dans le sens Montreux–Interlaken, d’une voiture-pilote Ast avec 1ère classe et compartiment Prestige, d’une voiture de 1ère classe As, de deux voitures de 2e classe Bs dont l’une avec accès surbaissé, et d’une voiture-pilote avec 1ère et 2e classe ABst. Sa vitesse est limitée à 100 km/h sur la voie métrique comme sur le réseau normal.

Le MOB passe finalement commande de 19 voitures panoramiques à Stalder en 2018, équipées du bogie Alstom EV18. Quatre voitures surbaissées, accessibles aux voyageurs à mobilité réduite, devaient provenir du parc du MOB après transformation; suite à un appel d’offre public, le MOB se décide finalement à commander également du matériel neuf chez Stadler.

Le ballet de Zweisimmen
Le changement d’écartement à Zweisimmen est un ballet millimétré, qui fait partie de l’arrêt en gare et ne doit pas dépasser 8 minutes. Sa description se base sur une représentation simplifiée des trains blocs, empruntée à la publication Schweizer Eisenbahn-Revue [2] (Fig. 6); elle se décompose en trois temps:

  • Dans un premier temps (Fig. 7a), le convoi du MOB, à l’écartement métrique et tracté par la locomotive MOB, pénètre en gare de Zweisimmen et gagne la voie 7; il traverse la station de transformation à 15 km/h, et l’ensemble du train bloc va automatiquement passer de l’écartement métrique à l’écartement normal.
  • Dans un deuxième temps (Fig. 7b), le convoi s’arrête à quai pour laisser ses passagers descendre ou monter; la locomotive MOB est découplée et va gagner une voie de garage à écartement métrique, tandis que la locomotive BLS et sa voiture d’interface, à l’écartement normal, vont s’accoupler à l’arrière du convoi.
  • Dans un dernier temps (Fig. 7c), le convoi à voie normale est prêt à partir en direction d’Interlaken, poussé par la locomotive du BLS.

La manoeuvre dans la direction Interlaken–Montreux se déroule en inversant les trois étapes décrites ci-dessus.

    Montreux                                                                                                                                     Zweisimmen
Convoi MOB Montreux–Zweisimmen et retour.

Zweisimmen                                                                                                                                        Interlaken

Convoi BLS Zweisimmen–Interlaken et retour.

Fig. 6 Schéma des deux compositions du GoldenPass Express. Rouge: train bloc à écartement variable. Bleu: engin moteur/voiture-pilote MOB. Vert: engin moteur/voiture-pilote BLS. Violet: voiture d’interface BLS (dessins de l’auteur d’après la référence [2]).

Montreux                                                                                                                               Interlaken
(a)

Montreux                                                                                                                                              Interlaken
(b)

Montreux                                                                                                                                              Interlaken        (c)

Fig. 7 Le ballet de Zweisimmen (dessins de l’auteur d’après la référence [2]).
(a) 1er temps du ballet: arrivée du convoi MOB à Zweisimmen et changement d’écartement. Trait rouge: voie normale. Trait noir: voie métrique.
(b) 2e temps du ballet: après le changement d’écartement, arrêt à quai et départ de la locomotove MOB. EcarVar: installation pour le changement d’écartement.
(c) 3e et dernier temps: la locomotive BLS et sa voiture d’interface s’accouplent en queue du convoi et s’apprêtent à partir pour Interlaken.

Le concept d’exploitation actuel prévoit quatre trains par jour GoldenPass Express Montreux–Interlaken et retour, avec une durée de trajet de 3h10.

Le budget d’investissement du matériel roulant et des bogies, validé en 2016 par les cantons (VD, FR et BE) et la Confédération, s’élevait à 81 millions de francs. Après réduction due au remplacement des wagons-restaurants par des voitures de 2e classe moins onéreuses, il s’est finalement monté à 89 millions avec l’achat de quatre voitures à plancher bas en lieu et place de la transformation d’anciens véhicules du MOB.

Des palmiers aux glaciers: dix ans d’attente
Lors de l’assemblée GoldenPass historique de 2008, le directeur du MOB Richard Kummrow avait promis le départ du train inaugural pour le 12 décembre 2012 à 12h12… Avec une inauguration arrêtée au 11 décembre 2022, son successeur Georges Oberson tiendra la promesse avec 10 ans d’écart, le prix à payer pour une saga technique d’une extrême complexité, aggravée par un invité inattendu, le coronavirus.

Mais l’objectif originel du GoldenPass Express, relier Montreux à Lucerne, reste suspendu à la traversée du massif du Brunig. Un autre défi doit être relevé pour cette dernière étape, la crémaillère, jusqu’ici incompatible avec les actuels bogies à écartement variable. Un prochain article se penchera sur cette problématique, et cherchera également à évoquer les perspectives de l’écartement variable à l’échelle de l’ensemble du pays.

Daniel Mange, 9 juillet 2021

Remerciements
L’auteur remercie très chaleureusement Jérôme Gachet, responsable communication et porte-parole du MOB, pour son soutien sans faille et ses apports continus de documentation; sans son aide, la rédaction de cet article n’aurait simplement pas été possible.

Ma reconnaissance va également à Pierre Guignard, éminent expert en matière ferroviaire, qui m’a rendu attentif aux multiples différences séparant le matériel roulant métrique du matériel standard.

Références

[1] C. Gyr, J.-M. Forclaz, C. Weiss, Entwicklung des spurwechselfähigen Laufdrehgestells EV09, Schweizer Eisenbahn-Revue, Nr 8-9, 2011, S. 382-386.

[2] U. Wieser, J. Lüthard, Die 20 neuen Spurwechsel-Wagen für die MOB, Schweizer Eisenbahn-Revue, Nr 7, 2018, S. 372-375.

