thumb|Rame sur pneumatiques (MP 73) de la ligne 6 du métro de Paris (2016). On distingue les roues, verticales et horizontales, équipées de pneumatiques, ainsi que les pistes de roulements et les barres de guidage.

Un métro sur pneumatiques est un métro dont les rames se déplacent grâce à des roues équipées de pneumatiques. Nécessitant une voie de roulement spécifique, ces rames se différencient du matériel ferroviaire classique dont le roulement est assuré par des roues en acier circulant sur deux rails parallèles.

La première technologie de métro sur pneumatiques a été conçue à Paris par Michelin et la Régie autonome des transports parisiens (RATP) durant les années 1950. Différents systèmes issus ou inspirés de cette technologie ont ensuite été développés, notamment dans le domaine des navettes automatiques.

Le roulement sur pneus présente des avantages pour ce qui est du bruit, du confort et de l'adhérence (motricité et freinage), mais aussi des inconvénients du point de vue du rendement ou de l'usure des bandes de roulements, qui expliquent qu'il ne se soit pas généralisé. Il n'équipe qu'une minorité des lignes de métro en service à ce jour.

Principe thumb|Vue de dessus d'un Bogie nu d'un MP 89 du métro de Paris. Les pneus porteurs et leurs roues de secours en acier, les pneus de guidage horizontaux, les freins et les frotteurs électriques sont visibles. Les rames de métro sur pneumatiques sont caractérisées par des roues équipées de pneumatiques extérieurs, assurant les fonctions de traction et de freinage. Ces roues, à l'inverse des roues à bandage d'acier sur rails, n'assurent cependant pas le guidage latéral des véhicules. Des solutions techniques ont été développées pour y remédier et les rames portent donc également des roues horizontales, dans différentes configurations, assurant cette fonction.

Au-delà des métros, un certain nombre de monorails et de transports hectométriques tirés par câbles roulent aussi sur pneus, tel le récent LINK Train de l’aéroport de Toronto ou le Poma 2000, en service à Laon pendant 27 années (1989 à 2016). De même, les systèmes de tramways sur pneus se sont démocratisés dans plusieurs villes.

Aspects techniques

Piste de roulement Le pneurail cranté, mis en œuvre par Michelin dans les années 1930 sur ses célèbres Michelines, avait l'avantage de pouvoir rouler sur les rails des voies habituelles tout en offrant une adhérence et un confort accrus, mais présentait l'inconvénient d'une piste de roulement étroite (le champignon du rail), d'où une charge à l'essieu limitée.Avec le métro, les pneus sont devenus plus larges et une piste de roulement adaptée s'est substituée aux rails. Cette piste est de nature variée suivant les réseaux et les lignes, elle peut être faite de : poutrelles d'acier (métro de Paris, de Mexico, de Lausanne, de Turin, de Lyon), à surface lisse ou crénelée (ligne 6 du métro de Paris) pour améliorer l’adhérence des pneus par temps humide ; plaques d'acier lisses (métro de Sapporo) ; longrines en béton armé (LRT de Singapour, New Transit Yurikamome de Tokyo, métro de Montréal, de Lille, Tren Vertebrado, Las Palmas de Gran Canaria. Brevets ES141056 et CH633485) ; radier en béton de la voie (New Shuttle de Saitama, ligne 4 du métro de Busan).

Guidage vignette|Roue, roulettes de guidage et frotteurs pour courant triphasé d'une voiture Vought Aitrans. Il existe deux grands types de guidage des métros sur pneumatiques : Dans la majorité des systèmes, le guidage des rames est assuré par des rails latéraux verticaux, ou barres de guidage, servant de piste de roulement pour des roues horizontales. Ces roues horizontales, plus petites, peuvent être des pneus fixés à des bogies (systèmes RATP) ou à des essieux pivotants (VAL et Port Liner de Kobe). Elles peuvent aussi être des roulettes montées à l’extrémité de bras dirigeant l'orientation d'essieux pivotants (systèmes de Morgantown, Niigata Transys et ).

Dans les autres systèmes, le guidage est assuré par un rail central simple qu'enserrent des roues horizontales (systèmes , métro de Sapporo, ligne Yūkarigaoka et défunt Peachliner de Komaki) ou des galets métalliques en V (Neoval de Siemens). placés sous les essieux des voitures.

Captage du courant Les métros sur pneumatiques utilisent un troisième rail pour le captage du courant de traction par frotteurs. Les barres de guidage peuvent faire office de troisième rail pour l’arrivée du courant (système RATP) ou pour l’arrivée et le retour du courant (VAL). Pour les systèmes l'employant, le rail de guidage peut faire office de conducteur (Bombardier APM). Enfin, le troisième rail peut aussi être séparé et placé au-dessus ou en dessous des barres de guidage, comme c'est le cas pour les systèmes japonais. Il peut alors être doublé, pour un courant continu ou même triplé ou quadruplé, pour un courant alternatif triphasé.

Aiguillage Il existe autant de systèmes d'aiguillage différents qu'il existe de technologies de métro sur pneumatiques. Sur les rames dérivées du système RATP (Paris, Montréal, Mexico, Santiago, Marseille, Lausanne, Lyon) les roues à pneus des bogies sont toutes doublées de roues supplémentaires en acier d'un diamètre légèrement inférieur. Les voies comportent donc, en plus des pistes de roulement, deux rails en acier d’écartement normal venant en contact avec les boudins des roues d'acier lors du franchissement d'aiguillages classiques. Cette voie « rail » supplémentaire permet aussi la compatibilité de circulation du matériel ferroviaire classique, au début de l'exploitation pour pouvoir faire cohabiter différentes technologies, et plus tard pour les opérations d'entretien. En outre, la voie « rail » sert au retour du courant de traction, par le biais de frotteurs, et de support alternatif en cas de crevaison de pneus.

