Tramway - Définition

Le tramway (ou tram) est une forme de transport en commun urbain ou interurbain circulant sur des voies ferrées équipées de rails plats (alors que ceux des trains sont légèrement inclinés vers l'intérieur de la voie) et qui est implantée en site propre ou encastrée à l'aide de rails à gorge dans la voirie routière. Aujourd'hui, il est généralement à traction électrique.

Au Québec le conducteur d’un tramway était appelé garde-moteur. En France, le terme wattman est tombé en désuétude.

Histoire

Premières lignes

Le tramway est apparu durant la première moitié du XIX^e siècle, mû par la traction animale. Les premiers tramways hippomobiles sont construits aux États-Unis (ils circulent en 1832 sur la ligne de New York à Harlem et en 1834 à La Nouvelle-Orléans). Voir aussi : Liste des véhicules hippomobiles. Les premiers rails, en U saillant, créent une gêne importante et provoquent quelques accidents. Ils sont supplantés, dès 1850, à New York, par des rails à gorge, puis, en 1852, par des rails dénués de saillant (inventés par le français Alphonse Loubat). Le premier tramway de France est construit dans le département de la Loire sur la route entre Montrond les Bains et Montbrison. Il fait 15 km et est mis en service en 1837. Plus tard, en 1853 à l'occasion de l'exposition universelle, une ligne d'essai est présentée sur le cours de la Reine, dans le VIII^e arrondissement de Paris. Lors de l’exposition de 1867, une desserte était effectuée par des tramways à traction hippomobile et était surnommée " chemin-de-fer américain ".

Le tramway se développe alors dans de nombreuses villes d'Europe (Londres, Berlin, Paris, Milan, …). Plus rapides et confortables que les omnibus (circulant sur les voies carrossables), les tramways ont un coût d'exploitation élevé du fait de la traction animale. C'est pourquoi la traction mécanique est rapidement développée : à vapeur dès 1873, électrique à partir de 1881 (présentation de la traction électrique par Siemens à l'Exposition de l'électricité à Paris et à Berlin). Le développement de l'alimentation électrique, complexifiée par l'interdiction des lignes aériennes dans certaines grandes villes, ne prend une véritable ampleur qu'à partir de 1895 à Paris et en région parisienne(tramway de Versailles).

La modernité technique que représente l'électricité et surtout les faibles nuisances engendrées par celle-ci facilitent son adoption rapide, une fois que les difficultés liées à la production et au transport de l'électricité furent résolues. Le premier tramway électrique est mis en exploitation à Budapest en 1887, tandis qu'en Suisse, la première ligne (Vevey-Montreux-Chillon), sur la Riviera vaudoise, est ouverte en 1888. En France, il circule pour la première fois à Clermont-Ferrand en 1890.

L'âge d'or

Le tramway connaît un essor considérable du début du XX^e siècle jusque dans la période de l'entre-deux-guerres, avec la multiplication des lignes et l'accroissement du nombre d'usagers : c'est alors le principal moyen de transport urbain. Les transports hippomobiles ont quasiment disparu de toutes les villes européennes et américaines autour des années 1910, et les autobus sont encore en phase de développement, gagnant en fiabilité mécanique, mais restant en deçà des prestations offertes par le tramway. L'automobile est encore – pour peu de temps – réservée à une clientèle aisée.

En Amérique du Nord, Montréal se distingue par l’avant-gardisme de la Compagnie des Tramways de Montréal, qui introduit de nombreuses innovations technologiques et concernant l’exploitation, telles que le premier tramway entièrement en acier, la perception du tarif dès la montée à bord, les premiers tramways articulés, et les premiers tramways panoramiques pour les touristes.

Une disparition partielle et temporaire du paysage urbain

Le développement de la vente de véhicules individuels entraîne dans certaines villes la disparition rapide du tramway du paysage urbain à partir des années 1950. Les progrès techniques des autobus les rendant plus fiables, ces derniers deviennent des concurrents sérieux pour le tramway, car ils ne nécessitent pas la mise en place d'une infrastructure onéreuse, mais se contentent d’emprunter la chaussée dont les coûts d’entretien sont difficiles à répercuter sur les divers utilisateurs.

