Lyon-Saint-Etienne à grande vitesse : les idées fusent

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L’ENTPE (Ecole nationale des travaux publics de l’Etat) est un établissement public à caractère scientifique décentralisé à Vaulx-en-Velin depuis 1975. Cette école, qui forme la fine fleur des futurs ingénieurs, dispose de trois départements d’enseignement et de recherche : "Ville et environnement", "Transport" et "Génie civil". A la convergence de ces trois domaines, une vingtaine de futurs ingénieurs a planché très sérieusement cette année sur la création d’un métro du XXIe siècle, une ligne capable de relier Lyon à Saint-Etienne en 12 minutes !

Leur projet, baptisé LYSETTE (pour LYon Saint-Etienne Transport Express) s’est appuyé sur une étude déjà bien avancée par les scientifiques suisses, qui travaillent sur la liaison Genève-Lausanne, le Swissmetro. Comme on peut le voir dans un film de l’entreprise mis en ligne sur YouTube (dont le commentaire est malheureusement uniquement en allemand), les ingénieurs de Swissmetro ont mis au point un véhicule capable de transporter des passagers sous terre, entre les principales villes suisses, à une vitesse maximale d’environ 400 km/h !

Un tunnel sous vide partiel

Afin de satisfaire les contraintes d’entretien minimum, le véhicule, de 200 à 800 passagers, "doit se déplacer sans contact mécanique grâce à une sustentation magnétique et à un moteur linéaire". La consommation d’énergie peut être faible, grâce à une résistance d’air réduite et à l’absence de contact roue-rail. Le projet Swissmetro bénéficie depuis 1996 de l’appui du gouvernement suisse par le biais du financement de la recherche correspondante dans les Ecoles polytechniques de Lausanne et Zürich, ainsi que de celui d’environ 80 industries suisses, allemandes et autrichiennes.

La transposition dans la configuration Lyon-Saint-Etienne
Les élèves ingénieurs de l’ENTPE ont donc étudié la transposition possible de ce projet dans la configuration Lyon-Saint-Etienne. Une première phase du travail a consisté à effectuer un diagnostic du territoire. Il s’agissait d’étudier le relief, la composition géologique, sans oublier les aspects socio-économiques et la prise en compte de l’impact sur l’environnement (faune, flore, changements d’écosystèmes...).

L’autre phase était celle de l’infrastructure. Pour les questions de sécurité, les élèves ont bénéficié des travaux déjà réalisés par les ingénieurs et instituts de recherche suisses (mesures en cas d’accident, organisation technique, etc.).

Lysette en chiffres

Bien qu’il soit "purement théorique", le projet étudié par les élèves de l’ENTPE a le mérite de lancer le débat. Dans le contexte actuel d’augmentation du prix du pétrole et de remise en cause des schémas traditionnels en matière de transport, n’ y a-t-il pas la place pour s’ouvrir à des visions différentes, comme celles que n’hésitent pas à étudier nos voisins suisses et allemands ?

Selon les chiffres donnés par les étudiants, un projet de l’ordre de Lysette aurait un coût total de 2 milliards d’euros*, guère plus que le tracé autoroutier qui a beaucoup plus d’impact environnemental (1,8 milliard). Il permettrait de transporter en 11 minutes (+ les opérations d’embarquement) 2 400 passagers par heure et nécessiterait la création de deux tubes de 54 kilomètres de long et 5 mètres de large, ainsi que huit puits d’aération entre les gares de la Part-Dieu et de Saint-Etienne-Chateaucreux.
LYon-Economie

*A titre de comparaison, le coût du tunnel Lyon-Turin, large de 10 mètres pour 53 kilomètres de long, serait de 7,6 milliards d’euros.

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8 réactions à cet article

Forest Ent 5 juin 2008 11:29

Encore ce vient serpent de mer !

L’Allemagne vient d’abandonner définitivement le "transrapid" de Siemens. Il n’y aura donc jamais de maglev en Europe. Le seul en service est en Chine.

