Un système ferroviaire léger est un système de chemin de fer qui se distingue des systèmes « lourds » par la légèreté du train, mais aussi du modèle d'exploitation. Cet article ne traite pas des systèmes de type métro ou tram (qui sont cependant à proprement parler des systèmes ferroviaires légers), mais seulement des systèmes intermédiaires entre les transports guidés urbains et les transports ferroviaires « lourds ».
La question sous-jacente est celle du modèle économique : comment un système ferroviaire léger peut-il proposer un service de qualité à coût maîtrisé sur les petites lignes ferroviaires. Cette question est au cœur des projets actuels de systèmes légers en France, qu'ils soient des systèmes très légers sur site dédié (par exemple Ecotrain, Taxirail, Flexy ou Draisy en France, Very Light Rail en Grande-Bretagne), ou des systèmes légers interopérables (connectés au réseau ferré national) voulus à plus large échelle, comme le TELLi..
Histoire Les « trains légers », face visible des systèmes ferroviaires légers, ont existé depuis les origines du chemin de fer., et ce partout dans le monde. Face au développement de lignes de plus en plus rurales, dès la fin du , puis à la décrue des trafics sur ces mêmes lignes du fait de l'exode rural et de la percée de l'automobile, de nombreux types de matériels légers, « auto-rails » (autobus sur rails), ou « michelines » (sur pneus routiers pour certaines, à l'origine, d'où cette appellation), ont remplacé la lourde traction vapeur un peu partout en France.
Ces matériels moins coûteux à exploiter, moins agressifs pour les voies, et plus rapides, ont permis de faire « tenir » de nombreuses lignes secondaires quelques années supplémentaires. Celles-ci n'ont toutefois pas résisté à la reine automobile, puis pour la plupart des rescapées, à la métropolisation et périurbanisation croissante du territoire français. Si quelques séries ont été largement diffusées (plusieurs centaines de Schienenbus en Allemagne par exemple), beaucoup d'autres ont été produites sur mesure en seulement quelques exemplaires pour des réseaux particuliers, occasionnant dans le même temps une bonne adaptation aux spécificités et besoins de chaque réseau, mais aussi à des difficultés liés aux petites séries : surcoûts de production, problématiques de suivi de la maintenance (petites séries = fragilité de la production des pièces de rechange et du maintien des compétences de maintenance, surtout pour des matériels qui durent plus de 40 ans).
Une bonne part de ces matériels roulants historiques relèvent de fabrications assez artisanales, souvent à partir de châssis d'autocars, qui la plupart du temps ne résistèrent pas à l'usure du temps sur des lignes difficiles, aux voies peu régulières et entretenues a minima (Un autocar n'est pas fait pour supporter les chocs d'une roue ferrée dure sur une voie ferrée dure également).
Quelques pays continuent toutefois d'user de tels montages artisanaux, tels les minibus sur rails de Cuba, les moto-rails de Colombie. ou encore l'estafette sur rail en Roumanie.. Ces exemples demeurent ponctuels, et ne semblent pas apporter un modèle économique généralisable aux petites lignes, bien que l'idée globale d'adaptation au besoin avec un système léger puisse être retenue.
Définitions Plusieurs définitions peuvent être données pour préciser ce qu'est un système ferroviaire léger : la définition normative avec des valeurs à respecter sur des paramètres donnés, une définition technique qui ajoute des prérequis à assurer en fonction de l'environnement du système, et enfin la définition qualitative de « l'esprit » du système léger correspondant au mode d'exploitation et au service visé.
Aucune définition ne donne parfaite satisfaction, soit par son approche très spécifique sur un nombre limité de paramètres, soit par l'imprécision de son périmètre (difficulté de classer certains systèmes dans la catégorie « léger » ou « lourd » dans l'approche qualitative). Ajoutons que malgré la présence de normes européennes, ces définitions varient selon les pays du monde, leurs cultures et leurs réseaux ferrés spécifiques.
Cadre réglementaire Les transports guidés (dans leur acception littérale, c'est-à-dire des systèmes avec des véhicules qui suivent une trajectoire contrainte), sont régis en France par deux décrets et deux organismes de contrôle correspondants.
Le décret 2019-525. « relatif à la sécurité et à l'interopérabilité du système ferroviaire », parfois appelé « SI », pour « Systèmes interopérables« (i.e permettant le fonctionnement en réseau, grâce à la compatibilité entre les différentes lignes et véhicules), régit le système ferroviaire interconnecté, donc hors systèmes urbains notamment. Les systèmes ferroviaires légers, au sens réglementaire, sont exclus de son périmètre. C'est l'EPSF, Établissement Public de Sécurité Ferroviaire, qui a la charge de l'établissement des règles sur ce réseau national et de leur contrôle. Le décret 2017-440. « relatif à la sécurité des transports publics guidés« , parfois appelé « STPG » pour « Systèmes de transport publics guidés », régit les systèmes ferroviaires dédiés (non interconnectés) urbains et/ou locaux, incluant les chemins de fer touristiques et remontées mécaniques. Note : Malgré la portée générale du terme « transport guidé », au sens réglementaire un système dit « guidé » renvoie aux systèmes guidés de portée locale / urbaine et généralement utilisés en « conduite à vue » : trams, métros, monorails C'est le STRMTG, Service technique des Remontées Mécaniques et des Transports Guidés, qui a la charge de réglementer et contrôler ces divers réseaux disjoints.
