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143) Technologie. Quand le train se met au satellite (cet article est tiré de nos archives, il date d’il y a 25 ans)
Geodis, le voilier de Christophe Auguin, n’est pas le seul à être suivi par satellite. Aujourd’hui, les transports cherchent à utiliser l’espace : automobiles, navires, avions, camions et, plus récemment, les trains sont sous haute surveillance. Si le satellite semble un peu jeune pour la sécurité de la signalisation, il apporte déjà une aide précieuse pour localiser locomotives, conteneurs, camions et autres mobiles. Les satellites et les transports, un couple qui a de l’avenir.
Depuis le lancement d’Early- bird, le premier satellite, en 1965, l’espace est devenu, comme dans la chanson de Serge Reggiani, une banlieue de la terre pleine de débris. Aujourd’hui,6243débrisspatiaux identifiés se promènent dans une zone allant de 100 à 36 000 km d’altitude. Cela va des boulons des spoutniks aux réservoirs d’Apollo. Et s’ajoute à cela tout un ensemble de satellites.
De militaires dans les débuts, leurs applications sont maintenant aussi civiles. Au point que le transport spatial est devenu une véritable industrie intéressant un marché mondial où les Etats jouent encore un très grand rôle. Dans les prochaines années, ce sont des centaines de nouveaux satellites que l’on s’apprête à mettre en orbite. Car les satellites – on en compte plus de 2 300, morts ou opérationnels – n’ont pas simplement pour objet le téléphone ou la télévision. Les applications aux transports sont, elles aussi, en train de se multiplier. On connaissait la balise Argos, utilisée par les navigateurs en détresse. Désormais, en France, ce sont les trains entiers de fret qui font l’objet d’un suivi par satellite dans le cadre du projet expérimental Tenor. Pour la SNCF, il ne s’agit pas d’un gadget technologique. Elle espère grâce à ce nouveau système satisfaire ses clients en leur donnant des informations fiables sur la localisation de leurs marchandises ou sur l’heure précise de son arrivée. Ceci peut être très utile dans le cadre d’une production faisant appel au « juste à temps ».
- Il y a 40 ans
Spoutnik, premier satellite lancé dans l’espace (ex-URSS).
- Il y a 30 ans
Premier vol de Saturn V, fusée des missions lunaires (USA).
- Il y a 20 ans
Premier vol de la navette spatiale américaine.
- Il y a 10 ans
Premier vol d’Energia, la plus puissante fusée existante (ex-URSS).
- En 1979, Ariane 1 s’élève au-dessus de Kourou.
En septembre, Ariane 5 devrait être tirée, toujours depuis Kourou.
Fret SNCF ne fait que suivre la voie inaugurée par ses concurrents routiers ou certains de ses homologues ferroviaires outre-Atlantique. Car cela fait longtemps qu’on se sert des signaux des satellites afin de localiser les camions ou les wagons, voire de leur transmettre des informations. « Le suivi par satellite n’a de sens que sur de longues distances », explique Marc Le Minh, responsable des mobiles terrestres à la société Argos qui commercialise les balises du même nom auprès des commissionnaires de transport. C’est en effet très rassurant pour un commissionnaire, comme pour son client, de savoir où se trouve à l’instant T le chargement de son conteneur ou de son wagon. Il y a le fret précieux, il y a aussi le fret dangereux, très dangereux. C’est d’ailleurs l’une des motivations des principaux clients d’Argos. On notera au passage que le combustible irradié des centrales nucléaires françaises traité par la Cogema, bien que hautement toxique et transporté par wagon isolé, n’est pas suivi par satellite.Les transports urbains ont de plus en plus souvent recours aux satellites afin de localiser très finement la position des véhicules. Instrument de gestion du trafic, le suivi par satellite constitue également un bon instrument de surveillance. C’est ainsi que la RATP peut localiser une centaine de ses bus.
