Les systèmes : les dessous du fonctionnement du tramway et du BHNS

Un an après le lancement des travaux d'infrastructure, le chantier du projet Mon réseau grandit aborde une nouvelle étape, celle des travaux de mise en place des systèmes. Le terme "les systèmes" fait généralement référence à l'ensemble des technologies et infrastructures nécessaires pour alimenter et faire fonctionner le tramway de manière sûre, efficace et fiable.

Cela inclut tout ce qui a trait à la signalisation ferroviaire et routière, l’apport en énergie pour le matériel roulant et les systèmes d'information voyageurs, la géolocalisation ou encore la gestion des priorités aux carrefours.

Étape hautement complexe et cependant peu visible du grand public, les systèmes sont présents à chaque stade du fonctionnement du réseau de transport et sont un maillon nécessaire de son exploitation. Cette nouvelle étape du chantier se déroule en parallèle des travaux d'infrastructure qui laissent progressivement place aux travaux d’aménagement le long des tracés des lignes B & D.

LES SYSTÈMES, UNE ÉTAPE PEU VISIBLE MAIS ESSENTIELLE DE LA PHASE INFRASTRUCTURE

Une mutation urbaine en un laps de temps record 

La physionomie urbaine des artères traversées se trouve considérablement modifiée au fur et à mesure de l'avancée du chantier car c’est bien l’ensemble de la voirie des deux lignes qui fait l’objet d’un réaménagement. Trottoirs élargis, aménagement de 12 km de pistes cyclables, mobilier urbain et éclairage public renouvelés ainsi que traitement paysager spécifique contribuent à l’émergence d’un paysage citadin inédit. Si la progression du Tram est clairement perceptible à l’aune de l’avancement du rail, tout comme celle des aménagements du BHNS, il y a cependant tout un pan du chantier qui progresse dans l’ombre. Regroupés sous l’appellation “systèmes”, il concerne l’ensemble des dispositifs permettant d’alimenter le matériel roulant en énergie, de transformer l’énergie haute tension courant alternatif en basse tension courant continu, de gérer les priorités aux carrefours pour les bus et tramway, de faire fonctionner la signalisation ferroviaire et routière, de mettre en œuvre l’information voyageurs à bord et aux stations et de monitorer l’exploitation des rames de tramway, etc. 

Un chantier à 4 temps

 

 

Les travaux des systèmes s’insèrent tout au long des dernières phases de chantier : 

• Construction de la plateforme Tramway ou BHNS 
• Revêtements finaux et pose des équipements 
• Intégration des nouvelles lignes au Poste de Commande Centralisé aux dépôts tramway et Bus 

 

LA SIGNALISATION LUMINEUSE TRICOLORE (SLT)

La signalisation lumineuse tricolore, ou feux de circulation, est un système utilisé aux carrefours routiers pour réguler la circulation des véhicules, des piétons, et des transports en commun comme le tramway ou le BHNS. Sa mise en oeuvre commence par une analyse des flux de circulation pour déterminer les besoins en régulation. Les feux sont installés à des points stratégiques du carrefour. Un contrôleur électronique gère les cycles des feux, qui peuvent être programmés selon des horaires fixes ou ajustés en temps réel selon l’intensité du trafic. 

Lorsque le carrefour est traversé par une ligne de tramway ou un Bus à haut niveau de service (BHNS) évoluant en site propre, le système intègre une priorité donnée à ce mode de transport : les feux sont ainsi commandés de façon à libérer le passage du tramway ou du BHNS avant les autres usagers. Cette gestion dynamique permet d’assurer la ponctualité des transports en commun tout en maintenant la sécurité et la fluidité pour l’ensemble des usagers. 

Afin de permettre la mise en place de cette priorité, il faut que l’arrivée du tramway soit détectée de façon automatique. 

Pour cela, on met en place des boucles en fils de cuivre, appelées boucles de détection inductives, qui sont l’un des systèmes les plus couramment utilisés pour détecter la présence d’un tramway à l’approche d’un carrefour. Ces boucles sont installées sous la chaussée, juste avant le carrefour, à l’intérieur de la voie de circulation du tramway. 