 

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Écartement variable: le 3e rail, panacée technique mais boulet financier

Daniel Mange 8 commentaires

GoldenPass, la liaison mythique
Après l’effervescence ferroviaire du 19e siècle, la première guerre mondiale va stopper brutalement le développement du rail. Dans ce contexte morose est inauguré en 1916 le dernier tronçon de la ligne du Brunig des CFF, entre Interlaken Ost et Brienz, desservi jusqu’alors par la Compagnie de navigation sur les lacs de Thoune et de Brienz (Fig. 1): le rêve de relier Montreux à Lucerne par chemin de fer devient réalité, au prix d’un double changement, à Zweisimmen et à Interlaken Ost, imposé par des écartements différents (métrique de Montreux à Zweisimmen et d’Interlaken à Lucerne, normal de Zweisimmen à Interlaken).

Fig. 1 Schéma de la liaison du GoldenPass, de Montreux à Lucerne via Zweisimmen et Interlaken Ost (tiré de la brochure Montreux–Interlaken–Lucerne par le Panoramic Express[1]).

Après la guerre 1914-1918, le tourisme renaît et, dès 1928, une liaison sans transbordement de Montreux à Lucerne, la ligne du GoldenPass, revient sur le devant de la scène. L’insertion d’un 3e rail à écartement métrique à l’intérieur de la voie normale Zweisimmen–Interlaken (54 km) s’impose, mais avorte pour des questions économiques et techniques. En guise de compensation, les trains classiques feront place à des convois de luxe, le Golden Mountain Pullman Express sous le label de la prestigieuse Compagnie internationale des wagons-lits et des grands express européens, qui équipe les deux groupes MOB (Montreux-Oberland bernois) et BLS (Berne-Lötschberg-Simplon) de voitures haut de gamme en 1ère et 2e classe (Fig. 2). L’aventure démarre à la saison d’été 1931 et succombe déjà un an plus tard, victime de la grande crise économique des années 30; ce matériel roulant d’exception survivra: il sera revendu aux chemins de fer rhétiques en 1939.

Fig. 2 Voiture de luxe du MOB de la série AB4 103-106, commandée par la Compagnie internationale des wagons-lits et des grands express européens et construite par SIG (Schweizerische Industrie-Gesellschaft) en 1931 (tirée de la référence[2], page 260).

Un troisième rail en or
Dès 1986, Edgar Styger, directeur du groupe MOB, relance l’idée du 3e rail entre Zweisimmen et Interlaken (Fig. 3); ce système n’est pas nouveau et équipe déjà l’axe Coire–Domat/Ems des chemins de fer rhétiques (écartement métrique) pour conduire directement les wagons marchandises CFF au complexe industriel d’Ems.

Fig. 3 Schéma de principe du 3e rail (écartement normal de 1435 mm, écartement métrique de 1000 mm)(schéma de l’auteur).

Après l’explosion de la fréquentation de ses nouveaux trains Superpanoramic Express, Edgar Styger voit déjà une étape plus loin: rejoindre Lucerne sans transbordement, un trajet de 189 km, en visant le 700e anniversaire de la Confédération, en 1991. Une étude conjointe MOB-BLS estime l’investissement à 30 millions de francs, tandis qu’une enquête menée par l’Université de Saint-Gall en 1987 démontre les retombées très favorables pour l’économie et le tourisme. Le 15 septembre de la même année est fondée la Communauté d’intérêts intercantonale 3e rail/GoldenPass, avec un budget déjà revu à la hausse (45 millions) et un objectif remis à 1993.

Interlaken saborde le 3e rail vers Meiringen
Le projet de 3e rail entre Zweisimmen et Interlaken n’a pas passé inaperçu du côté des autorités de Brienz et de Meiringen, au pied du col du Brunig et au cœur de nombreuses attractions touristiques comme le train à vapeur du Rothorn, le village-musée de Ballenberg, les cars postaux pour les cols du Grimsel et du Susten, la cascade de Giessbach et son funiculaire historique. Une idée s’impose alors: insérer un 3e rail, cette fois à l’extérieur de la voie métrique, pour accueillir jusqu’à Meiringen des trains en provenance de Berne, sans transbordement à Interlaken Ost (Fig. 1)[3].

Petit rappel historique: la ligne du Brunig est inaugurée en 1888 déjà, et relie Alpnachstad, sur le lac des Quatre-Cantons, à Brienz, sur le lac éponyme; à l’époque, le train prolonge naturellement le bateau à vapeur. Si la jonction ferroviaire d’Alpnachstad à Lucerne se réalise un an plus tard, il faut attendre 1916 pour rejoindre par fer Interlaken Ost. Le trajet Brienz–Interlaken se planifie à l’écartement normal, pour accueillir directement les voyageurs en provenance de Berne: tracé de la voie, ponts et tunnels sont donc aménagés selon les normes du grand chemin de fer.

La riposte des hôteliers d’Interlaken, redoutant une perte de la clientèle qui passerait son chemin pour rejoindre directement Brienz, porte ses fruits, et c’est l’écartement métrique qui s’impose finalement. Mais le gabarit de la voie normale subsiste, prêt à accueillir un 3e rail… Cette idée, relancée en 1987|3], n’aura manifestement pas de suite, et Interlaken Ost reste une gare en cul-de-sac, voyant partir les convois métriques en direction du Brunig, de Grindelwald et de Lauterbrunnen, et les trains à voie normale en direction de Berne, Bâle et Berlin (ICE allemand). En résumé, Interlaken reste l’étape incontournable du tourisme international.

Le budget du 3e rail à la dérive
Revenons à l’axe Zweisimmen–Interlaken et aux questions bassement matérielles de son financement. Outre le troisième rail inséré à l’intérieur de la voie normale, il faut renouveler les traverses et les rails existants, réaménager la géométrie des aiguillages, ainsi que les installations de sécurité (signaux, passages à niveau). Quant aux nouvelles locomotives, elles doivent être adaptées à la tension électrique continue du MOB et alternative du BLS et des CFF, sans oublier la crémaillère pour la section Meiringen–Giswil du Brunig. Cette relative complexité renchérit le projet qui passe bientôt à 60 millions de francs pour l’infrastructure, avec un complément de 24 millions pour le matériel roulant; l’inauguration est alors retardée à 2001, l’année du centenaire du MOB. En juin 1992, l’entreprise MOB annonce que le constructeur espagnol Talgo (cf. notre article du 12 mars 2021) renonce à fournir une offre pour six compositions à écartement variable selon sa technologie éprouvée; le 3e rail reste alors la solution la plus économique et la plus réaliste.