Un taxi de la compagnie parisienne G 7 déjà équipé du système de localisation GPS. © T. Markow/Sygma
Trois lettres, GPS, font des mobiles – conteneurs, taxis parisiens, Mégane Scénic de Renault ou encore bus de Chalon-sur- Saône – des sortes de détenus en liberté surveillée. GPS, l’abréviation de Global Positioning System – en français géopositionnement par satellite – est le système satellite par excellence (voir encadré), celui qui, pour l’instant, domine tous les autres. Une infinité d’acteurs font appel à ce système gratuit et des industriels, principalement américains, vendent des émetteurs à tous les publics à commencer par les randonneurs. « Le GPS, c’est d’abord un récepteur qui permet à une voiture, un bateau… de déterminer sa position. Pour le gestionnaire d’une flotte de transport, cela implique donc que le “ mobile ” soit équipé d’un réémetteur pour communiquer avec le centre », explique Anton Jongejans, responsable des projets communication mobile à l’Agence spatiale européenne (Esa). Les trains se mettent donc à ce système de localisation. Sans en attendre pour l’instant d’autres services. La SNCF, du fait de l’imprécision relative du système, a ainsi renoncé à toute utilisation du satellite pour la signalisation, alors qu’elle y avait réfléchi avec son programme de recherche Astrée : le risque était trop lourd pour la sécurité des circulations. La compagnie ferroviaire Canadien National, qui avait songé un moment à utiliser le GPS pour concevoir un système de signalisation, a, elle aussi, jugé que l’imprécision de la localisation, notamment pour le croisement des trains, rendait trop dangereuse une telle application. On devrait donc en rester à la solution adoptée par certaines grandes compagnies de fret américaines, comme Union Pacific, qui ont testé le GPS pour suivre leurs acheminements. Reste que, pour l’instant, la plupart des compagnies ferroviaires préfèrent s’appuyer sur un système d’identification des véhicules par le passage devant des balises. Ailleurs, les applications se multiplient. Certaines sont appelées à avoir un grand avenir tels les services de guidage et de navigation pour les automobilistes proposés par un nombre croissant de constructeurs, très utiles lorsqu’ils sont couplés avec des informations sur l’état du trafic et une cartographie numérisée sur CD Rom. Mais le GPS a un vice héréditaire. Le système a été développé par l’armée américaine. Et celle-ci peut, par exemple en cas de crise grave, « couper le robinet » d’informations et laisser en plan ses utilisateurs. « Mais cela aboutirait à la faillite de plusieurs industriels – principalement américains – qui ont développé des applications GPS, souligne Anton Jongejans, cela ne se produirait probablement qu’en cas de crise très grave. » Philanthrope, l’armée américaine n’est pas idiote. Son application GPS offerte aux civils fournit intentionnellement une précision dégradée pour le grand public, de l’ordre de 100 m, contrairement à ses propres usages militaires où la précision de localisation est de 22 m. Une précision dont elle n’a pas manqué de se servir durant la guerre du Golfe, en Irak. L’autre grand vice caché du système GPS c’est que, étant gratuit, il décourage tout investisseur potentiel de mettre de l’argent dans le développement d’un système de localisation plus sophistiqué. A ce titre, l’Esa a dans ses cartons des systèmes de localisation, mais dont les coûts d’investissement sont jugés prohibitifs pas les Etats membres de l’agence. Il y a déjà eu des précédents fâcheux. Ainsi, le Centre national d’études spatiales (Cnes) avait soutenu un système de localisation de mobiles et de messagerie baptisé Locstar qui exploitait des satellites Géostat. France Télécom n’a pas suivi. Le GPS ne dispose peut-être pas de toutes les cartes pour répondre aux besoins immenses qui se posent dans les transports, mais il a l’avantage d’être mondial. Pour remédier à la saturation des aéroports, des systèmes de localisation extrêmement précis, doublés de systèmes de communication plus simples, permettraient d’améliorer la gestion du trafic et d’éviter aux autorités de dépenser des millions dans de lourds équipements radars. L’Esa a un projet, baptisé GNSS, qui améliorerait considérablement le positionnement GPS des avions. Reste qu’il faudra un équipement généralisé sur la planète et une norme mondiale avant qu’un tel système puisse voir le jour. Les trains pourraient alors suivre.
Laurent BROMBERGER
Tenor, un exemple à suivre
Depuis un an, le satellite « surveille » les trains entiers sur l’artère Nord-Est. Bientôt, elles seront 96 locomotives équipées d’une antenne pour connaître en temps réel l’heure d’arrivée du train.