Le principe est basé sur l’induction électromagnétique. Une boucle de fil de cuivre est connectée à un détecteur qui envoie un courant électrique alternatif dans la boucle, créant un champ magnétique. Lorsqu’un tramway, qui est un grand objet métallique, passe au-dessus de cette boucle, il perturbe ce champ magnétique. Le système détecte cette variation et en déduit la présence d’un véhicule métallique, ici le tramway. 

Une fois le tramway détecté, l’information est envoyée à une armoire de commande SLT (Signalisation Lumineuse Tricolore) placée à proximité du carrefour. Cette armoire centralise et pilote l’ensemble du système de feux tricolores. Lorsqu’elle reçoit l’information de détection, elle l’interprète comme un besoin de priorité pour le tramway. Cela déclenche alors une séquence de priorité : les feux pour les autres usagers passent progressivement au rouge, et un feu spécifique passe au vert pour permettre au tramway de franchir le carrefour sans arrêt, ou avec un minimum d’attente. L’ensemble se fait en quelques secondes, de manière automatisée. 

En résumé, les boucles de détection jouent le rôle de "capteurs terrain", et l’armoire SLT agit comme le "cerveau" du carrefour. 

L’ensemble des études définissant l’emplacement des boucles, des signaux et des armoires a été mené par Citeos et Ceryx. Les équipements sont ensuite posés par Citeos selon les études fournies. 

 

 

 

Le saviez-vous ? 

• Entreprises titulaires : Citeos/Ceryx/ Lacroix 
• Durée : 39 mois 
• 27 armoires SLT aux carrefours sur le tracé de la ligne B de tramway 
• 13 armoires SLT aux carrefours sur le tracé de la ligne D de BHNS 
• 380 supports de feu de signalisation et 572 signaux au total sur la ligne B de tramway 

 

LA PRIORITÉ BUS AUX CARREFOURS

La gestion de la priorité des BHNS aux carrefours sur son tracé a été pensée différemment de celle du tramway. L’emploi de communication radio a été privilégié par rapport aux boucles de détection inductives. 

La communication par radio courte portée est une autre technologie utilisée pour donner la priorité aux transports en commun, notamment aux carrefours équipés de feux de circulation. Contrairement aux boucles inductives qui reposent sur des champs magnétiques, cette méthode fonctionne par communication radio entre le bus et le système de gestion des feux. Leur utilisation permet d’identifier précisément les véhicules arrivant sur la voie de BHNS et prétendant à la priorité. 

Ce système va progressivement équiper l’ensemble des carrefours de la métropole, soit 77 carrefours en plus de ceux présents sur le tracé de la ligne D de BHNS. 

Ce principe de fonctionnement est complété d’un système de géolocalisation du BHNS, permettant d’affiner la gestion de la priorité au carrefours, mais aussi de fournir de la data pour l’exploitation de la ligne. 

 

En pratique : 

• Équipement embarqué dans le BHNS Le bus est équipé d’un émetteur radio courte portée, qui envoie un signal d’identification lorsqu’il approche d’un carrefour. 
• Récepteur en bord de route Un récepteur radio (modem) est installé en amont du carrefour, souvent intégré à un mât ou sur l’armoire de signalisation. Ce récepteur capte le signal émis par le BHNS. 
• Identification et communication Le signal contient un identifiant unique permettant de reconnaître le véhicule (type, ligne, direction, etc.). Une fois le signal reçu, le système valide que c’est bien un BHNS autorisé à recevoir la priorité. 
• Transmission à l’armoire SLT Le récepteur transmet ensuite l’information à l’armoire de signalisation lumineuse tricolore (SLT). Celle-ci adapte alors le cycle des feux de circulation pour accorder la priorité au bus, en libérant rapidement son passage (comme pour un tramway). 
• Retour à la normale Une fois le BHNS passé, le système remet les feux en mode normal, selon les cycles programmés ou en fonction du trafic. 

 

 

Le saviez-vous ? 