Les pouvoirs publics investissent alors surtout dans la mise en place de réseaux d'autobus, voire dans des infrastructures routières et autoroutières destinées à une automobile désormais perçue comme la marque du progrès. La priorité donnée aux aménagements routiers est illustrée par les propos de Georges Pompidou qui déclare en 1971 que " la ville doit s'adapter à la voiture ".

Les réseaux de tramways ne sont plus entretenus ni modernisés, ce qui achève de les discréditer aux yeux du public. Les anciennes lignes, considérées comme archaïques, sont alors peu à peu remplacées par des lignes d'autobus.

Les réseaux de tramways disparaissent presque totalement d'Amérique du Nord, de France, de Suisse romande, des îles Britanniques et d'Espagne. En revanche, ils sont maintenus – et dans certains cas modernisés – en Allemagne, en Autriche, en Belgique en Italie, aux Pays-Bas, en Scandinavie, en Suisse alémanique, au Japon et dans toute l'Europe de l'Est. En France et en Suisse romande, seuls les réseaux de Lille, de Saint-Étienne, de Marseille, de Genève et de Neuchâtel survivent à cette période, mais ils sont réduits chacun à une ligne unique. Au Canada, seule la ville de Toronto garde son réseau de tramways au centre-ville, suite aux pressions de citoyens.

Renaissance

En France

Le choc pétrolier de 1973, et les problèmes croissants de congestion urbaine, entraînent, en France, une réorientation des politiques de déplacement vers les transports publics de masse. Tandis que le métro est privilégié dans les métropoles françaises de Lyon et Marseille qui l’inaugurent en 1978, le renouveau du tramway en France intervient avec le concours lancé par le secrétaire d'État Marcel Cavaillé en 1975. Il s'agit alors d'un concours pour définir le futur tramway standard français devant équiper huit villes : Bordeaux, Grenoble, Nancy, Nice, Rouen, Strasbourg, Toulon et Toulouse. L'industrie française ne se mobilisera guère pour ce concours reprenant des principes alors considérés comme "vieillots". C'est Alsthom (renommé Alstom) qui est retenu et il est alors demandé à 8 villes d'étudier l'implantation du tramway. L’intérêt manifesté est faible, les villes privilégiant alors des systèmes considérés comme "futuristes", comme le système imaginé par Pomagalski pour Grenoble qui sera finalement abandonné en 1979 au profit du tramway.

Nantes (aujourd'hui le 1^er réseau de tramway en France), ne faisait pas partie du panel ministériel, mais elle se porte alors spontanément candidate. Le projet est mené à son terme mais non sans heurts : il faut non seulement vaincre le scepticisme de la population mais aussi les retournements politiques. Nantes sera néanmoins la première ville française à se doter d’un tramway moderne en 1985, qui se caractérisera essentiellement par une circulation en site propre, un écartement à voie normale et une captation de courant par pantographe et caténaire. Le tramway de Grenoble inauguré en 1988 apportera comme innovation majeure le plancher bas à 350 mm du plan de roulement, rendant ce mode de transport accessible aux personnes à mobilité réduite (ce qui n’était alors pas le cas à Nantes) sans la nécessité de recourir aux quais hauts, cette dernière solution étant préférée en Amérique du Nord. Ce matériel instaurera le tramway standard français qui sera repris à Rouen en 1994 (réseau nommé Métrobus) puis sur les lignes de la banlieue parisienne.

Strasbourg, après avoir longtemps étudié le VAL, sera la première ville française à coupler la mise en place du tramway avec un projet de requalification urbaine et de remise en cause de la place accordée à l’automobile en ville. Son tramway inauguré en 1994 au design caractéristique, offrant de larges baies vitrées permettant d’admirer la ville, et roulant sur un tapis d’herbe, deviendra rapidement l’emblème du renouveau du tramway en France et au-delà.

Strasbourg, la première ville française à s’équiper de matériel roulant non français, mettra un terme au design unique. L’expérience strasbourgeoise constituera un tournant dans la réintroduction du tramway en France, qui ne sera plus alors seulement considéré isolément comme un moyen de transport collectif mais un outil au service de l’urbanisme de la ville.