L’écran du PC affiche sur une carte Michelin des alentours de Dunkerque des voies ferrées parsemées de petits symboles. Soudain, le rectangle vert – figurant la BB 16770 – se déplace vers Berghes. La position de la locomotive, à la tête de son train entier sorti des raffineries Total, vient d’être mise à jour automatiquement au Centre opérationnel d’acheminement (COA), gare Saint-Lazare, comme celle des 42 autres BB 16500 d’un parc de machines affectées aux trains entiers et suivies par satellite dans le projet Tenor – train entier nouvelle organisation. Une expérience pour le moment limitée à l’artère Nord-Est. « Le suivi par satellite n’est qu’un des volets de Tenor pour assurer aux clients une prévision fiable des arrivées de trains. Mais il en constitue le maillon important », raconte Patrick Charpentier, adjoint au directeur de Fret SNCF. A l’issue d’un appel d’offres lancé en 1995, 43 BB 16500 des dépôts de Lens et de Thionville ont été équipées, dès février 1996, d’une antenne et d’un boîtier de repérage et transmission par satellite. « Parmi la vingtaine de réponses, nous avons choisi un équipement standard GPS Inmarsat », précise Patrick Lefèvre, chef du projet localisation de Tenor. Avec sa coque en plastique, l’antenne, petit chapeau blanc ornant le toit côté cabine n° 2, n’a pas un look très ferroviaire… « L’ensemble coûte 23 000 francs dans le commerce et fonctionne même avec 25 mm de glace », précise Patrick Lefèvre.
L’écran du PC principal du COA Tenor affiche, à la demande, la région Nord-Est ou un« zoom » sur une ville particulière pour bien suivre les locomotives. © J.J. D’Angelo
Une fois en route, la machine calcule, toutes les quinze minutes, sa position en repérant au moins trois des 24 satellites GPS tournant autour de la terre. Chacun d’eux émet sur une fréquence – pour les civils – un signal horaire et un indicatif. A partir de la position théorique de chaque satellite et de la mesure du temps de trajet, le boîtier calcule immédiatement la position X-Y-Z (et même l’altitude !) de la loco en coordonnées géodésiques. Un système passif – ce n’est pas la loco qui émet, mais les satellites – et donc à usage illimité. De plus, il fonctionne de façon transparente et autonome. Seule la fiche rose en cabine et l’antenne signalent la présence à bord du GPS.
Evidemment, conducteur et ma- chine n’ayant cure de cette position, le système l’envoie par ces mêmes boîtiers et antenne, mais via un satellite géostationnaire cette fois, par transmission sécurisée Inmarsat-C vers une antenne au sol et cette information arrive, par France Télécom, au COA Tenor à Paris. Un message ultracourt qui ne coûte que 21 centimes, chaque locomotive étant abonnée pour 75 francs par an. Au total, avec un roulement quotidien de six heures pendant lequel l’émission sera plus fréquente, suivre une locomotive coûte 10 francs par jour. A l’arrivée, un simple PC traduit les coordonnées géodésiques – décrites dans le système GWS 84 – en langage ferroviaire par calcul de la position en PK de chaque machine sur le réseau au moyen d’une projection. Il met ainsi à jour le parc sur la carte Michelin au 1/200 000 où peuvent s’afficher aussi les caractéristiques de chaque tronçon de ligne, ses gares encadrantes, la population des villes… tout sauf l’âge du chef de gare. « Ce sont des produits existants que nous avons adapté à Tenor », commente Patrick Lefèvre. Exemple, la BB 16770 s’appelle « camion 16770 ». Une hérésie pour un ferroviphile, mais que Patrick Lefèvre cautionne, arguant « qu’il faut savoir utiliser ce qu’il a de mieux chez les concurrents ». Le tout a plu à Louis Gallois, PDG de la SNCF, lors de sa visite du COA Tenor. Les cinq millions de kilomètres parcourus sans anomalie de communication et les engagements pris par la SNCF plaident pour l’application de ce suivi en temps réel aux autres trains. Car le système permet aussi, par interrogation générale ou ciblée, de connaître à tout moment la position de chaque mobile. La précision est de 100 m en théorie, mais l’écart moyen constaté est de 40 m. De plus, le système assure un suivi historique des machines, et fonctionne hors des frontières.