Le coup de massue final, au détriment du 3e rail, est inattendu: l’ouverture du tunnel de base du Lötschberg, en 2007, va entraîner une hausse du trafic sur cette ligne; le croisement de la voie métrique et des faisceaux de la voie normale, en gare de Spiez, est inextricable (Fig. 1). Le projet révisé, avec une traversée de l’axe à 3 rails par un tunnel de 1,7 km, doublée d’une gare souterraine, aggrave encore le budget d’origine qui passe à 205 millions pour la seule infrastructure. Dans un communiqué de presse du 24 octobre 2006, le groupe de travail GoldenPass, incluant MOB, CFF et BLS, décide d’abandonner la réalisation de la liaison à 3e rail entre Zweisimmen et Interlaken.

Le 3e rail est mort, vive l’écartement variable
L’Assemblée générale de la Communauté d’intérêts intercantonale 3e rail/GoldenPass du 3 octobre 2008 stupéfie son auditoire: le nouveau patron du MOB, Richard Kummrow, annonce la mise au point d’un bogie à écartement variable révolutionnaire, qui permet non seulement de s’affranchir du 3e rail, mais de s’adapter aux différents quais, hauts de 35 cm pour la voie métrique et de 55 cm pour la voie normale. Clou du spectacle: le MOB présente un modèle réduit fonctionnel du bogie, à l’échelle 1:10, ainsi que des simulations numériques qui démontrent la maturité du concept. La mise en service du train est prévue pour 2012, avec un budget de 44 millions[4]. Cette Assemblée générale est l’événement clef qui scelle l’abandon définitif du 3e rail et ouvre un nouveau chapitre dans l’histoire du GoldenPass Express, l’ère de l’écartement variable (Fig. 4).

Fig. 4 Schéma de principe de l’écartement variable, avec passage continu de l’écartement métrique à l’écartement normal de 1435 mm (ou vice versa) en gare de Zweisimmen (schéma de l’auteur).

Remerciements
L’auteur remercie Madame Annette Rochaix-Goldschmidt, veuve de Jean-Louis Rochaix et contributrice de la collection des livres voués aux chemins de fer vaudois, pour la mise à disposition de l’original de la figure 2.

Daniel Mange, 21 mai 2021

 

Références

[1] Montreux–Interlaken–Lucerne par le Panoramic Express, Golden Pass Switzerland, Interlaken, brochure non datée.

[2] M. Grandguillaume, G. Hadorn, S. Jarne, J.-L. Rochaix, A. Rochaix, Chemin de fer Montreux Oberland bernois, tome 1, 1901-1963, Bureau vaudois d’adresses, Lausanne, 1992.

[3] P. Romann, Neue Ideen für neue Bahnlinien, Verkehr & Umwelt, Nr 3, 1987, S. 52-53.

[4] Golden Pass: Spurwechsel-Wagen statt dritte Schiene? Schweizer Eisenbahn-Revue, Nr 11, 2008, S. 574-575.

 

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Ecartement variable: des règles du théâtre classique aux rêves du GoldenPass Express

Daniel Mange 8 commentaires

Les trois règles du théâtre classique
Le triomphe absolu de votre moyen de locomotion favori, la voiture, n’a qu’une explication: le respect inconditionnel des trois règles du théâtre classique, l’unité de temps, l’unité de lieu et l’unité d’action. L’heureux automobiliste part n’importe quand, de n’importe où. Mieux encore: il se meut dans une coquille ouatée, une sphère privée qui prolonge son propre corps.

Le chemin de fer, royal au siècle passé, est en disgrâce. Pour récupérer des parts de marché, le train a inventé l’horaire cadencé. Les gares ont compris qu’à défaut d’être partout, elles devaient allécher l’automobiliste par des parkings incontournables: les artères ferroviaires se ramifient en capillaires routiers. Pour le temps et l’espace, la réaction est bonne. Reste l’unité d’action. La bête noire des transports publics demeure la «rupture de charge» qui, dans le jargon ferroviaire, signifie un changement de train; souvent inévitable, celui-ci condamne le voyageur à briser le rythme de son déplacement, à abandonner un siège douillet acquis souvent de haute lutte, à déménager avec armes et bagages pour repartir à l’assaut d’une autre place, tout aussi hypothétique.

En Suisse, on se heurte à la barrière infranchissable des écartements différents; le chemin de fer régional, destiné à se glisser dans des vallées étroites et pentues, roule sur des voies à l’écartement métrique, tandis que le grand chemin de fer se rallie à la norme internationale de 1,435 mètre. Ces 435 mm de différence sont, pour le monde ferroviaire, un abîme.

Troisième rail ou écartement variable?
Que faire donc pour relier sans transbordement Montreux à Lucerne, le fameux GoldenPass Express, quand les voies métriques du Montreux-Oberland bernois (MOB) et du Brunig (Zentralbahn) sont coupées par un intermède à voie normale entre Zweisimmen et Interlaken? La solution, à l’étude depuis des décennies, est sans surprise: on immerge un troisième rail, à l’intérieur de la ligne classique. Mais le budget de plusieurs dizaines de millions de francs, pour un projet exclusivement local, a brisé le rêve.

La véritable nouveauté, c’est le matériel roulant à écartement variable: des rames «caméléon», munies de roues coulissantes sur leur essieu, se jouent des différences d’écartement, à l’image du fameux Catalan Talgo, ayant relié Genève à Barcelone de 1969 à 1994 (Fig. 1). Un rappel historique s’impose.

Fig. 1 Rame à écartement variable Catalan Talgo, ayant relié Genève à Barcelone de 1969 à 1994 (photo Jean Vernet, Genève, 1985).