De nombreuses autres villes françaises, comme Montpellier, suivront rapidement, aidées en cela par une politique nationale de soutien aux investissements dans les infrastructures de transport public, qui prendra fin en 2003, et débouchera sur de nombreuses inaugurations dans les années 2000. On peut citer en particulier Bordeaux, qui après avoir abandonné le VAL, introduira, en 2003, un tramway pouvant capter le courant au sol en exploitation normale afin de s’affranchir de la prise de courant par caténaire dans le quartier historique.

D'autres villes, telles Nancy (Cf. Tramway de Nancy) et Caen mais néanmoins soucieuses de se doter d’infrastructures de transport en site propre, sans pour autant affronter les coûts d’infrastructures initiales liés au tramway, préféreront se doter de trolleybus guidés, aussi appelés tramway sur pneus.

Ailleurs

• Genève (Suisse) possédait, au début du XX^e siècle, un réseau de tram (urbain et vicinal) extrêmement étendu (118 km), mais qui a presque entièrement disparu : entre 1969 et 1993, il n'est resté qu'une seule ligne de tramway en circulation. Depuis, la reconstruction d'un réseau urbain de trams est en cours. Pour plus de détails, consulter les articles Tramways suisses et Transports publics genevois.

• Aux États-Unis, on peut citer l'exemple de la ville de Portland, dans l'Oregon, qui a développé un réseau moderne de tramways (autant que possible en site propre) et ne cesse de l'étendre, mais aussi une ligne urbaine classique avec un tramway moderne qui partage la voirie avec les autres usagers de la rue.

Évolutions

Complémentaires du tramway classique, ces évolutions permettent de couvrir davantage d'espace ou de franchir des pentes inaccessibles au tramway classique.

Tram-train

Le tram-train est un système qui permet à une même rame de circuler sur des voies de tramway en centre-ville et de relier des stations situées en périphérie, voire au-delà, en circulant sur le réseau ferroviaire régional pré-existant.

Le matériel utilisé doit être compatible avec le chemin de fer classique (signalisation, puissance, résistance). L'offre de ce mode de transport en commun contribue à un maillage plus efficace de l'ensemble du réseau, notamment en cas de combinaison avec le tramway classique. Très développé dans les pays germaniques, et notamment à Karlsruhe (Modèle de Karlsruhe), ce système à été mis en service en région parisienne (Ligne T4, ancienne ligne des Coquetiers entre Bondy et Aulnay) en 2006. Les prochaines mises en service sont à Mulhouse en 2010, à Nantes sur la Ligne Nantes-Châteaubriant pour 2009 et dans l'Ouest Lyonnais (ce dernier ne roulera pas encore en voirié urbaine) ainsi qu'à Strasbourg; projet qui devait normalement voir le jour en 2008 mais qui a été phasé: première phase: 2009, cadencement de la ligne concerné et création de la ligne F (futur parcours urbain du tram-train), puis la phase avec le matériel spécifique (Citadis Dualis) à l'horizon 2011/2012.

À plus longue échéance, il existe d'autres projets à Grenoble, Saint-Étienne, La Réunion etc. La plupart des projets sont concentrés en Île-de-France, en Alsace, et en Rhône-Alpes.

Interurbains

En Amérique du Nord, le tram-train avait pris la forme de nombreux interurbains (l'équivalent européen en était- quelque peu ...- les chemins de fer vicinaux belges) ; beaucoup exploitaient des trains de marchandises interchangés avec les réseaux ferroviaires classiques (de ce fait, ils étaient exploités sous un régime réglementaire identique aux chemins-de-fer où la signalisation latérale et les ordres de marche, plutôt que la marche à vue dictent les évolutions des trains ; de même, les tramways y circulant étaient construits aux mêmes normes anti-collisions que les voitures ferroviaires conventionnelles, étant régis par les normes d'interchange de wagons de l'AAR).

De nos jours, seule la compagnie Chigago, South-Shore & South-Bend subsiste : elle offre un service de banlieue Chicago_South-Bend; ses rames circulent encore au milieu de la rue à de nombreux endroits.