• Entreprise titulaire : Comatis 
• Durée : 39 mois 
• Moyens humains : 13 personnes 
• 170 supports de feux et 269 signaux au total sur la ligne D de BHNS 

 

TRANSFORMER L’ÉNERGIE 

Le tramway a besoin d’être alimenté en courant électrique pour avancer. Pour cela, il faut au préalable transformer et redresser l’énergie reçue du réseau ENEDIS pour lui donner les bons paramètres permettant de faire fonctionner le tramway. On emploie ainsi des sous-stations de redressement qui ressemblent à de petites maisons situées sur le tracé de la voie de tramway. Ces sous-stations de redressement servent également à fournir l’alimentation hors traction des tramway, c’est-à-dire les équipements de types annonce voyageurs, signalisation ferroviaire, etc. 

Ces sous-stations de redressement ont plusieurs rôles : 

• Transformation de la tension : Un transformateur abaisse cette haute tension (20kv) à un niveau plus adapté à l’alimentation des tramways (750v). 
• Redressement du courant : Le courant alternatif est ensuite converti en courant continu grâce à un dispositif appelé redresseur, à base de diodes 
• Régulation et protection : La sous-station assure aussi la protection électrique du réseau : elle est équipée de disjoncteurs, de systèmes de contrôle, et d’automates qui régulent la distribution et interviennent en cas de surcharge ou de court-circuit. 
• Distribution du courant : Le courant continu redressé est envoyé vers la Ligne Aérienne de Contact (LAC) permettant d’alimenter le tramway. 

 

Pour les besoins de la ligne B de tramway, deux nouvelles sous-stations d’une superficie d’environ 80m2 sont créées près de la station Le Bergot et près de la station Yves Le Gallo - Cité U. La sous-station de la ligne A située Place de la Liberté sera mutualisée et a donc été réaménagée pour permettre son exploitation pour la ligne B. 

 

 

 

 

LIGNE AÉRIENNE DE CONTACT : ACHEMINER L’ÉNERGIE 

Une fois transformé et redressé en sous-station de redressement, le courant est acheminé au tramway via la Ligne Aérienne de Contact (LAC). Il permet d’alimenter les moteurs et les équipements de bord. 

La LAC est un câble suspendu au-dessus des voies, sous tension (en 750 V courant continu), qui entre en contact avec le pantographe du tramway (le bras articulé placé sur le toit du véhicule). Ce contact permanent entre la LAC et le pantographe permet au tramway de recevoir en continu l’électricité nécessaire pour avancer, freiner, s’éclairer, etc. 

La LAC est installée tout au long du tracé du tramway, et parfois bifurque ou se divise à des aiguillages, en s’adaptant à la géométrie de la voie. Elle est soutenue par des mâts LAC ou bien est ancrée directement en façade en fonction de la configuration des rues. Les implantations de ces mâts sont validées par l’Architecte des Bâtiments de France lorsque le secteur l’exige.

 

 

 

Pour garantir une tension stable tout au long du tracé, la LAC est renforcée par des câbles d’injection environ tous les 500m à 800m qui permettent d’injecter du courant électrique provenant directement des sous-stations. Leur rôle est crucial pour éviter les chutes de tension sur les portions de ligne éloignées des sous-stations, surtout en cas de forte sollicitation énergétique (lors du passage d’un dénivelé, par exemple). 

La gestion de l’alimentation électrique sur le réseau de tramway est assurée par le sectionnement électrique, qui permet de diviser la ligne aérienne de contact (LAC) en plusieurs zones électriques indépendantes. Cela permet d’optimiser la distribution du courant, d’assurer la sécurité des interventions, et de maintenir le service en cas de panne ou de maintenance. Chaque nouveau sectionnement électrique est matérialisé par un signal visible du conducteur du tramway lui indiquant qu’il change de section et que le tronçon à venir est bien alimenté. 

Une fois l’électricité utilisée par les équipements du tramway (moteurs, systèmes de bord), le courant doit revenir vers la source. C’est là qu’interviennent les rails, qui jouent le rôle de retour de courant vers la sous-station. On parle donc de retour rail. 

 

 

Même s’ils sont utilisés pour le retour du courant, les rails doivent rester électriquement sûrs. En effet, ils sont accessibles aux piétons, aux véhicules, et sont souvent intégrés à la voirie urbaine. Il faut ainsi maintenir leur potentiel électrique au plus proche du zéro volt, ou au même potentiel que la terre. On appelle cela le principe de tension zéro dans les rails. 