L’épopée de l’écartement variable
L’écartement des voies de chemin de fer, soit la distance séparant les deux files de rails parallèles, n’est pas uniforme. Si environ 70% de la longueur des voies ferrées du monde sont à l’écartement normal de 1435 mm, les 30% restants peuvent se partager en «voies étroites» –moins de 1435 mm– et en «voies larges» –plus de 1435 mm–[1]. Le changement d’écartement sans transbordement constitue donc un défi technique et économique presque aussi vieux que le chemin de fer.

L’épopée industrielle de l’écartement variable remonte au début du siècle passé: dans un numéro du 2 octobre 1909, la revue Génie civil décrit en détails les bogies développés par le chemin de fer du Chan-Si (Chine) et destinés à rouler indistinctement sur la voie normale (1435 mm) et sur la voie métrique.

En Europe, la première conception d’un essieu à écartement variable a visé la voie russe (1520 mm) et la voie normale, sous l’égide des chemins de fer russes et de l’Allemagne de l’Est (Deutsche Reichsbahn). Le 20 mai 1961, le premier train commercial équipé de tels essieux était mis en route en direction de l’URSS et, depuis cette date, plus de 3000 essieux étaient construits. Cette solution n’est cependant pas généralisable aux cas d’écartements très différents, comme entre voie normale et voie espagnole[1].

Premier prix pour les Ateliers de constructions mécaniques de Vevey
C’est dans ce contexte que les chemins de fer espagnols ont pris, en 1966, la décision d’organiser un concours dans le cadre de l’Union internationale des chemins de fer (UIC). Les résultats de cette compétition permettraient de choisir une solution optimale au problème de changement automatique d’écartement, adapté notamment aux vitesses élevées, aux voitures à voyageurs, et au cas de différences d’écartement importantes, comme entre la voie ibérique (1668 mm) et la voie normale (1435 mm).

Trente-huit concurrents avaient adressé quarante-trois projets. Deux prix et trois mentions honorables ont été décernés en juin 1968 par le jury. Le premier prix a été attribué à la société suisse des Ateliers de constructions mécaniques de Vevey qui avait proposé un essieu-axe fixe avec roues libres. L’entreprise espagnole Talgo, ayant déjà réalisé un dispositif spécial d’écartement variable pour son matériel roulant en octobre 1967, obtint l’une des mentions d’honneur, justifiée par l’originalité et l’économie, mais aussi les limites spécifiques d’application de son mécanisme[1].

Avec le retentissement international du prix, les Ateliers de constructions mécaniques de Vevey se voyaient confier la réalisation d’un prototype de leur projet. En 1973, c’est chose faite, et trente essieux sortaient de fabrication, tandis qu’une station automatique de changement d’écartement était érigée pour démontrer la validité du concept[2]. Tandis que l’aventure de Vevey s’évanouissait dans des méandres technico-économico-politiques, le train espagnol Talgo (pour train articulé léger de Goicoechea et Oriol), équipé dès 1967 d’un système d’écartement variable à roues folles, poursuivait sa brillante carrière en exploitant de grands axes internationaux tels que Madrid–Paris et Barcelone–Genève[1].

Un postulat qui tourne au pugilat
En 1968, les hôteliers de Davos obtenaient une concession pour une ligne directe de bus entre l’aéroport de Kloten et leur station. La réaction des chemins de fer rhétiques, directement concurrencés, est immédiate: l’Office fédéral des transports mandate une société suisse, la Schweizerische Industrie-Gesellschaft (SIG), à Neuhausen, pour étudier le concept général de transbordement. En 1971, et indépendamment du concours de l’UIC, la SIG fournit son rapport et propose le développement d’un nouveau bogie à écartement variable, spécialement adapté aux conditions suisses (passage de 1435 à 1000 mm)(Fig. 2), ainsi que la conception de rames complètes à grand confort. Le projet reste au point mort jusqu’à la session de printemps 1987 du Conseil des Etats, où le conseiller Luregn Mathias Cavelty propose un postulat pour le développement en Suisse de l’écartement variable, dans le cadre du projet Rail 2000. Contre l’avis du conseiller fédéral Leon Schlumpf, le postulat est accepté.

Fig. 2 Bogie développé en 1971 par la SIG pour les chemins de fer rhétiques (Schmalspur: écartement étroit; Normalspur: écartement normal)(Schweizer Ingenieur und Architekt, Nr 40, 1989, p. 1067).

Deux écoles vont alors s’affronter. D’un côté, le Groupe de réflexions et d’études ferroviaires (Robert Rivier et Daniel Mange, professeurs, Roger Kaller, ingénieur), rattaché à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne et soutenu par la LITRA (Service d’information pour les transports publics), cherche à fédérer les compétences des Ateliers de constructions mécaniques de Vevey et celles de la Schweizerische Industrie-Gesellschaft; le projet, intitulé «Bogie à écartement variable pour voiture de chemin de fer», sera destiné à la Commission pour l’encouragement de la recherche scientifique[3][4]. Le 15 mars 1990, ces deux entreprises abandonnent l’aventure, pour des raisons essentiellement économiques.

D’un autre côté, le postulat Cavelty fait l’objet d’un rapport commandé par l’Office fédéral des transports à l’Institut für Verkehrsplanung, Transporttechnik, Strassen- und Eisenbahnbau de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich[5]. Ce rapport, malgré une démarche systématique, est dépourvu d’une véritable vision; il condamne les relations sans transbordement –par 3e rail ou par écartement variable– et suggère uniquement des mesures d’exploitation ponctuelles comme le changement de train sur le même quai, l’envoi séparé des bagages ou la réservation des places.

Bilan 2000: échec en Suisse, espoir au Japon, succès en Espagne
Bien que la Suisse demeure le laboratoire idéal de l’écartement variable, tant par ses compétences industrielles que par la structure de son réseau ferroviaire, il faut se résigner, en 2000, à l’échec. Cette morosité tranche avec les résultats spectaculaires obtenus à l’étranger, dont l’exemple le plus frappant est certainement la rame automotrice japonaise à écartement variable. Les caractéristiques de celle-ci sont à la mesure de la créativité japonaise: apte à rouler à grande vitesse (250 km/h) sur la ligne du Shinkansen à écartement normal, ce véhicule peut changer d’écartement en quarante secondes et parcourir le réseau classique à voie étroite (1067 mm) à la vitesse maximale de 130 km/h. L’exploit est ici la réalisation d’une rame incluant l’élément moteur, la locomotive, absent de tous les projets précédents[6][7]. Le premier prototype est sorti d’usine en 1998 pour être soumis à des tests intensifs au Japon et aux Etats-Unis (Fig. 3).