Au Québec, on pouvait compter sur le "Québec Railway, Light, Heat & Power" (Québec_Sainte-Anne-de-Beaupré) ainsi que le Montréal & Southern Counties (Montréal_Granby), qui tous deux étaient des subsidiaires du Canadien National. Sur ces deux lignes, trains et tramways circulaient ensemble.

Au Canada, le service du O-Train est d'une certaine manière un tram-train, parce que le matériel roulant (rames Talent, de Bombardier) en service urbain est conçu pour du service sur ligne ferroviaire (les rames étaient en fait destinées à la Deutsche Bahn), et circule sur une ligne ferroviaire classique avec une signalisation modifiée (balises Indusi et dérailleurs enclenchés) pour empêcher l'intrusion de trains conventionnels lors de la circulation des tramways diesel. Cette ségrégation est due au fait que les rames Talent ne satisfont pas aux normes nord-américaines de protection passive contre les collisions.

En Europe existent également des trams interurbains. On peut citer par exemple la ligne du Tram de la côte belge, qui parcourt du nord au sud la côte de ce pays, sur 68 km, et qui joue un rôle touristique de premier plan, qui se rajoute à sa fonction de transport public traditionnelle. Cette ligne est la seule des nombreuses liaison de tramway vicinaux qui ont existé en Belgique à avoir été maintenue.

Tramway sur pneus

Directement inspiré du monorail Larmajat ayant circulé en 1868 sur le tramway du Raincy à Montfermeil, le tramway sur pneus est guidé par un galet (roulette à double boudin) suivant un rail central (guidage mécanique) ou par une cellule optique suivant un trait tracé sur son chemin (guidage optique). Ce système dispose, d'après ses promoteurs, de deux principaux atouts : le coût d'investissement est moindre que celui d'un tramway classique et il offre la possibilité à la rame de quitter ponctuellement son tracé en cas d'incident de parcours, voire de parcourir des sections entières de lignes non équipées de guidage, en mode trolleybus (à condition que le mode de captage de courant soit compatible: perches et ligne de contact double), ou autobus, les rames étant équipées d'un groupe électrogène. Elles peuvent s'affranchir alors de guidage et de ligne de contact aérienne. Il s'agit donc d'un véhicule hybride. Circulant sur pneus, ces rames sont capables de franchir de fortes pentes (jusqu'à 13% selon le constructeur) à moindre coût ; techniquement les tramways classiques peuvent gravir des pentes allant jusqu'à 14%, mais il est nécessaire d'installer des rampes et d'adapter le matériel, ce qui engendre un évident surcoût. Malgré les difficultés rencontrées par les premiers réseaux français actuellement en exploitation – notamment à Nancy et dans une bien moindre mesure à Caen – il est encore trop tôt pour se prononcer sur l'avenir de cette technique. Un système différent est exploité à Clermont-Ferrand et bientot à Douai.

D'après certains le coût d'utilisation du tramway sur pneus serait supérieur à celui d'un tramway ferroviaire. Mais aucune étude n'a jamais tranché en faveur (ni en défaveur) de l'une ou l'autre des technologies. A l'heure actuelle la seule source fiable et rigoureuse qui aborde cette question de coût est un rapport des Ponts et Chaussées, qui dit sans plus de précisions que le tramway sur pneus coûte plus cher que ce qui était prévu, mais sans atteindre le coût d'un tramway ferré. Ce qui est par contre certain, c'est que les dépenses engendrées par les tramways sur pneus sont différentes de celles engendrées par un tramway ferroviaire : la consommation d'énergie est double (la résistance au roulement pneu/chaussée étant beaucoup plus forte que fer/fer) mais en parallèle les véhicules sont plus légers (on ne sait pas si la légereté des véhicules compense ou non la plus grande resistance pneu/chaussé), il faut remplacer les galets de guidage et les pneumatiques (de la même façon qu'il faut remplacer les roues des tramways ferrés). Il est également nécessaire de recharger de produit bitumineux la chaussée pour compenser l'orniérage (cette contrainte disparait lorsque la chaussée est en béton armée).