Extérieurement, la petite antenne blanche est le seul élément qui permette de reconnaître une BB 16500 Tenor avec GPS. Ici, une UM à Grande-Synthe. © Christian BESNARD/LVDR
Côté utilisateur, le suivi est rapide, même si sa généralisation en France nécessite des adaptations : nombre de postes, lignes de transmission… « La carte, avec les zooms et les couleurs, ça fait joli pour les chefs, mais nous utilisons surtout les tableaux de localisation », commente un agent de permanence au COA Tenor. Trois PC en réseau y diffusent au choix, dans une application Windows et à côté des écrans Naw, le parcours d’une locomotive ou l’état des trains entiers en circulation sur le Nord-Est. En cas de problème, le gestionnaire de commande du train entier sera avisé. A lui d’informer son client. L’épreuve de vérité viendra avec l’utilisation de Tenor dans le couloir rhodanien. Déjà en 1997, le satellite se généralise : 96 locomotives – des 16500 mais aussi des 26000 Sybic et des 25100 – auront bientôt le petit chapeau blanc des machines qui savent écouter les étoiles.
Alain WIART
Pour que les TGV restent en contact
Accéder à un TGV arrêté en pleine campagne serait bien plus rapide grâce au satellite. Avec l’affichage simultané du réseau routier et de la position des trains, les cars peuvent être envoyés directement. Ici, un TGV entre Paris et Lausanne. © Régis Chessum
Le succès de la localisation par satellite lancée pour les trains entiers pourrait bien déboucher sur une application aux trains de voyageurs, en équipant leurs locomotives, automotrices et TGV. « Pas pour suivre un TGV en situation normale, car les outils actuels suffisent, mais pour situer les trains en cas de problème », précise Alain Bernheim, adjoint au directeur Grandes Lignes. Après les intempéries de janvier qui avaient paralysé tous les moyens de transport, le président de la SNCF s’est engagé à informer les voyageurs « en toute situation ». « Mieux prendre en charge les voyageurs en situation perturbée », prévoit le projet industriel. Première nécessité pour l’entreprise : savoir elle- même où sont ses trains ! Le satellite qui voit tout – même les trains arrêtés – apporte une bonne solution. De plus, afficher, comme le fait Tenor, la carte routière avec les voies ferroviaires fait gagner un temps précieux aux secours. « Envoyer des cars chercher les passagers d’un TGV arrêté en plein Morvan peut être très compliqué », commente Alain Bernheim. Avec la carte Michelin à l’écran et le GPS, plus besoin de chercher dans un tas de cartes la route la plus proche du PK donné par le conducteur, on peut envoyer directement les cars près du pont X sur la départementale Y. Autre avantage du satellite, il peut localiser en un instant une locomotive « égarée » sans téléphoner aux quatre coins de la France. Mais le satellite intéressait déjà Grandes Lignes pour la communication. Toujours pour les urgences. Il est bien prévu, d’ici la fin de 1997, d’équiper les agents commerciaux trains d’environ 10 000 téléphones portables. « Pas question de développer une nouvelle radio sol- train : ce seront des GSM du commerce mais avec des fonctions haut de gamme », rappelle Alain Bernheim. Seule entorse aux standards du marché dans l’appel d’offres en cours : l’appel de l’agent commercial trains par son numéro de train au lieu d’un numéro d’abonné difficile à gérer. Mais le GSM ne pourra répondre qu’aux besoins courants : bagage oublié, correspondance retardée… « En cas d’arrêt intempestif du train, tout le monde va sortir son portable », prévoit Alain Bernheim. Et saturer ainsi le réseau local GSM. Dans le cahier des charges, la SNCF a demandé une couverture radio complète des lignes ferrées – ce qui est loin d’être actuellement le cas – mais, en rase campagne, un réseau pour portables n’accepte souvent que huit communications simultanées. « Et les opérateurs de téléphone n’investiront pas pour deux crises par an », souligne Alain Bernheim. Ne pouvant bénéficier d’aucune priorité, le pauvre contrôleur cherchant les informations risque de ne pouvoir joindre personne, le réseau sonnant toujours occupé. La solution envisagée par la SNCF serait d’utiliser aussi la future antenne satellite de localisation des trains pour passer les in- formations… via l’espace.
