Le défi de la géolocalisation des trains
Avec l’arrivée progressive du système européen de gestion du trafic ferroviaire de troisième génération, visant notamment à accroitre la capacité des lignes à l’aide de canton mobile, la nécessité d’avoir une solution de géolocalisation des trains précise, en temps réel et en sécurité s’est faite ressentir. La SNCF s’est lancée dans une phase d’expérimentation de cette technologie dans le cadre d’un programme de recherche interne, nommé TECH4RAIL.
Publié le
Par La Redaction
La technologie de positionnement par satellite est devenue omniprésente dans nos vies modernes, mais il existe une forte différence entre les solutions GPS de nos smartphones ou de nos voitures et celles qui devraient équiper les trains à l’avenir. Dans le domaine ferroviaire, pour le transport des personnes, on ne peut pas se permettre de perdre de vue un train quand il passe dans un tunnel. Le projet localisation des trains en sécurité vise à développer un système de localisation continue, fiable, robuste et précis, par hybridation entre des données GNSS (Global Navigation Satellite Systems, qui regroupe le GPS, Galileo, GLONASS et Beidou), cartographiques et inertielles, et qui ne fasse pas appel à une infrastructure lourde le long des voies. Il est de plus capital de savoir de manière sûre ou est situé le train afin d’assurer la sécurité des passagers. Les solutions grand public n’ont pas cette surcouche de sécurité permettant d’assurer que le train est bien là où la solution de navigation l’indique.
Moins d’une erreur par millénaire
Lancé en 2017 dans le cadre du programme d’innovation TECH4RAIL, pour répondre au besoin de la SNCF d’évaluer la technologie de localisation des trains par satellite et de gagner en expérience quant à son utilisation, ce projet est entré depuis 2019 dans sa seconde phase.
À partir de 2019, le projet s’est décliné en deux solutions de géolocalisation prototypées dans le cadre de deux projets menés en parallèle: le développement d’une solution utilisant le service d’augmentation GNSS européen EGNOS avec Airbus d’un côté, et une autre solution basée sur la technologie de navigation inertielle de la société iXblue ainsi que sur la technologie GNSS précise (PPP) de GeoFlex et du CNES.
Ces solutions sont en cours de test à bord d’un train parcourant la ligne Vitry-Montereau en mode « shadow », c’est-à-dire découplées de la conduite du train pour l’instant. Le but est d’avoir in fine une solution technologique compatible avec le standard ERTMS (European Rail Trafic Management System) et qui permettra notamment de se débarrasser au maximum des coûteuses balises de circulation sur les voies, même si celles-ci gardent leur utilité là où ces nouvelles solutions de navigation basée sur du GNSS ne permettront pas de garantir un positionnement précis et sûr, comme dans de longs tunnels par exemple.
« Le niveau de sureté requis dans le ferroviaire est à un taux de 10-9 erreurs par heure, ce qui correspond au Safety Integrity Level 4 [le plus élevé]. En comparaison, dans l’aviation, on est à un taux de 10-7 erreurs par heure, soit 100 fois plus » explique Valentin Barreau, responsable de projet « localisation des trains » au sein du département Innovation & Recherche de SNCF. Cela représente une seule erreur par milliard d’heure, soit environ 114 millénaires.
L’arrivée des cantons dynamiques et du niveau 3 ERTMS
La grande précision des solutions de navigation multi-capteurs utilisant le GNSS permettra entre autres à un système de signalisation ERTMS dans son futur niveau 3 de fonctionner de manière optimisée avec un système de canton (ou portion de voie considérée comme occupée par un train) mobile, tout en réduisant considérablement l’ensemble des équipements de sécurité sur la voie. Toutefois, ces nouvelles technologies ne sont pas encore assez matures et nécessiteront encore plusieurs années de recherche avant d’être introduites dans le standard ERTMS. Cette nouvelle technologie ne sera probablement pas utilisée sur les trains avant la fin de la décennie.