Le système VAL (Lille, Toulouse, Paris Orly, Taipei, Turin) fonctionne sans roues métalliques ni rails classiques, avec des voies formées exclusivement de pistes pour pneumatiques. Au niveau des aiguillages, le guidage des rames est assuré par deux rails situés dans l'axe central de la voie entre lesquels s'engagent des galets métalliques présents sous les essieux. Une lame d'aiguille permet d'orienter la rame dans la direction désirée.. Le système APM de Bombardier, dérivé du de Westinghouse, utilise un rail central unique qui se prolonge sur toute la longueur de la voie, servant aussi au guidage des rames. L'aiguillage de celles-ci s'effectue par le pivotement d'une section du rail de guidage droite ou courbe dans l'axe de la voie, suivant la direction voulue. gauche|vignette|Aiguillage par pivotement de la voie sur la ligne Yūkarigaoka. Les systèmes japonais de Niigata Transys (Hiroshima, Tokyo, Yokohama, Saitama), dérivés du de l’aéroport de Dallas, dont le Crystal Mover est une version d'export, roulent eux aussi sur des voies formées exclusivement de pistes pour pneumatiques. L'aiguillage des rames se fait par le piégeage de leurs roulettes de guidage entre les rails de guidage et des rails latéraux supplémentaires au niveau des intersections. L'un de ces deux rails de guidage particuliers possède une partie mobile à son extrémité permettant de maintenir les rames d'un côté ou de l'autre de la jonction suivant la direction choisie..

D'autres types d'aiguillages ont été expérimentés et certains existent en service commercial : Le Port Liner de Kobe, construit par Kawasaki en 1981, emploie une barre de guidage courbée rétractable dans la voie. Sur la ligne Yūkarigaoka de Sakura, entrée en service en 1982, l'aiguillage des rames est assuré par le déplacement d'une section entière de la voie. Enfin, les rames du Personal Rapid Transit de Morgantown, en circulation depuis 1975, sont équipées de capteurs dans leurs roulettes de guidage. Ces capteurs contrôlent le pivotement des essieux afin qu'aux intersections les rames restent seulement appuyées le long de l'une des deux barres de guidage de la voie et empruntent une direction donnée.

Comparaison avec le rail-fer Du fait d'un coefficient d'adhérence supérieur aux roues métalliques, les pneus possèdent des avantages par rapport à ces dernières :

Avantages vignette|La ligne M2 du métro de Lausanne atteint 12 % de pente. Accélération et freinage beaucoup plus efficaces, autorisant une vitesse moyenne commerciale plus élevée sur les lignes avec de courtes inter-stationsLe matériel roulant à roues en acier récent, utilisant la traction distribuée à vitesse variable contrôlée par ordinateur, a réduit l’écart de performances avec le pneu.. Meilleure tenue de route dans les courbes (grâce aux roues horizontales directrices), facilitant le tracé des voies, et virages mieux amortis. Franchissement plus facile de pentes importantes, permettant, par exemple, de construire les stations en surface et les voies en tunnels profonds plus économiques. Réduction du glissement des roues, facilitant l'automatisation des rames. Réduction du bruit de roulement et des vibrations (important pour les habitants proches des lignes aériennes et les constructions au-dessus des lignes souterraines) ainsi que du crissement et du frottement sur les rails et aiguillages, amoindris dans les courbes à faible rayon.. Réduction de l'usure des bogies, soumis à moins de vibrations, permettant l'emploi d'un matériel roulant moins robuste donc moins lourd.. Réduction de l'usure des rails induisant des coûts de maintenance moins élevés pour ces éléments.

Inconvénients vignette|À l’extérieur, la ligne Namboku du métro de Sapporo passe dans un tunnel aérien. Les pneus présentent en contrepartie des inconvénients par rapport aux roues d'acier : Variation de l’adhérence des pneus dans certaines conditions climatiquesPour éliminer les perturbations liées au climat le métro de Montréal est entièrement souterrain. Sur les lignes aériennes, plusieurs solutions ont été développées pour s’affranchir des intempéries, par exemple la partie surélevée de la ligne Namboku du métro de Sapporo est entièrement couverte, les rames de la ligne 6 du métro de Paris sont équipées de pneus striés et la portion extérieure de la ligne M2 du métro de Lausanne possède des bandes de roulement chauffantes.. Vitesse de pointe plus faible induisant une vitesse moyenne commerciale moins élevée sur les lignes comportant de longues inter-stations.. Consommation énergétique plus élevée pour des distances inter-stations supérieures à un kilomètre.. Secousses régulières continuelles engendrées par l'élasticité des pneus pouvant affecter le confort des usagers (atténuées par les suspensions pneumatiques des rames récentes). Charges moins importantes supportables par les roues. Possibilité de crevaison des pneus. Dégagement de chaleur importante et supplémentaire en fonctionnement, dû au frottement des pneumatiques et des freins, pouvant être problématique l’été dans les voies et stations en tunnel. Coût de remplacement des pneus plus élevé que celui des roues en acier, car plus fréquent.

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