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Le Pilotage Automatique (PA)


Sur cette page, je vous explique les idées de base du Pilotage Automatique (PA) et de son fonctionnement technique.
Le PA est aujourd'hui reconnaissable par bande posé sur les traverses au milieu des voies. Ce système est mis en oeuvre sur toutes les lignes du métro, sauf les lignes emoemo, emoemo et emoemo.

LES CONCEPTS DE L'AUTOMATISATION

À l'origine du métro, en 1900, c'était bien difficile de conduire un métro. Si vous avez eu la chance de voir - par exemple - un ancien Sprague Thomson, vous savez qu'à l'intérieur de la cabine de conduite se trouve beaucoup de leviers, dont chacun avait son propre rôle mécanique.
De plus, une rame était composée de deux ou trois voitures, dont une motrice. Dans celle-ci se trouvait uniquement un moteur, qui était utilisé directement par le conducteur. Conduire un métro à cette époque était un vrai art : non seulement il fallait avoir de l'expérience pour pouvoir conduire les voyageurs confortablement, mais il fallait aussi avoir la technique de pouvoir arrêter la rame à un lieu précis !

Ce n'est donc pas une surprise que la RATP voulait changer cette situation, une fois que le progrès technique fut arrivé. L'automatisation était -enfin- possible. Pour plus de détails sur l'automatisation en général, je vous propose de lire l'article sur l'automatisation du métro.

Dans [1] on définit en gros quatre étapes d'automatisation, ici visualisé dans un diagramme :

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Étape 1: situation originale; i.e. un moteur dans une motrice et quelques remorques;
Étape 2: plusieurs moteurs dans plusieures motrices, utilisé par télécommande;
Étape 3: télécommande en UM (unité multiple, rames couplées);
Étape 4: disparition du conducteur, exploitation entièrement automatique


Principes d'aide à la conduite

Dans [1] on définit également trois principes importants en ce qui concerne l'aide à la conduite :

I) Une intention = un geste. Donc mettre un fin à la situation dans laquelle un levier correspond à une action mécanique, mais les regrouper afin qu'un levier (ou bouton) corresponde à une seule intention. Y compris :

  • La préparation automatique d'un train (prise de service) comme l'eclairage, la pression, l'état des batteries, etc...
  • Trois modes d'opération (conduite manuelle [CM], conduite automatique [CA] et conduite couplage [CC])
  • Un seul manipulateur pour l'accélération et le freinage

II) Les manoeuvres interdites sont rendues impossibles (comme éviter la marche quand la pression est trop basse ou marcher quand le train n'est pas préparé)

III) La signalisation des anomalies dans la loge, qui informe le conducteur sur l'état du train en temps réelle.

Le premier essai du PA a été effectué le 24 janvier 1952 avec un MP51.
La première mise en service du PA eu lieu entre le 13 avril 1952 et le 31 mai 1956 sur la ligne Porte des Lilas-Pré Saint Gervais (en utilisant la voie navette, soit 750 mètres) avec le MP51 prototype PA (également le premier matériel sur pneus).

LA TECHNIQUE DU PILOTAGE AUTOMATIQUE

Pour appliquer le PA, la RATP a premièrement choisi la ligne emoemo (Châtelet - Mairie des Lilas). La ligne fut entièrement équipée en 1967.

En gros, le PA connaît quatre phases de marche :

  • traction maximale;
  • marche sur l'erre (roulement libre, pas d'accélération, ni de freinage);
  • freinage;
  • l'arrêt

Pendant la marche du train, l'équipement à bord du train doit constamment vérifier les informations reçus par le PA. En cas d'absence d'un signal PA (et que le train est sur conduite automatique) le train s'arrête.

La seule tâche qui reste pour le conducteur est de donner l'autorisation de départ, c'est-à-dire qu'il doit vérifier si tout le monde est bien monté à bord, que les portes sont bien fermées, qu'il n'y a pas d'obstacle sur les voies, etc...

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Le tapis du PA consiste en deux cables, un à gauche et un à droite du tapis. Dans chaque cable, il y a un courant électrique de 7,5 Ampères sur une fréquence de 150 Hz. L'ensemble gère un champ magnétique. Neuf centimètres au dessus du tapis se trouvent les bobines du train (sous un courant de 3,5 Ampères) qui lisent le champ magnétique du tapis (en fait, entre les deux câbles). Les différences générées par le champ magnétique sont transmises à l'appareil à bord du train. Cet appareil va mesurer le temps de parcours entre deux flux.

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Le temps de base entre deux flux est de 500 ms (1/2 seconde). Un temps entre 450 ms et 500 ms est reconnu par le système comme la mode marche sur l'erre. Si c'est moins que 450 ms, ceci est reconnu comme un freinage. Il y a plusieurs forces de freinage. Plus le temps est court, plus fort est le freinage. Ce freinage fonctionne de manière séquentielle, chaque cran de freinage a son effet sur la diminuation de la vitesse. Si l'effet n'est pas assez fort, le cran de freinage suivant sera plus donc fort.

Pour l'accélération, le principe est identique, mais en sens inverse. Les signaux connaissent une tolérence d'erreur de +/- 5 ms. Le tapis PA connait une tolérance d'erreur (de placement) de +/- 5 cm.

BIBLIOGRAPHIE

Pour la création de cet article, j'ai utilisé les sources suivantes:
[1] Télécommandes et automatismes sur les rames du Métropolitain de Paris (J. LEROY)
[2] Développement et perspectives de l'expérience de pilotage automatique des rames du Métropolitain de Paris (D. SUTTON)
Tous rassemblés dans le document "L'AUTOMATISATION DANS L'EXPLOITATION DU MÉTRO" (RATP Mars 1969; BID 0050 Médiathèque RATP).

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Dernière mise-à jour le :
   20-11-2006
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