La spécificité du système rend le réseau captif du constructeur initial pour de nouvelles commandes. Cette particularité rend les systèmes sensibles à un risque dit " industriel " : si le constructeur disparait ou cesse de produire le système, les lignes déjà en service ne pourront jamais être étendues, à moins de changer de technologie, ce qui est évidemment très coûteux. Dans le cas du TVR il semblerait que ce risque industriel soit réalisé : la conception à la hussarde de la ligne nancéenne serait responsable de la décision de Bombardier de ne plus produire de TVR (décision non officielle, donc soumise à précautions). Le cas du TransLohr est différent, puisque le nombre important de lignes commandées (3 en France, 4 en Italie, 1 en Chine) devrait permettre à Lohr Industries de continuer à proposer son produit à la vente.

On notera que le terme tramway n'est plus utilisé ici au sens propre, car le véhicule ne roule pas sur des rails mais sur une chaussée, le rail lui servant de guidage. Les anglophones le nomment guided trolleybus, ce qui a donné en français trogui pour " TROlleybus GUIdé ".

Alimentation par le sol

On reproche parfois au tramway l'aspect inesthétique des lignes aériennes de contact (LAC), notamment dans les centres historiques.

Le réseau des anciens tramways parisiens a fortement pâti de cette exigence en utilisant le procédé farfelu des plots d’alimentation (systèmes Claret-Vuilleumier, Védovélli, Diatto et Dolter), puis ensuite de l’alimentation par caniveau comme à Washington DC, capitale fédérale américaine et d'autres villes comme Nice.... Le seul avantage était d'ordre esthétique, de par l’absence de fil d’alimentation, mais les inconvénients étaient légion, à la fois au niveau de la construction, mais aussi de l’entretien et de l’exploitation.

Ce souci d’esthétisme explique pourquoi le tramway de Bordeaux, mis en service en 2003, comprend plusieurs sections avec alimentation par le sol (APS) : elle se fait par un troisième rail, situé entre ceux de roulement. Il est divisé en sections isolées les unes des autres et qui ne sont automatiquement mises sous tension que lorsqu'un tramway roule ou se trouve au-dessus.

Batterie

A Nice, il a été installé dans le toit du tram une batterie nickel-métal-hydrure capable de stocker assez d'énergie pour propulser une rame à 30 km/h sur plusieurs centaines de mètres. Ce système, sans caténaires, a pour avantage de préserver les places Masséna et Garibaldi, ainsi que de ne pas gêner le passage des chars du Carnaval.

Avantages et inconvénients du tramway en termes d'urbanisme

Avantages

Le coût d'investissement du tramway est élevé, mais il reste abordable pour une ville moyenne. Un kilomètre de tramway représente en général le tiers de l'investissement pour un kilomètre d'une ligne de métro, car il n'y a pas à creuser ; mais il faut refaire la voirie et les réseaux.

Les systèmes aériens, comme le monorail et les métros légers (Skytrain et VAL – surtout sa version export), obligent à un urbanisme dédié avec des avenues larges et, autant que possible, des immeubles intégrant les stations. Pour les coûts, il est très difficile de les obtenir, donc de les comparer.

La vitesse commerciale du tramway est plus élevée que celle du bus, car sa plate-forme est conçue essentiellement en site propre (c'est-à-dire excluant les autres modes de circulation) et il a priorité sur les autres véhicules aux carrefours. Cette vitesse le rend attractif et permet d'envisager une nouvelle organisation des déplacements en agglomération. La circulation automobile en centre-ville n'est plus encouragée, et des parkings-relais en connexion avec les lignes de tramway sont répartis en périphérie, afin de capter les flux automobiles se dirigeant vers la ville. La tarification de ces parkings (couplage avec des tickets de transport) les rend plus avantageux que le coût d'une ou deux heures de stationnement en centre-ville. Dans certains cas, ce système de parkings-relais permet même un gain de temps. Néanmoins, le tramway a les mêmes inconvénients que le bus et le métro en matière d'amplitude horaire, car sa circulation s'arrête la plupart du temps entre minuit et l'aube.