Ce système ne sert à rien. Il consomme sensiblement plus d’énergie qu’un train, va à peine plus vite, ne peut pas se raccorder aux réseaux existant, manoeuvre mal, etc... L’archétype de la fausse bonne idée.

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- Rage 5 juin 2008 23:36
  
  Bonsoir,
  
  En lisant votre article je me suis demandé : mais où est l’étude ? Donc déjà il y a comme qui dirait un vide à parler d’un document qu’on ne peut pas lire.
  
  Deuxièmement, les ingés TPE furent sans doute la fine fleur des ingés "transports" à une époque. A part de très rares cas, ils sont aujourd’hui plus un problème du fait de leur "suffisance" qu’une solution pour développer de nouvelles idées. Je sais bien que l’idée est tabou, mais s’il n’y avait que des TPE on serait bien dans la merde... heureusement qu’il y a de bon vieux universitaires pour corriger le tir.
  
  Sur le fond, construire un Maglev Lyon St-Etienne est une idée séduisante pour le néophyte, mais peu rationnelle pour le spécialiste.
  
  Le maglev n’est pas connectable au reste du réseau, nécessite une infra dédiée, prend du temps à l’embarquement... bref connaît quelques inconvénient. Plutôt que de développer ce type de solutions onéreuses, qu’on sorte le projet TramTrain de l’Ouest Lyonnais, qu’on alimente les projets tram et prolongement métro, qu’on mette les moyens techniques et réglementaires pour avoir une "autorité organisatrice" dotée de pognon pour développer des projets.
  
  Déjà qu’on n’arrive pas à financer les LGV et que l’infra ferroviaire est à bout de souffle...
  
  Quant à construire l’A45 Lyon-St-Etienne pour 2G€ c’est une connerie : le CETE et tous les spécialistes le diront : construiser un nouveau tube et il sera saturé rapidement. Pour faire quoi ? Casser le paysage Monrnantais pour faire plaisir à Vinci / Eiffage ?
  
  Il serait bien plus préférable de filer du fric à la ville de Bron pour couvrir la section A47 et traiter les points noirs de cette autoroute historique voire de retracer certains tronçons.
  
  Demandez donc les projets des universitaires (TURP Lyon II et DESS Transports Lyon III : eux aussi ont des idées).
  
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- gecko 5 juin 2008 11:31
  
  Il faut rajouter que ce mode de transport couterait 10fois plus cher qu’un transport en commun classique... et a 12€ la place on arriverait à 1,4miliards d’euros de recettes en...30ans ! mais c’est en effet un super projet les suisses vont construire 1km de ligne pour faire des essais à l horizon 2010 leur but étant de construire a terme une ligne reliant Lausanne à Genève.
  
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  - Lisa SION 5 juin 2008 12:49
    
    Selon les chiffres donnés par les étudiants, un projet de l’ordre de Lysette aurait un coût total de 2 milliards d’euros*, guère plus que le tracé autoroutier qui a beaucoup plus d’impact environnemental (1,8 milliard). Il permettrait de transporter en 11 minutes (+ les opérations d’embarquement) 2 400 passagers par heure et nécessiterait la création de deux tubes de 54 kilomètres de long et 5 mètres de large... avez vous compté si trente mille personnes quittent tous les jours Lyon pour St Etienne, et reviennent tous les soir ? Et réciproquement, à part les étudiants... ?
    
    Franchement, faites plutôt une sorte de bobsleigh transparent circulant en plein air sur un aquaplanning, la région en question est fort belle et cela ne me dérangerait pas de mettre une heure dans ces conditions. Pendant que vous y ètes, deux milliards d’euros permettraient de remettre en service la ligne Clermont Nimes, mais avec un nouveau principe matériel à inventer. Bon taff à vous.
    
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    - bruno 17 juin 2008 10:15
      
      Bonjour !
      
      Nous sommes très heureux de voir que Lysette fait encore parler d’elle. Je fais partie des étudiants qui ont participé au projet. Merci de nous gratifier d’un très flatteur "la fine fleur des futurs ingénieurs" mais malheureusement ce n’est pas vraiment la réalité ! Même dans le passé...
      