Certains systèmes peuvent se trouver à l'interface entre les deux, comme par exemple les RER et leurs fameuses « interconnexions », qui ne signifient rien d'autre qu'un passage du système interopérable (EPSF) au système non interopérable (STRMTG) et vice-versa, avec tout ce qui en découle en termes de réglementation, d'exploitation et d'organisation ; d'où les efforts des divers acteurs en présence pour effacer cette frontière difficile à comprendre pour l'usager.
Les différents systèmes ferroviaires légers peuvent aussi se trouver soit d'un côté, soit de l'autre, soit des deux, ce qui n'est pas sans poser des difficultés de définition et de mise en œuvre.
Approche normative L'approche normative se focalise sur deux paramètres clés : la capacité de freinage d'urgence (Norme européenne EN 13452-1.) et la résistance aux chocs (EN 15227) du véhicule. Seul le véhicule est considéré dans cette définition du système. Est considéré comme système ferroviaire léger un système basé sur la circulation exclusive de véhicules qui assurent une décélération en freinage d'urgence (hors temps de réaction) de 2,8m/s² au minimum (ferroviaire « lourd » : 1,1 m/s²), et une catégorie de sécurité à la collision de type « C-III » ou « C-IV », ce avec une résistance maximale des véhicules à la compression de 800kN (efforts longitudinaux de compression au niveau de la zone d'attelage)(Ferroviaire « lourd » : 1.500kN).
La capacité de freinage importante introduit une notion de réactivité du véhicule à un imprévu ou obstacle sur la voie, qui permet d'intégrer une dose plus ou moins importante de conduite à vue (Le conducteur adapte sa conduite au contexte, comme le ferait un conducteur de voiture : il peut réagir et freiner pour éviter une collision, ce qui est par exemple le cas général pour un tram ou un tram-train en ville), là où un système ferroviaire lourd repose entièrement sur la signalisation (Le conducteur roule dans le cas général à la vitesse maximale indiquée par la signalisation, le système devant garantir qu'aucun autre train ou obstacle ne se trouve sur les voies) du fait de performances de freinages trop faibles pour permettre une réaction du conducteur à l'environnement (Exemple : présence d'un véhicule arrêté sur un passage à niveau, le train dans l'immense majorité des cas n'a pas la capacité de freiner à temps pour éviter la collision : d'où la présence de feux et barrières pour éviter ce cas de figure autant que faire se peut). Un système ferroviaire léger peut potentiellement permettre par exemple des traversées à niveau des piétons en gare, sans passerelle ni souterrain (charge au conducteur de freiner en cas de danger), ce qui par extension allège l'infrastructure et donc le système dans son ensemble. La capacité de freinage introduit également une notion de performance : freiner fort permet une desserte fine (arrêts proches) sans sacrifier la vitesse commerciale. La moindre résistance aux chocs d'un système ferroviaire léger le prédispose à des vitesses maximales relativement modérées.
Approche technique L'EPSF (Établissement Public de Sécurité Ferroviaire) et le STRMTG (Service Technique des Remontées Mécaniques et des Transports Guidés) proposent une définition un peu plus large, incluant une vision réglementaire, dans leur guide de terminologie des « systèmes ferroviaires, guidés et mixtes »... Ce guide reprend la définition du décret 2019-525, qui les exclut de son champ d'application : les systèmes ferroviaires légers sont là aussi basés sur la circulation (quasi-)exclusive de véhicules légers répondant aux normes de sécurité à la collision précitées. Le guide précise également la définition « technique » du système ferroviaire léger, à savoir :
Lignes de faible longueur (« quelques dizaines de kilomètres »), Vitesse limitée (100 km/h), Exploitation avec conducteurs (conduite aux signaux ou conduite à vue).
Le guide définit également d'autres systèmes, notamment le « système mixte de type tram-train », dont le besoin est de pouvoir rouler à la fois sur le réseau de tram urbain et le réseau « de train », afin de permettre des liaisons commerciales directes entre plusieurs arrêts dans le centre urbain et des gares ferroviaires éloignées de ce centre urbain. Ce qui implique, en plus des éléments ci-dessus, de pouvoir circuler sans rupture de charge dans deux environnements différents : conduite à vue dans la partie urbaine, où des tiers peuvent être présents sur la voie (bonne visibilité depuis la cabine de conduite et « bout avant« arrondi pour limiter les dommages aux piétons et véhicules en cas de choc, gestion des carrefours type routier, avec de simples feux, sans barrières) ; conduite aux signaux sur la partie non urbaine, avec un système « sans présence de tiers ».
Il définit également le système « mixte de type ferroviaire léger - train », qui n'existe pas en France à date de parution du guide (fin 2020) mais présente un intérêt certain :
Caractère « ferroviaire pur » : infrastructure sans présence de tiers, ce qui simplifie l'exploitation et permet de rouler à des vitesses élevées ; Maîtrise des coûts sur la partie « ferroviaire léger », autant pour les véhicules et l'infrastructure que leur exploitation ; Mais interopérabilité : possibilité pour un train léger de circuler sur le réseau principal, par exemple pour rejoindre la gare principale, possibilité dans l'autre sens pour un train lourd comme un train de fret ou un train grande ligne de circuler sur l'infrastructure dévolue aux véhicules légers.
Néanmoins, ce type de système mixte, prévu et étudié par les deux organismes de contrôle (EPSF et STRMTG), suppose une attention particulière aux interfaces et aux procédures d'exploitation et de sécurité pour passer d'un système à l'autre