Fig. 3 Rame automotrice japonaise à écartement variable, premier prototype de 1998 (C. A. Brebbia & L. C. Wadhwa, Editors, Urban Transport X, WIT Press, 2004, p. 523).

 En Europe, un nouveau frisson secoue le monde de l’écartement variable: Talgo inaugure en avril 2000 une rame automotrice à traction diesel, dotée d’essieux à écartement variable et destinée à la grande vitesse[7]; le 12 juin 2002, cette rame, dénommée Talgo XXI (Fig. 4), atteint 256 km/h sur la ligne Madrid–Barcelone.

Fig. 4 Rame automotrice diesel à écartement variable Talgo XXI, prototype de 2000 (photo Javier Hervás).

La Suisse a longtemps dominé la technologie ferroviaire sur le plan mondial. Saura-t-elle reprendre sa place? Le nouveau bogie à écartement variable du GoldenPass Express est la réponse vaudoise à ce défi.

Daniel Mange, 12 mars 2021

Références
Le présent texte reprend largement l’article du même auteur intitulé «Ecartement variable» et paru dans le quotidien Le Temps en date du 15 mai 2001; cet article a lui-même été repris et complété dans l’ouvrage du même auteur sous le titre Informatique et biologie, une nouvelle épopée, publié par les Editions Favre, à Lausanne, en 2005.

[1] Y.M.T, Ecartements variables et roues libres…, La Vie du rail, No 1173, 22 décembre 1968, pp. 11-17.

[2] Y. Jault, Ecartements variables: l’«essieu miracle» est-il né dans le canton de Vaud? La Vie du rail, No 1415, 4 novembre 1973, pp. 4-7.

[3] Vers la suppression des changements de trains? Le cheminot, No 36-37, 3 septembre 1987, p 2.

[4] D. Mange, Projet «Multirail 2000», Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, 18 novembre 1986.

[5] J. Wichser, S. Rangosch, Umsteigefreie Bahnverbindungen zwischen Normal- und Schmalspurbahnen in der Schweiz, Institut für Verkehrsplanung, Transporttechnik, Strassen- und Eisenbahnbau, ETH Hönggerberg, Zürich, 1991.

[6] M. Sakai, K. Oda, Gauge Change Train, Japanese Railway Engineering, No 143, 1999, pp. 12-15.

[7] L. Fieux, Les essieux à écartement variable, La Vie du rail, 13 septembre 2000, pp. 4-8.

 

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Ecartement variable: Paris–Moscou, Yiwu–Madrid, Montreux–Interlaken, même combat!

Daniel Mange 21 commentaires

Une saga industrielle méconnue
Des personnalités visionnaires se sont succédé à la tête du chemin de fer Montreux-Oberland bernois (MOB): Roland Zehnder, son constructeur et directeur dès 1901, avait déjà esquissé la poursuite de la ligne de Zweisimmen à Interlaken; Edgar Styger, après avoir révolutionné le matériel roulant avec ses trains panoramiques, s’engage pour un 3e rail de Zweisimmen à Interlaken, supprimant le transbordement obligatoire entre voie métrique et voie normale; Richard Kummrow annonce avec audace le départ d’un futur convoi à écartement variable le 12 décembre 2012 à 12h12(1). Enfin, aux dernières nouvelles, Georges Oberson, l’actuel directeur et fer de lance du projet, promet le démarrage du GoldenPass Express pour le 11 décembre 2022, retardé par les effets collatéraux de la pandémie du coronavirus.

Le projet d’un train à écartement variable (Fig. 1), a priori peu spectaculaire, devrait modifier la géographie ferroviaire de la Suisse entière, en abolissant la frontière entre l’écartement normal (les CFF en majorité) et le réseau métrique (des compagnies privées pour l’essentiel); ce concept offre sur le plan mondial des perspectives prometteuses, comme l’accélération du trafic entre la Chine et l’Europe, la nouvelle route de la soie.

Ce modeste morceau du puzzle ferroviaire, le bogie à écartement variable, imaginé et façonné en terre vaudoise, mérite une véritable saga. Je lui consacrerai donc plusieurs chapitres, dont le premier débute par ma découverte naïve d’un périple ferroviaire de Lausanne à Moscou, en 1988, sans transbordement.

Fig. 1 Nouvelle rame à écartement variable développée par Stadler Rail pour le GoldenPass Express (document MOB).

Lausanne–Moscou: 48 heures de train sans transbordement
Sous le règne de Mikhaïl Gorbatchev, l’ère de la perestroïka (restructuration) ouvre timidement l’Union soviétique au monde. Pour assurer un cordon ombilical entre ses diplomates actifs à Genève et la capitale de l’URSS, une voiture-lits reliera de 1988 à 1994, sans transbordement, les bords du Léman à Moscou(2). Son arrêt à Lausanne en faisait une irrésistible tentation pour gagner l’Oural en 48 heures(3). Sans transbordement ne signifie pas train direct: notre voiture sera ballotée à travers la Suisse, l’Allemagne, la Pologne et l’URSS, accrochée à divers convois, ou même prenant la pause –plusieurs heures en gare de Berlin– en zone orientale. Mais le clou du voyage réside dans le franchissement de la frontière polono-russe, à Brest: outre la sévérité des contrôles douaniers, l’événement est ici le changement d’écartement; pour éviter tout risque d’invasion, un tsar du 19e siècle décrète que l’écartement russe (1520 mm) sera plus large que son homologue européen (1435 mm). Une opération majeure s’impose à la frontière: changer les bogies, ces wagonnets à deux essieux et quatre roues qui soutiennent toutes les voitures de chemin de fer.