      Cependant on est quand même content d’avoir pu travailler sur un tel projet pendant quelques mois. Pour repréciser un peu, on nous a demandé (nous=2 équipes de 12) de déterminer si l’application de la technologie Swissmetro à l’axe Lyon-Saint-Etienne était faisable et pertinente. La réponse est oui, même si cette innovation présente des inconvénients (ce qui est assez normal) : elle ne se connecte pas au réseau de surface (normal puisque ça ressemble à un métro), elle coûte cher, elle n’a jamais été construite (le Maglev n’a en commun que la lévitation magnétique), elle ne permet pas de desservir beaucoup de gares (par exemple nous n’avons pas prévu de gare à Givors car cela augmenterait trop le temps de parcours).
      
      Ceci dit, ce système, entre Lyon et Saint-Etienne, présente des atouts importants : le principal est la quasi-absence d’impact en surface (hormis trois puits d’extraction d’air, et huit en phase chantier) et l’absence de rejet de CO2 ainsi qu’une faible consommation d’énergie et, parenthèse, on ne peut que se réjouir qu’une école comme l’ENTPE commence (commence) à prendre de telles choses en considération.
      
      Il permet également de s’affranchir des contraintes du relief (sauf le denivelé entre les deux villes) qui posent quelques soucis, surtout que la vallée est déjà bien occuppée par des infrastructures de transport.
      
      La technologie sous atmosphère partielle (0,1 bar) est un optimum qui permet, en tenant compte de la consommation des pompes à vides, de réduire la consommation d’énergie (moins de frottements) et de réduire le diamètre du tunnel (5m de diamètre intérieur contre 10m par exemple pour chaque tube du Lyon-Turin) grâce à la réduction de l’effet de souffle. Ainsi, le coût du tunnel est relativement peu élevé compte-tenu de sa longueur car le coût du creusement d’un tunnel (le principal coût dans ce projet) croît au moins avec le carré du diamètre
      
      Il va vite et droit, nous avons choisi 350km/h comme vitesse commerciale mais celle-ci pourrait être augmentée.
      
      L’embarquement des voyageurs est plutôt long mais sans plus (tout compris 3 minutes pour embarquer, 3 minutes pour débarquer).
      
      Pour répondre à Lisa, oui nous avons fait une étude de trafic pour compter combien de personnes pouvaient potentiellement utiliser Lysette. Nous avons à partir de cela établi un graphique de circulation et prévu une marge sur le cadencement et la longueur des quais pour augmenter la capacité si le trafic était plus fort que prévu. (d’ailleurs l’étude de trafic aboutit à une fourchette de trafic, car on travaille beaucoup sur des hypothèses à partir des données de trafic actuelles).
      
      Pour répondre à Forest Ent, ce système consomme deux fois moins d’énergie qu’un TGV, à 350 km/h (la vitesse commerciale qui permettrait de relier les deux villes en 12 minutes, ou plutôt 11minutes et des poussières. Cette consommation a été calculée par un ingénieur Suisse selon les données de notre projet), en tenant compte de la consommation des pompes à vide. Après il peut aller plus vite (500 km/h voire plus, en vitesse commerciale), mais ça consomme plus évidemment, l’intérêt sur Lyon-Saint-Etienne est faible au vu du gain de temps.
      Il manoeuvre mal, certes, mais en même temps on ne lui demande pas de faire demi-tour en suivant la place Bellecour, car un système de barillet, comme dans un revolver, permet de faire passer le train d’une voie à l’autre. (Ce système existe déjà à Falkirk en Grande-Bretagne comme ascenseur à bateaux)
      
      En ce qui concerne le tram-train de l’Ouest Lyonnais, il me semble qu’il est prévu pour 2011, après je ne garantis pas qu’il soit livré en temps et en heure, je n’en suis pas responsable !
      
      Voilà, j’espère avoir répondu à quelques questions. N’hésitez pas si vous constatez un manque dans ces explications.
      