Les travaux de mise en place de l'infrastructure nécessaire au tramway permettent de repenser l'aménagement des espaces publics et sa distribution, en y donnant une priorité à un paysage urbain pacifié par un traitement paysager ou par une piétonnisation des espaces stratégiques en cœur de ville ou de quartier. La construction d'un réseau de tramway est ainsi souvent couplée à l'extension des secteurs piétonniers avec intégration plus poussée des besoins des handicapés (qui ne subissent plus les indisponibilités imprévisibles des moyens d'accès annexes du métro, ascenseurs et escaliers mécaniques vandalisés). Ces travaux permettent également une rénovation complète des réseaux souterrains à moindre frais pour les propriétaires ou exploitants (conduites de gaz ou d'eau anciennes remplacées, évacuations des eaux pluviales redimensionnées, égouts remis à niveaux...). Ils permettent aussi d'installer de nouveaux réseaux de communication (cables, fibre optiques) Le tout étant financé par les travaux du tramway.

Le tramway, enfin, permet de reconnecter des quartiers périphériques longtemps marginalisés par rapport au centre-ville.

Accessoirement, le tramway, ainsi que le bus, permettent aux usagers de rester en contact avec la lumière naturelle, de pouvoir bénéficier des aménagements architecturaux de la ville, de pouvoir visiter les quartiers desservis comme avec un système touristique à moindre frais et éventuellement de pouvoir utiliser leur téléphone portable.

La place du tramway est là où la fréquentation potentielle est trop importante pour être absorbée par un bus (12 m, 18 m ou 24 m exceptionnellement) et trop faible pour justifier les coûts élevés d'un métro. À noter les nouveaux tramways de Bruxelles - de 43 m de long - offrent 258 places.

De plus, l'infrastructure du tramway permet, à terme, la réalisation de lignes de tram-train, ce que ne permettent ni les autobus et trolleybus, ni les transports guidés sur pneu, ni les métros s'ils sont alimentés par 3eme rail (bien que, potentiellement, si un système ferroviaire est adopté, des liaisons pourraient être faites).

Un avantage financier est également à noter : d'après les données fournies par le réseau de Genève, le tramway est plus économique et provoque moins de vibrations que les bus et trolleybus.

Au delà des avantages techniques et économiques, le tramway procure aussi des avantages en termes d'image de la ville. Une des raisons majeures du succès qu'il rencontre depuis les années 1980 est liée à l'idée qu'il propose une nouvelle image des villes qui le choisissent. Par son aspect visible, sa présence dans les rues, qui le différencie nettement du métro, le tramway agit comme un vecteur puissant de renouvellement de la représentation des villes. C'est la raison pour laquelle les constructeurs proposent des matériels dont l'aspect externe s'adapte aux souhaits des décideurs urbains qui cherchent aussi par ce moyen à agir sur l'image de leur ville, dans une démarche qui peut s'apparenter à du marketing urbain, mais qui peut aussi constituer un moteur pour le renouvellement urbain.

Inconvénients

• Coût d'investissement élevé par rapport à l'autobus, qui peut également être conçu en site propre. Il n'est pas à la portée des petites agglomérations.
• Coût d'exploitation élevé par rapport aux métros légers automatiques, à cause du chauffeur notamment.
• Vitesse lente par rapport au métro et débit nettement inférieur (de l'ordre de 7 000 passagers/heure au maximum contre plus de 12 000 pour le métro).
• Rails creux dangereux pour les cyclistes lorsqu'ils partagent la même chaussée que le tramway. Cet inconvénient peut être pratiquement éliminé par l’insertion d’une bande élastique dans la gorge (voir § suivant).
• Occupation de l'espace urbain du niveau zéro, ce qui nécessite une nouvelle gestion des flux
• Pollution sonore (bruit de roulement métallique caractéristique).
• Pollution visuelle car les caténaires et toute leur logistique (poteaux, soutiens...) envahissent l'espace et "bouchent" la vue vers le ciel (sensation d'enfermement). L'alimentation par le sol, utilisé sur une partie du nouveau réseau de tramway à Bordeaux, peut régler ce problème. Pourtant, ce système est beaucoup plus cher et aussi moins fiable que les caténaires traditionnelles.