 

Le saviez-vous ? 

• Entreprise titulaire : ETF et Actemium 
• Durée : 39 mois 
• 300 mâts LAC de 8,5m à 10,5m de hauteur sur l’ensemble de la ligne B de tramway 
• Potentiel d’installation de 20 mâts LAC par jour de travaux. 

 

LA SIGNALISATION FERROVIAIRE 

La signalisation ferroviaire est un système spécifique qui permet d’assurer la sécurité des manoeuvres et de coordonner les mouvements du tramway dans les zones de manoeuvre motorisées qui sont souvent des espaces complexes comme les dépôts, les terminus ou les voies de service. En effet, dans ces zones, le conducteur ne conduit jamais à vue, il répond aux indications de la signalisation ferroviaire. 

Le tracé de la ligne B de tramway présente quatre zones de manoeuvres motorisées : 

• le terminus de la gare; 
• le haut de la rue de Siam ( appareil de voie situé devant la poste et le Multiplexe Liberté); 
• l’entrée et la sortie de la voie unique de tramway sur le Pont de la Villeneuve; 
• le terminus de La Cavale Blanche. 

Dans ces zones, le rôle de la signalisation ferroviaire est de guider et protéger les mouvements de manoeuvre, c’est-à-dire tous les déplacements des rames sur les zones de manoeuvres: entrées/sorties de dépôt, retournements, stationnement, garage, ou réorganisation des rames, ainsi que les cas spécifique de passage sur une voie unique comme c’est le cas en entrée et en sortie du Pont de la Villeneuve. 

Elle indique que l’itinéraire est libre et verrouillé avant d’autoriser une manoeuvre et de permettre au conducteur de tramway d’avancer ou non. 

 

 

La signalisation ferroviaire fonctionne ainsi de pair avec : 

• les aiguillages motorisés ; 
• les circuits de voie* (capteurs de présence) ; 
• les boucles de télécommande ; 
• les armoires techniques (centres de commandes automatisés). 

* Un circuit de voie est un système électrique installé dans une portion de voie, qui détecte la présence ou l’absence d’un tramway. 

• Une basse tension circule entre les deux rails. 
• Tant que la section est libre, le courant circule normalement. 
• Lorsque les roues métalliques d'un tramway entrent en contact avec les rails, elles créent un court-circuit entre les deux rails. Ce court-circuit interrompt le flux normal du courant qui est automatiquement rapporté à l’armoire technique et est interprété comme la section étant occupée. 

 

 

 

 

 

Le saviez-vous ? 

• Entreprise titulaire : Colas Rail et Dourmap 
• Durée : 39 mois 
• Moyens humains : 20 personnes 
• 4 zones de manoeuvres motorisées 
• 20 appareils de voie pour le projet Mon réseau grandit 
• dont 14 appareils de voie motorisés. 
• 33 circuits de voie 
• 4 armoires techniques 

 

LES SYSTÈMES COURANTS FAIBLES 

Les systèmes courants faibles du projet Mon réseau grandit regroupent plusieurs fonctionnalités : 

• Le réseau de fibre optique permettant d’acheminer de la data : o RMS : Réseau Multi Services pour l’exploitant (Signalisation ferroviaire, Énergie, Caméra, sonorisation, automate, Interphonie, …); 
  • RIU : Réseau Industriel Urbain pour Brest métropole (Signalisation Lumineuse Tricolore, caméras); 
• la GTC* (Gestion Technique Centralisée); 
• le SIV (Système d’Information Voyageur); 
• la vidéosurveillance (caméras, enregistreur, mur d’images); 
• la sonorisation; 
• la téléphonie et l'interphonie. 

 

*La Gestion Technique Centralisée (GTC) est un système informatique centralisé qui permet de surveiller, contrôler et piloter à distance l’ensemble des équipements techniques du réseau de tramway. C’est le "cerveau" de l’infrastructure qui regroupe et supervise en temps réel un grand nombre d’équipements techniques, répartis sur toute la ligne, comme ceux cités ci-dessus. 

En pratique, des capteurs et des automates sont installés sur les équipements et communiquent via un réseau de transmission de données (fibre optique) avec le PCC (Poste de Commande Centralisé). Au PCC, les agents peuvent déceler toute anomalie et agir en conséquence. 