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      - Forest Ent 17 juin 2008 12:38
        
        C’était sans doute un exercice intellectuellement intéressant, et je vous en félicite. Ce n’est par contre pas un projet industriellement intéressant, mais vous n’y êtes pour rien.
        
        l’absence de rejet de CO2 ... s’affranchir des contraintes du relief
        
        Ces deux points seraient tout aussi vrais pour un train classique.
        
        Pour répondre à Forest Ent, ce système consomme deux fois moins d’énergie qu’un TGV, à 350 km/h.
        
        Lol. Je demande à voir les calculs. Un TGV à 320 consomme moins de 40 Wh/tonne*km, départs, arrêts, et réseau de distribution inclus (moins de 10% d’ailleurs). A peu près rien, quoi. Par contre, ça n’a jamais pu être correctement estimé par des calculs en labo, car le réseau électrique est trop complexe. A votre place, j’aurais pris un coeff de marge de 100% à 300% sur des calculs théoriques. Mais ça n’a pas trop d’importance, parce que le TGV consomme si peu que, même si votre système consommait deux fois moins, la différence de coût serait marginale, et ne justifierait en rien un système beaucoup plus compliqué. Sans compter qu’il va avoir des servitudes qui vont consommer aussi, comme les pompes à vide.
        
        Ca m’aurait amusé de voir aussi les aspects fiabilité et coût en exploitation, genre comment on répare les trains en panne, et sécurité, genre qu’est-ce qu’on fait en cas d’incendie.
        
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      - bruno 18 juin 2008 20:13
        
        Les calculs ont été faits (pas par nous, par les ingénieurs Suisses, et ils les ont certainement mieux fait que nous ne l’aurions fait) pour une vitesse de 323km/h, un véhicule de 65m de long et de capacité 208 passagers, un tunnel de 5m de diamètre intérieur : à cette vitesse, la consommation prévue par le modèle aérodymanique est de 1,2 MJ/km, quand celle d’un TGV à la même vitesse est d’environ 2,4 MJ/km. L’intérêt n’était pas de mettre en compétition les deux systèmes (un TGV en tunnel entre Lyon et Sain-Etienne serait une aberration compte-tenu du coût du tunnel qui serait nécessaire (deux tubes de 10m de diamètre, ce diamètre est élevé en raison de l’effet de souffle, et un TGV en surface nous ramène aux problèmes de relief et de manque de place).
        
        Au niveau fiabilité, c’est effectivement un problème potentiel puisqu’une telle infrastructure n’a jamais été construite, mais la sustentation magnétique est un concept bien maîtrisé à l’heure actuelle. La combinaison de plusieurs technologies innovantes (sustentation magnétique, atmosphère partielle) crée cependant un risque puisqu’elle n’a jamais été réalisée encore (un tronçon test de moins d’un km sera réalisé en 2009 pour valider les théories relatives au Swissmetro).
        
        pour la sécurité, nous avons identifié trois risques principaux : dépressurisation de la rame (comme en aérien), panne d’électricité, incendie.
        Pour le premier, les pompes à vide peuvent marcher dans les deux sens et permettent de remettre en pression suffisante le tunnel en 90 secondes. Pour le deuxième, des batteries embarquées amènent le train jusqu’à la sortie la plus proche (puits d’exploitation ou gare) puis les passagers sont évacués. Pour le troisième, l’accent est mis sur la prévention (matériaux ignifuges, systèmes d’extinction, etc.) et s’il y a un incendie, le train continue à avancer jusqu’à la sortie la plus proche de la même manière que pour un tunnel ferroviaire classique.
        
        La maintenance est assurée grâce au système de barillet (comme un revolver) en gare, qui permet d’atteindre troies voies : Les deux voies exploitées et une voie de garage. De plus, le barillet contient un véhicule supplémentaire prêt à rouler.
        
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        bruno 29 juin 2008 14:17
        
        Bonjour,
        
        quelqu’un demandait l’étude. J’ai mis en ligne le dossier de presse, ce n’est pas l’éutude mais il reprend les principaux points de l’étude. Un gros et long résumé, en quelque sorte.
        
        Lysette dossier de presse
        
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