D'un point de vue technique, la place du tramway n'est pas celle de l'autobus ou du métro. Il s'agit bien d'un véhicule intermédiaire destiné à assurer la desserte de lignes ne pouvant être assurées ni par l'autobus/trolleybus, même en site propre, ni par véhicule automatique léger sauf investissement d'urbanisme considérable.

Technologie

Voie

La voie est le plus souvent encastrée dans la chaussée, et, en tel cas, fait appel à des rails à gorge comprenant une ornière destinée à accueillir le boudin des roues des véhicules y circulant.

Jadis, on faisait le plus souvent appel à une pose classique des rails sur traverses en bois traité et semelles, autour desquels on posait les pavés de la chaussée (ou que l'on noyait dans l’asphalte ou le béton), mais avec le temps, des méthodes plus perfectionnées ont été élaborées.

Certains réseaux, comme ceux d’Amsterdam, en Hollande, ont recours à des rails dont la gorge est remplie d'un polymère élastique qui permet d’éviter que les roues étroites des bicyclettes s’y prennent et causent des accidents. Le polymère est facilement écrasé par les roues des tramways beaucoup plus lourds.

Avec la généralisation des sites propres, on assiste à un abandon des rails à gorge, qui ne sont plus guère utilisés qu'aux endroits où la voie doit être noyée dans la chaussée et au niveau des aiguillages, croisements ou courbes prononcées qui nécessitent des contre-rail, le rail à gorge se révélant alors moins onéreux que la pose d’un troisième rail. Le tram-train nécessite des 41GP.

Du fait de l’exiguïté de l’espace urbain où le tramway évolue le plus souvent, la voie comprend souvent des courbes très prononcées de faible rayon pouvant descendre jusqu'à un minimum de 17,5 mètres et même 15 mêtres dans les dépôts, sur un réseau en voie normale^[1]. Les réseaux en voie étroite permettent des rayons de courbure encore plus petits. Le matériel roulant est conçu pour pouvoir négocier ces courbes grâce à des bogies pouvant tourner sur un angle très ample.

Aiguillages

Du fait de la faible vitesse de circulation des tramways et de leur poids minime (comparativement à du matériel ferroviaire dit lourd), les aiguillages peuvent être beaucoup moins élaborés et peuvent ne comporter qu'une lame mobile (dans les peignes des dépôts notamment). Lorsque qu'ils sont établis sur des rails à gorge, ils peuvent en outre ne pas comprendre de contre-rail au droit du cœur, la gorge faisant office de contre-rail.

À l’origine actionnés manuellement au moyen d’un levier pointu, les aiguillages les plus utilisés ont rapidement été automatisés au moyen d’un solénoïde commandé par l’appel de courant sur une section isolée de la caténaire (actionnement de l’aiguillage ou non si le tramway tractionne en franchissant la section). Cependant, ils peuvent toujours être actionnés manuellement en cas de panne à l'aide d'un "sabre", appelé "pince" à Bruxelles ou clé d'aiguille à la SNCV.

Dans le but de diminuer les nuisances sonores dues au passage des roues sur les lacunes des cœurs d’aiguillage, la surface du rail est souvent abaissée ponctuellement pour que la roue ne porte sur la voie que par son boudin (voir schéma).

Propulsion

À l’origine, les tramways étaient hippomobiles. Ces véhicules étaient d’ailleurs déraillables, le cocher menant ses chevaux dans une direction presque perpendiculaire à la voie, ce qui lui permettait de s’approcher du trottoir pour y embarquer des passagers. Le réenraillement se faisait ensuite tout seul, le cocher menant son tramway vers l’axe de la voie.

La traction à vapeur fut parfois employée, soit au moyen de petites locomotives dont l’embiellage était le plus souvent dissimulé afin de ne pas effrayer les chevaux, soit au moyen de tramways autonomes munis d’une machine à vapeur.

Dans le but d’éliminer les nuisances causées par les fumées et la vapeur, la traction à l'air comprimé eut également droit de cité.

Mais toutes ces technologies s’effacèrent après que la démonstration éclatante de l’électrification par Frank J. Sprague du réseau de tramways de Richmond (Virginie), eut prouvé, dès 1887, que la traction électrique était le moyen idéal de propulsion des tramways.