 

 

 

La GTC permet également de piloter : 

• La signalisation ferroviaire (Itinéraire des rames); 
• l’énergie (mise sous tension, mise hors tension, …); 
• la vidéosurveillance (piloter caméras, de gérer le mur d’images); 
• la sonorisation (envoyer des messages audios sur les stations voyageurs); 
• l’éclairage public des stations 

 

 

Le saviez-vous ? 

• Entreprise titulaire : Bouygues Energies & Services – Transport Urbain & Routier, entité d’Equans France 
• Durée : 37 mois 
• Moyens humains : 15 personnes 
• 9000h de bureau d’études 
• Remplacement de la GTC (Gestion Technique Centralisée) existante 
• Nouveau SIV (Système d’Information Voyageur) 
• Principaux équipements des nouvelles lignes B et D :
  • 50km de fibre optique 
  • 21 armoires de station et 6 coffrets en locaux techniques 
  • 84 caméras 
  • 43 BIV (Bornes Information Voyageurs) et 8 PIV (Panneaux d’Information Voyageurs) 
  • 126 haut-parleurs et 42 interphones 

 

LE SYSTÈME D’AIDE À L’EXPLOITATION ET À L’INFORMATION VOYAGEURS 

Le Système d’Aide à l’Exploitation et à l’Information Voyageurs (SAEIV) est un outil informatique de supervision et de gestion en temps réel pour piloter l’exploitation du service, suivre les véhicules, et assister les conducteurs et régulateurs. 

Le SAEIV vise à garantir : 

• la ponctualité et la régularité du service; 
• la réactivité en cas d’incident; 
• la communication fluide entre le conducteur et le centre de contrôle; 
• et une meilleure information aux voyageurs. 

 

Son fonctionnement est très complexe et croise un grand nombre de paramètres: 

Équipements embarqués dans les tramways et les bus : 

• Un ordinateur de bord communique avec le centre de contrôle via une communication radio dédiée au système de transport. 
• Un système de localisation qui détecte en temps réel la position du tramway ou du BHNS. 
• Des interfaces permettent au conducteur de recevoir des consignes et d’envoyer des messages. 

 

Poste de commande centralisé (PCC) : 

• Les régulateurs suivent en temps réel la position, l’écart horaire, l’état de chaque tramway ou BHNS. 
• Ils peuvent adapter le service, par exemple : o modifier les horaires; 
  • réagir en cas d’incident ou de retard; 
  • adapter le nombre de services selon la fréquentation des voyageurs; 

 

Communication à double sens : 

• Le SAEIV permet une liaison sécurisée entre les conducteurs et les régulateurs. 
• Il peut aussi transmettre des alertes, consignes de sécurité ou modifications d’itinéraire. 

 

Lien avec l’information voyageurs : 

• • Le SAEIV met à disposition les données nécessaires pour alimenter : o les panneaux d’information en station et à bord des véhicules; 
  • les annonces sonores; 
  • les applications mobiles ou sites web pour les usagers. 

 

Le saviez-vous ? 

• Entreprise titulaire : Ineo Systrans, entité d’Equans France 
• Durée : 30 mois 
• Moyens humains : Bureau Etude, ingénieurs développement logiciel, ingénieurs système & intégration validation, qualité, production & chef de projet 

 

L’ÉCLAIRAGE PUBLIC SUR LES TRACÉS 

Bien que n’étant pas un système de transport, l’ensemble de l’éclairage public sur le tracé des lignes B & D est inclus dans cette étape du chantier. 

Le projet Mon réseau grandit intègre la reprise de l’ensemble de l’éclairage public pour correspondre au nouveau réaménagement urbain et les voirie ainsi qu‘aux nouvelles normes réglementaires telles que : 

• distinction de l'éclairage par usage (voirie, trottoir, piste cyclable): 
  • des carrefours plus éclairés; 
  • des pistes cyclables disposant de leur propre éclairage, plus intense que le trottoir; 
• l’éclairage aux stations de tramway et de BHNS. 

 

Le saviez-vous ? 

