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Le tram-train est un véhicule dérivé du tramway, apte à circuler à la fois sur des voies de tramway en ville et sur le réseau ferroviaire, afin de relier sans rupture de charge des destinations situées dans le périurbain, voire au-delà.
Par extension, le terme de tram-train désigne aussi le système de transport en commun utilisant ce type de véhicule en interconnectant réseaux de tramway et ferroviaire.
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Ce système nécessite une interconnexion physique des réseaux urbain et ferroviaire ainsi qu’un matériel apte à circuler sur les deux réseaux, c’est-à-dire compatible avec le chemin de fer classique (signalisation, puissance, résistance, hauteur et distance aux quais) et les normes de sécurité liées à la circulation urbaine (capacités de freinage, signalisation).
En particulier, comme les électrifications des deux réseaux sont en général différentes, les véhicules doivent pouvoir supporter les tensions respectives de chaque réseau (750V Courant continu / 15kV Courant alternatif ; 750V Courant continu / diesel ; …). Dans le cas d’un véhicule à traction électrique et thermique, on parle de véhicule bi-mode.
Pour rendre possible le passage d’un système d’alimentation à un autre, et pour permettre au véhicule de commuter entre l’alimentation ferroviaire et urbaine, l’infrastructure est munie d’une zone de tension nulle, appelée zone de changement de tension. Une telle zone n’est pas nécessaire dans le cas de véhicules hybrides, c’est-à-dire munis d’une traction diesel.
L’offre permise par ce mode de transport en commun peut alors être vaste et contribuer à un maillage plus efficace de l’ensemble du réseau, notamment en cas de combinaison avec le tramway classique. Dans le cas où l’offre de transport urbaine ou régionale n’est pas substituée par le tram-train, il est nécessaire de vérifier que les lignes empruntées disposent de la capacité suffisante compte tenu de l’ensemble des circulations qui doivent cohabiter sur une même infrastructure. Du fait de son caractère à la fois urbain et régional, le tram-train est souvent l’occasion de réorganiser les réseaux de transport en commun existants autour de lignes de fortes, que ce soit pour le transport public routier ou ferroviaire, urbain et régional.
Par rapport au transport ferroviaire régional classique, l’avantage majeur du tram-train réside dans la liaison directe offerte aux usagers entre la périphérie et le centre-ville. Il permet ainsi d’éviter les ruptures de charge liées aux correspondances en gare, que l’on rencontre habituellement pour les déplacements ferroviaires périphérie/centre-ville.
De ce fait, la distance entre les stations est très variable sur les lignes concernées, puisqu’elle varie entre une interstation faible en centre-ville (souvent inférieure à 500 m), alors qu’elle est typiquement de plusieurs kilomètres dans la partie périurbaine de la ligne, où les bourgs et villages sont plus éloignés et séparés par des espaces agricoles et peu habités[1].
Le modèle de Karlsruhe est le système reconnu comme le premier tram-train connectant physiquement le réseau de tramway avec le réseau ferroviaire régional avec un seul matériel roulant[2].
Le réseau de tram-train de Sarrebruck (Allemagne) pénètre en France en gare de Sarreguemines.
En Allemagne, pays de naissance du tram-train, on assiste aujourd’hui, une dizaine d’année après la mise en œuvre réussie des premiers réseaux selon les principes de base de Karlsruhe, à un renouveau de l’idée de tram-train. Les nouvelles lignes et les nouveaux réseaux (Nordhausen, Kassel, Chemnitz et Sarrebruck[3]) peuvent être qualifiés à juste titre de tram-train de deuxième génération[4]. Ils représentent un développement de l’idée de base issue de Karlsruhe et une adaptation technique de l’idée de tram-train aux conditions locales.
Le premier tram-train interconnecté en service en France est en réalité le Saarbahn, tram-train allemand de Sarrebruck qui circule jusqu’en gare de Sarreguemines, parcourant environ 1,5 km sur les voies du réseau ferré national français.
En Île-de-France, la ligne T4, mise en service en novembre 2006, bien qu’utilisant du matériel de type tram-train, est dans une situation ambiguë. En effet, elle ne comporte aucune section de type urbain : la circulation se fait seulement sur des voies du réseau ferré national exclusivement dédiées à son usage. On est donc plutôt dans le cadre d’une ligne de train léger. Mais la donne est appelée à changer avec les projets de prolongement de la ligne, qui s’effectueront en milieu strictement urbain.
Dans la région lyonnaise, la ligne T3 présente des caractéristiques similaires : utilisant d'anciennes infrastructures ferroviaires, il s'apparente au tramway à l'intérieur de Lyon puis au train en banlieue[5]. Les rames de la ligne Rhônexpress qui utilise une partie de infrastructure de la ligne T3 peuvent atteindre une vitesse de 100 km/h. La classification de cette ligne en tram-train peut être contestée du fait que les voies ferrovaires ne sont plus utilisées par d'autres trains et ne relèvent pas de RFF.
Depuis le 12 décembre 2010, le tram-train Mulhouse-Vallée de la Thur relie Mulhouse à Thann. On remarquera que le tramway de Mulhouse a depuis sa création en 2006 été appelé « TramTrain » avec cette orthographe spécifique, alors qu'il n'était pas encore connecté au réseau ferré national. Il s'agit cependant du premier véritable tram-train français circulant à la fois dans le périmètre urbain de Mulhouse et en-dehors sur le réseau ferré de la Vallée de la Thur[6].
Depuis le 15 juin 2011, le premier des tram-train de Nantes a été mis en service sur la liaison Nantes - Clisson. Quatre rames de type Citadis Dualis circulent sur la portion de la ligne de Nantes-Orléans à Saintes entre la gare de Nantes et celle de Clisson effectuant le trajet en 28 minutes, à une vitesse de pointe de 100 km/h, en desservant les 6 gares intermédiaires. En réalité, dans un premier temps, il sera plus considéré comme un train que comme d'un tram-train, car il ne pourra pas encore emprunter le réseau du tramway de Nantes dans l'immédiat.
A Lyon : En blanc, une rame de la ligne T3 ; en rouge, une rame de la ligne Rhônexpress
Rame du T4 d'Île-de-France
Une rame de tram-train du tram-train de Nantes - Clisson.
Le tram-train Sassari également connu sous le nom Sassari Metro-tramway (en italien: Metrotranvia di Sassari ou Metropolitana di Sassari leggera) est un système de transport tram-train à Sassari, Sardaigne, Italie. Il est un système léger sur rail transports publics où les trams circulent sur les pistes d'un réseau de tramway urbain et sur l'actuelle banlieue chemins de fer à voie étroite exploité par la Ferrovie della Sardegna (Chemins de fer de la Sardaigne).
Depuis 2007, deux lignes de tram-train et une ligne de metro, RandstadRail, relient La Haye à Zoetermeer et La Haye à Rotterdam, combinant et remplaçant deux lignes de tram avec deux lignes de chemin de fer.
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Le concept de tram-train répondant au besoins de nombreuses agglomérations, des projets fleurissent en Europe et au-delà.
Dans la continuité des lignes en services, d’autres sont en projet ou simplement envisagés[3] :
La ligne T4 d'Île-de-France et les projets de Lyon ou d’autres villes, bien que portant le nom de trams-trains sont des concepts plus ou moins proches :
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