A. W.
Entre le rail et l’espace, une idylle se noue
L’autorail Astrée X 1501-1502 sert de banc d’essai roulant à un nouveau récepteur satellite mixte GPS-Glonass pour la SNCF. © Christophe Recoura/LVDR
Chacun garde en mémoire l’irruption du satellite à la SNCF avec les prémices du projet Astrée. Un tel maillon était à l’époque jugé indispensable pour suivre en permanence la circulation de milliers de trains. Il a été abandonné depuis au profit de systèmes plus « terre à terre », comme la radio sol-train, les balises de voie et l’identification automatique de véhicule (IAV). Le retour du satellite peut donc apparaître contradictoire en regard des investissements consentis pour équiper le réseau ferré de systèmes au sol. En fait, les deux se complètent. Un suivi terrestre nécessite l’installation de centaines de balises pour quadriller finement le réseau, car les informations ne sont délivrées qu’au passage du train par ces points particuliers. Pour assurer un bon suivi, la couverture territoriale doit être suffisante. Elle croît donc avec le nombre de stations installées.
Par contre, un tel système assure, pour un coût faible par véhicule, une vérification des trains : en signalant leur pas- sage, les répondeurs passifs, type IAV, montés sur les wagons ou les locomotives, permettent de vérifier la composition théorique. « Trop onéreux à réaliser par satellite, car il faudrait un équipement GPS par wagon », précise Patrick Lefèvre.
En revanche, avec sa couverture immédiatement globale, le satellite est l’instrument idéal pour pister tout mobile important : une locomotive, une rame voyageurs ou un wagon « précieux ». Surtout arrêté dans un triage ou en pleine voie ! Cela explique cet intérêt ferroviaire pour l’espace, que renforce la démocratisation des techniques et des équipements, apportée par les autres moyens de transport.
Outre l’expérience Tenor (voir en page 16), Deufrako, programme de coopération institutionnelle franco-allemand, travaille sur l’utilisation ferroviaire du satellite. « Il ne s’agit que d’une piste de réflexion », tempère Gérard Cambillau, directeur délégué à la Recherche SNCF. Mais le satellite inspire aussi l’Allemagne : la Deutsche Bahn a lancé un suivi expérimental de wagons – encore ! – par satellite Komet pour ses dessertes vers l’Ukraine et l’ancien bloc de l’Est, où un chargement est si vite perdu…« Et depuis trois semaines, a débuté, avec Kuhne & Nagel, un suivi de wagons de la DB en rotation entre Allemagne, Suisse, Italie et Autriche », précise Bert Stingl, représentant en France de Deutsche Bahn Cargo.
Sécurité : le satellite doit faire ses preuves
ERTMS, vaste projet paneuropéen devant aboutir à une signalisation ferroviaire commune, n’a pas jugé bon de recourir au satellite. Du moins pour l’instant. « Pour une application de sécurité comme la signalisation, se reposer sur les satellites pour positionner en continu un train présente au moins deux inconvénients graves : le masquage dans les tunnels, les tranchées… et le manque de fiabilité, un obstacle rédhibitoire pour valider nos logiciels, le système pouvant être brouillé », analyse Daniel Lancien, chef de l’agence ERTMS-SNCF.
Autres réseaux, autres systèmes. Le système américain Omnitracs – largement répandu dans les camions – équipe quatre-vingts locomotives diesels d’Amtrak et son dérivé européen, Euteltracs, aurait même été testé sur un réseau d’Europe. Mais l’environnement ferroviaire présenterait des inconvénients pour son antenne mobile.
De son côté, mais en association avec des industriels et des transporteurs, la SNCF participe au projet Magnet visant à utiliser ensemble différentes constellations de satellites… Et sa direction de la Recherche teste actuellement, sur l’autorail rouge et blanc Astrée, un équipement de localisation de la société Ashtech, qui combine aux satellites GPS les vingt-quatre autres du système Glonass, son équivalent russe. « Un tel appareil permet de passer à une précision de 16 m au lieu de 100 m avec le GPS seul, et surtout améliore la disponibilité », communique Bernard Jean, de la direction de la Recherche. Et permet de ne pas dépendre uniquement des militaires américains pour trou- ver son train…
A. W.
Cet article est tiré du n°2597 paru le 21 mai 1997 dans La Vie du Rail dont voici la couverture ci-dessous :
Cet article est tiré du numéro 3880 de La Vie du Rail.
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