• Entreprises titulaires : Groupement Citeos, entité de VINCI Energies (mandataire) et Bouygues Energies & Services et Ineo, entités d’Equans France (co-traitants) 
• Durée : 39 mois 
• Moyens humains : 20 personnes 
• 504 mâts d’éclairage publics sur le tracé de la ligne B de tramway 
• 254 mâts d’éclairage publics sur le tracé de la ligne D de BHNS 
• 38 crosses simples en façade sur le tracé de la ligne D de BHNS 
• 19 nouvelles armoires d’éclairage sur le tracé de la ligne B de tramway 
• 10 nouvelles armoires d’éclairage sur le tracé de la ligne D de BHNS 

 

LES ENTREPRISES INTERVENANT SUR LES SYSTÈMES 

 

 

Colas Rail, fort de ses 12 métiers et de sa présence dans plus de 20 pays, est unique dans le paysage ferroviaire français. Lignes à grande vitesse, lignes classiques, métros, tramway, trolley bus… l’expertise de Colas Rail se déploie au plus près de ses clients aussi bien sur des chantiers simples que sur des projets complexes. Concepteur, créateur de solutions innovantes et de mobilité durable, constructeur, intégrateur système, mainteneur, Colas Rail se positionne sur l’ensemble du cycle de vie des projets de ses clients. 

Depuis plus de 20 ans, Colas Rail intervient sur les installations de signalisation neuves ou existantes, pour que les trains circulent en toute sécurité. Cette expertise est consolidée par l’acquisition récente de SafeRail, nouvelle filiale de l’entreprise. 

 

La société Comatis commercialise, développe, produit et maintient des solutions destinées aux marchés des transports en commun, de l’environnement et de l’industrie basés sur des technologies de transmission radio. Comatis est également le distributeur exclusif en France et en Afrique francophone des produits Satel, société finlandaise spécialisée dans la conception et la fabrication de modems radio. Comatis est une société du groupe SNIC Technologies, SNIC TECHNOLOGIES est un groupe industriel français spécialisé dans la conception et la fabrication de composants et de systèmes pour les transports publics et les infrastructures essentielles. 

PRIOCOM est une solution intelligente qui donne la priorité aux bus, BHNS et tramways aux carrefours pour réduire les temps de parcours. La solution PRIOCOM est déployée dans plus de 60 réseaux en France et à l'international (Belgique, Suisse, Maroc et au Sénégal). 

La solution PRIOCOM réduit les émissions de CO2 et de particules fines des véhicules, augmente de 15% de la vitesse commerciale et améliore la régularité aux arrêts de 25%. 

 

 

Actemium Brest, filiale du groupe VINCI Energies, accompagne depuis 1952 les industriels de notre territoire, du secteur de l'agroalimentaire, des infrastructures portuaires, en passant par l'énergie. Avec une équipe de 55 collaborateurs et un chiffre d’affaires de 17 millions d’euros en 2024, l'entreprise se distingue par son expertise reconnue en électricité, automatisme et robotique. 

La maîtrise de la conversion d'énergie acquise, notamment lors de la réalisation de projets de raccordement à quai de navires, a naturellement conduit l'entreprise à s'intéresser au projet de la ligne B du tramway de Brest. Nos équipes contribuent à la bonne réalisation du lot : énergie courants forts et distribution BT (ENR), tout en intégrant une démarche RSE active. 

 

 

Filiale du groupe Bouygues, Equans est un leader mondial du secteur de l’énergie et des services. 

En France, Equans France s’appuie sur ses marques historiques Ineo, Axima et Bouygues Energies & Services et sur une forte présence territoriale pour accompagner entreprises, collectivités et industriels face aux défis de la triple transition énergétique, industrielle et digitale.Capable d’intervenir à chaque étape du cycle de vie des projets, Equans France mobilise ses 35 000 collaborateurs pour concevoir, installer et fournir des solutions sur mesure qui optimisent les équipements et les usages de ses clients, améliorant ainsi la performance et sobriété énergétique des infrastructures. Son expertise s’étend au génie électrique, climatique, à la réfrigération, à la sécurité incendie, au Facility Management, à la maintenance multi-technique, à l’IT, aux télécommunications et aux solutions digitales.