Un double décor s’offre à nous. A l’intérieur de la voiture-lits, où nous restons confinés, tous les citoyens russes se changent et revêtent leur tenue d’apparat pour une digne rentrée dans la mère patrie. A l’extérieur, nous sommes plongés dans une forge du Moyen Âge où s’activent dans la pénombre une nuée de chaudronniers qui, à l’aide de grues, de crics, puis de longs marteaux et d’autres outils non identifiables, soulèvent la voiture, démontent les bogies européens pour les remplacer par leur variante soviétique. Spectacle à la fois dantesque et roboratif. Après deux heures de show, le train repart pour sa destination finale, Moscou.

Si la voiture Genève–Moscou n’est aujourd’hui plus qu’un lointain souvenir, il reste encore des relations sans transbordement entre l’Europe et la Russie, en particulier le Paris–Berlin­-Varsovie–Moscou, où des voitures-lits très confortables sont offertes aux voyageurs une fois par semaine; mais, comme le témoigne cette vidéo tournée en 2019, le changement des bogies reste d’actualité (Fig. 2) et l’opération exige toujours un arrêt de 128 minutes à Brest, plus de deux heures de spectacle!

Fig. 2 Le changement de bogies dans l’atelier ferroviaire de Brest (photo Ph. Delahaye, absinthemuseum.auvers-sur-oise, 25 août 2016).

De la Chine à l’Europe: la  nouvelle route de la soie
Tandis que le trafic voyageurs de l’Europe vers la Russie s’étiole, un énorme marché ferroviaire se développe pour écouler le flot de marchandises chinoises vers l’Europe. Pour toute une gamme de produits, le chemin de fer offre le meilleur compromis entre le prix et la durée du trajet, car il surpasse le bateau, trop lent, et l’avion, trop cher. La première liaison régulière de ce type a été inaugurée à fin mai 2013 entre Chengdu, capitale du Sichuan (Chine), et Lodz, en Pologne.

Le 18 novembre 2014, le premier train marchandises de la société Yiwu Timex Industrial Investment inaugurait la plus longue ligne de chemin de fer du monde, reliant Yiwu (Chine, à 120 km à l’ouest de Shanghai) à Madrid (Espagne), soit 13’052 kilomètres(4). Pour concrétiser cette liaison, il aura fallu vaincre un grand nombre de difficultés techniques et bureaucratiques. La variété des écartements impose trois changements de train, à l’entrée du Kazakhstan (écartement russe, 1520 mm), aux portes de la Pologne (retour à l’écartement normal, 1435 mm) et à l’arrivée en Espagne (écartement ibérique, 1668 mm): chacune de ces opérations entraîne le transbordement complet de tous les conteneurs du train de départ!

Changer d’écartement: un défi technique et économique
128 minutes pour changer les bogies de l’express Paris–Moscou, trois changements  de cargaison pour le train de fret de Yiwu à Madrid: la durée et le coût en main d’œuvre de ces opérations sont astronomiques. Le franchissement accéléré de ces frontières a toujours suscité des solutions techniques novatrices, dont les systèmes à écartement variable. Le nouveau bogie du Montreux-Oberland bernois pourrait être une alternative aux changements de bogies ou aux transferts de cargaison. Sans oublier les interminables manœuvres en gare de Morges où les trains de gravier du MBC (Morges-Bière-Cossonay), à écartement normal, doivent être transportés d’Apples à Morges sur des trucks à écartement métrique (Fig. 3).

Paris–Moscou, Yiwu–Madrid et Apples–Morges–Gland: même combat! C’est peut-être une invention vaudoise, le bogie à écartement variable du MOB, qui révolutionnera le passage des frontières ferroviaires.

Daniel Mange, 13 janvier 2021

Fig. 3 Truck à voie métrique permettant le transport de wagons à voie normale sur le tronçon Apples–Morges du chemin de fer MBC (Morges-Bière-Cossonay)(photo Stéphane Dewarrat, 17 mai 2016).

 

Références

(1) M. Ismail, Le MOB veut aller jusqu’à Interlaken en 2012, 24 heures, 29 mai 2009.

(2) E. Dubuis, Le direct de Moscou, Le Temps, 19 mai 2008.

(3) Horaire détaillé du voyage en question: départ de Lausanne le 7 septembre 1988, à 14h13; arrivée à Moscou le 9 septembre à 14h40 après un trajet via Bâle, Berlin, Varsovie, Brest et Minsk. Départ de Moscou le 17 septembre à 18h30, arrivée à Lausanne le 19 septembre à 14h23.

 (4) D. Mange, Dragon de fer sur route de soie, blog du quotidien Le Temps, 5 novembre 2018.

 

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Chemin de fer et informatique: la mécanicienne bientôt cheffe de gare?

Daniel Mange 6 commentaires

Dans l’article qui suit, toutes les désignations de personnes sont faites à la forme féminine, et elles se rapportent à la personne exerçant la fonction, sans distinction de sexe.

La randonneuse qui s’évade dans la nature est confrontée à deux types d’activités: agir (marcher, ralentir pour reprendre son souffle, siroter sa gourde pour étancher sa soif, s’étaler dans l’herbe pour déguster son pique-nique), ou décider, à chaque bifurcation, choisir le chemin de gauche ou celui de droite.

Le programme informatique est une promenade bucolique
Tout programme informatique, une succession d’instructions, peut être comparé à notre promenade bucolique, une succession d’activités. Depuis le début de l’histoire des ordinateurs, on sait que deux types d’instructions sont suffisants pour écrire un programme aussi complexe soit-t-il: l’exécution d’une action DO… (faire…) et la prise de décision IF… THEN… ELSE… (si… alors… sinon…); ce sont exactement des deux types de tâches de notre randonneuse.

Le poste de commande décide, la conductrice exécute
Votre train préféré est régi par la même logique, en rappelant que la conductrice dispose d’un volant incapable de choisir une direction –celle-ci est imposée par la géométrie du rail– mais indispensable pour le réglage de la vitesse. La mécanicienne est donc condamnée à exécuter les instructions du type DO… (accélérer, freiner, stopper devant un feu rouge, démarrer au feu vert), tandis que la gestion des aiguillages (à gauche ou à droite) et des signaux (rouge ou vert) est confiée au poste de commande centralisé (Lausanne pour la Suisse romande, Fig. 1) qui exécute les instructions du type IF… THEN… ELSE…

Promenade bucolique, programme informatique ou train en mouvement se résument toujours à une succession d’actions à exécuter ou de décisions à prendre, un monde essentiellement binaire.

Fig. 1 Centre d’exploitation Ouest, Lausanne (photo Jean-Paul Guinnard, 24 heures, 24.2.2020).

Bref historique de la signalisation en Suisse
L’histoire de la signalisation se confond avec celle du chemin de fer: l’un des principes de base est la division de la ligne en segments fixes (appelés aussi blocks ou cantons), occupés par un seul train à la fois(1). Si le train en mouvement occupe le canton 1 (Fig. 2), le canton précédent 2 est interdit (signal avancé: 2 feux orange, signal principal: 1 feu rouge), tandis que le canton 3 est libre (signal avancé: 2 feux verts, signal principal: 1 feu vert). Depuis 1933, c’est le système Signum qui veille au respect de la signalisation, avec ses fameuses paires de «crocodiles», longues lames aimantées posées entre les rails et capables de détecter la présence de la locomotive. En cas de franchissement du signal principal au rouge, le convoi est automatiquement freiné, puis arrêté.

Fig. 2 Division de la ligne en cantons fixes: canton 1 occupé, canton 2 interdit, canton 3 libre(1).

Le système Signum a ses faiblesses; la triste collision frontale de Granges-Marnand, le 29 juillet 2013, a démontré que, dans certaines configurations, le train stoppé au rouge n’avait pas un temps de freinage suffisant pour éviter un convoi arrivant en sens inverse, sur voie unique. La solution réside dans un système de sécurité supplémentaire, le ZUB (Zugbeeinflussung ou influence sur les trains), qui complète le système Signum. Grâce à ses propres balises, ZUB peut garantir un arrêt à temps, au pied du signal principal, mais pas au-delà.

La révolution européenne de l’ETCS
L’arrivée de la grande vitesse en Europe, doublée de la nécessité pour les trains de franchir les frontières nationales, a conduit à la création du système de contrôle européen des trains ETCS (European train control system). ETCS doit remplacer à terme 23 systèmes nationaux; il est évolutif et se décline aujourd’hui en trois niveaux:

  • Grâce à de nouvelles balises au sol, les eurobalises, une transmission de données intermittente est effectuée entre le sol et le véhicule; la signalisation extérieure demeure et ETCS niveau 1 peut remplacer les systèmes Signum et ZUB. A fin 2019, tous les tronçons à voie normale de Suisse, à quelques exceptions près, sont équipés d’ETCS niveau 1(2).
  • Le système ETCS de niveau 2 (Fig. 3) se distingue du précédent par une transmission continue des données entre le sol et le véhicule, et l’abandon des signaux extérieurs au profit d’une signalisation en cabine. Pour des vitesses élevées et/ou des conditions atmosphériques difficiles (pluie, brouillard), ce progrès est décisif; la transmission continue des données implique l’existence d’un système de radiotéléphonie dédié au rail, abrégé par GSM-R (Global system for mobile communication, railway, système global de communication mobile pour le chemin de fer). En 2020, les tronçons Lausanne–Villeneuve, Sion–Sierre, Mattstetten–Rothrist (sur la ligne nouvelle Berne–Olten) ainsi que les tunnels de base du Lötschberg, du Saint-Gothard et du Monte Ceneri sont équipés de l’ETCS niveau 2(2).
  • Le niveau 3 du système ETCS est actuellement en développement: il postule essentiellement l’abandon des cantons fixes au profit d’une zone de protection mobile qui se déplace avec le train et se déforme selon sa vitesse et celle du train précédent; les écarts entre trains sont minimaux et la capacité de la ligne augmente de 30% environ. ETCS 3 nécessite la connaissance parfaite et continue de la position, de la vitesse et de la longueur du train: la grande quantité d’informations implique un nouveau système de radiotéléphonie ferroviaire, la FRMCS (Future railway mobile communication system, ou futur système ferroviaire de communication mobile).

Fig. 3 ETCS niveau 2 sur une ligne à grande vitesse: eurobalise avec panneau de signalisation ETCS; les cantons restent fixes, mais les signaux extérieurs disparaissent: ils sont transmis sur l’écran de la conductrice en cabine (photo LITRA(3), CFF).

Vers le pilotage automatique
Avec la gestion automatique de la vitesse, et de l’ouverture/fermeture des portes en gare, le pilotage peut être entièrement automatisé… sous la surveillance constante d’une conductrice prête à reprendre le contrôle manuel: c’est la commande automatique des trains ou ATO (Automatic train operation)(Fig. 4). Elle fait déjà l’objet d’essais ponctuels en Suisse, sur les lignes privées à voie normale de l’Oensingen-Balstahl-Bahn et du Südostbahn.

Fig. 4 Même avec la commande automatique des trains, la conductrice sera toujours indispensable (photo Litra(3), CFF).

Une tentative plus ambitieuse se prépare du côté de la Chine, sur la ligne nouvelle à grande vitesse reliant Pékin à Zhangjiakou, l’une des villes accueillant les Jeux olympiques d’hiver de 2022. Sur ce tronçon de 175 km, parcouru par des convois à 350 km/h, seront testés les premiers «trains intelligents» entièrement automatiques; cette performance repose sur l’utilisation du service satellitaire de géolocalisation et de navigation BeiDou développé en Chine, qui se rapproche du système européen ETCS niveau 3(4).

Un rêve pour la Suisse: la pilote bientôt cheffe de gare?
Certains axes ferroviaires frisent la saturation, comme Genève–Lausanne ou Olten–Zurich. Dans l’attente de l’aménagement d’hypothétiques lignes nouvelles, la priorité est l’équipement de systèmes de sécurité permettant l’augmentation sensible de la capacité: le système ETCS niveau 3 devient l’objectif de première urgence.

C’est dans ce contexte qu’a été lancé SmartRail 4.0, un programme d’innovation de la branche ferroviaire suisse(3). L’optimisme des ingénieures doit être tempéré par l’expérience des mécaniciennes, représentées par leur Syndicat suisse des mécanicien-ne-s de locomotive et aspirant-e-s (Verband Schweizer Lokomotivführer und Anwärter, VSLF); ce syndicat a mis en évidence, dans son bulletin du 28 juillet 2019(5), certaines défaillances de l’ETCS niveau 1 (une diminution de la capacité), de l’ETCS niveau 2 (des erreurs dans le positionnement des convois), ainsi que la sous-estimation des coûts du déploiement de l’ETCS niveau 3.

Fig. 5 Le poste de pilotage d’une rame moderne ressemble déjà au centre d’exploitation fixe de la figure 1.

Pour le plus long terme, la commande automatique est très alléchante, toujours sous supervision humaine. On peut même imaginer que la pilote, libérée de ses tâches de conduite (l’exécution des basses besognes, les actions DO…) puisse, à distance, contribuer à la marche d’un poste de commande lui-même décentralisé et mobile, exécutant alors des fonctions plus nobles (des décisions du type IF… THEN… ELSE…), soit la commande des aiguillages et des signaux. Le poste de pilotage d’une rame moderne (Fig. 5) ressemble déjà étrangement au centre d’exploitation fixe de la figure 1.

L’informatique permettrait ainsi d’élever la conductrice au rang de cheffe de gare…

Daniel Mange, 1 novembre 2020

 

Références

(1) P. Guignard, Technique des véhicules ferroviaires, Haute école spécialisée bernoise, Ecole d’ingénieurs de Bienne, août 2013.

(2) Office fédéral des transports, Programmes d’aménagement ferroviaire. Rapport sur l’avancement des travaux 2019, 2020, Berne.

(3) M. Vetterli, Comment smartrail 4.0 accroît l’efficacité du rail, LITRA, Service d’information pour les transports publics, 10 février 2020, Berne.

(4) F. de Kemmeter, Le premier train à grande vitesse sans conducteurs est lancé en Chine, MediaRail, 19 janvier 2020.

(5) L’ETCS dans l’impasse? News VSLF, No 598, 28 juillet 2019.

 

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L’énigme ferroviaire du chancelier

Daniel Mange 22 commentaires

Le farniente estival, même sur sa fin, se prête bien à la résolution d’énigmes de tout genre. J’emprunte à Walter Thurnherr, chancelier de la Confédération, le problème suivant, publié dans l’édition du quotidien Le Temps du 17 décembre 2015:

«Toutes les gares de la ligne N vendent des billets à destination de toutes les autres gares. Si l’on ajoute quelques stations, il faudra imprimer 46 types de tickets additionnels. Quel est le nombre exact de ces «quelques» stations et combien y avait-il de gares auparavant?»

Un stratège au service du Conseil fédéral
Brillamment élu le 9 décembre 2015 au poste de chancelier de la Confédération, Walter Thurnherr est un expert de l’univers russe et un fan d’énigmes mathématiques. Il tient cette double compétence de sa formation universitaire –diplômé en physique théorique de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich– et de son parcours dans la diplomatie suisse, qui l’a notamment conduit en Russie, en Géorgie, en Ossétie et en Tchétchénie. Il est très au courant de la problématique de la mobilité, ayant assumé la fonction de secrétaire général du Département fédéral de l’environnement, des transports, de l’énergie et de la communication (DETEC) de 2011 à 2015, sous la houlette de la conseillère fédérale Doris Leuthard.

Walter Thurnherr, chancelier de la Confédération (photo Rolf Weiss, 2016).

La solution dans x jours
Si x est le nombre de gares dans la situation de départ, vous trouverez sur ce même site une solution détaillée de cette énigme dans x jours exactement. Bonne chance!

Daniel Mange, 1 septembre 2020

Solution
Bravo à ceux qui ont cherché et félicitations à ceux qui ont trouvé!

Walter Thurnherr a publié le 13 décembre 2015 sur son compte Twitter (@WThurnherr) une solution algébrique détaillée où x est le nombre de stations dans la situation de départ et y est le nombre des «quelques» stations additionnelles:

De façon plus synoptique, on peut dresser un tableau récapitulant diverses valeurs de x, le nombre de gares dans la situation de départ, et des valeurs de x (x-1), le nombre des billets à destination de toutes les autres gares:

x          x (x-1)

8         8.7 = 56

9         9.8 = 72

10       10.9 = 90

11       11.10 = 110

12       12.11 = 132

13       13.12 = 156

14       14.13 = 182

La différence de x (x-1) pour x = 13 et pour x = 11 est égale à 46; nous avons donc trouvé le nombre de stations au départ, soit x = 11, le nombre de stations à l’arrivée, soit x = 13, et le nombre y des «quelques» stations additionnelles, soit y = 13-11 = 2.

Sous forme algébrique, le nombre de billets possibles au départ, avec x stations, est de x(x-1).

Si l’on rajoute y stations supplémentaires, x est remplacé par x+y et le nombre de billets devient (x+y)(x+y-1).

La différence entre ces deux expressions, soit le nombre de nouveaux billets, est égal à 46:

(x+y)(x+y-1) – x(x-1) = 46 ou

 y(y+2x-1) = 46.

Pour que cette relation ait une solution en nombres entiers, y doit être un diviseur de 46, soit 1, 2, 23 ou 46.

Pour y=1, x=23; mais comme l’énoncé du problème parle de «quelques stations» au pluriel, nous éliminons cette variante.

Pour y=2, x= 11, nous retrouvons la solution tabulaire trouvée ci-dessus.

Pour y=23 et y=46, nous obtenons des valeurs négatives pour x; ces deux variantes sont donc éliminées.

Daniel Mange, 12 septembre 2020

 

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