D’abord contrôlée par des couplages série/parallèle assortis de shuntages divers, le contrôle de la traction électrique fut rapidement assuré par des semi-conducteurs de puissance, dès que leur fiabilité fut suffisante pour offrir un service à haute disponibilité.

On citera quelques trains-trams à propulsion essence ou diesel. La ville d’Ottawa (Canada) exploite notamment depuis 2001 une ligne de train léger dénommée O-Train au moyen de 3 rames diesel de 72t " Talent BR643 DMU " (Bombardier), à titre de projet-pilote sur 8 kilomètres (5 stations), avant la mise en construction de 2 lignes complètes. La terminologie ferroviaire n'étant pas une science exacte, les tramways classiques sont également appelés " trains légers " par ce réseau (voir ce site).

La ville de Lausanne (Suisse) exploite une ligne de tramways bimode, le TSOL (Tramway du Sud-Ouest Lausannois), munis d’un moteur auxiliaire diesel permettant une exploitation minimale en cas de rupture d’alimentation électrique, ainsi que les évolutions au dépôt qui est dépourvu de ligne de contact. En fait, malgré le nom de tramway, c'est plutôt un métro léger, et est aujourd'hui appelé ligne M1 dans le plan des transports publics lausannois.

On notera également quelques tramways à accumulateurs.

Freinage

Le freinage fut longtemps assuré par un frein à vis manipulé par le cocher, puis le machiniste et le wattman (ou garde-moteur). Le poids et les vitesses augmentant, il fut rapidement décidé de faire appel au frein pneumatique, alimenté par un compresseur muni d'un réservoir tampon. La plupart des tramways utilisent un frein direct, plutôt qu’un frein continu, les tramways étant rarement exploités en rames.

Les motrices PCC firent grand usage de freins à commandes électriques, ce qui permit de s’affranchir du compresseur.

Certains tramways circulant sur des lignes à profil abrupt ont été équipés de freins électriques, soit rhéostatique, soit à récupération, permettant de descendre de longue rampes sans échauffer dangereusement les freins. Le freinage par récupération est de plus en plus utilisé, permettant des économies d'énergie non négligeables.

Un nouveau système prometteur est en cours d'expérimentation : le stockage d'énergie dans des super condensateurs, permettant d'améliorer considérablement le bilan énergétique, voire de franchir des portions dépourvues d'alimentation aérienne, de façon moins onéreuse qu'avec des batteries d'accumulateurs, ou avec l'APS utilisée par la ville de Bordeaux.

Les trams PCC

La conception des tramways vécut une révolution au cours des années 1930 quand, en 1931, une conférence réunissant plusieurs présidents de compagnies de tramways américaines, l'Electric Railway Presidents Conference Committee élabora les spécifications du tramway PCC, le but étant d’offrir aux voyageurs un moyen de transport confortable susceptible de les détourner de l’automobile.

Alimentation électrique

Si les réseaux de tramways utilisent actuellement l'énergie électrique produite par les grands producteurs nationaux, ce n'était pas le cas à la fin du XIX^e ou au début du XX^e siècle.

A cette époque, les compagnies produisaient elles-même leur électricité, et revendaient l'éventuel surplus à des abonnés locaux.

Alimentation aérienne

Le premier tramway électrique était alimenté par un chariot courant sur deux fils aériens, et relié au tramway par un câble flexible. Cette méthode fut nommée troller (du mot anglais trawl, signifiant chalut), ce qui donna le mot trolley. Cette méthode n'était pas entièrement satisfaisante, le chariot ayant trop souvent tendance à dérailler.

Puis fut développée la perche terminée par une roulette à gorge dans laquelle venait s’encastrer le fil d’alimentation. Certains réseaux ont éventuellement substitué un frotteur à la roulette.

L’adoption de la perche a forcé les réseaux à recourir au retour du courant de traction par les rails, ce qui introduisit plusieurs inconvénients. Les courants vagabonds entraînent la corrosion galvanique des rails et souvent de structures métalliques à proximité (tuyaux, structures de viaduc, etc.), ainsi que des interférences avec une éventuelle signalisation par circuits de voie. Le danger d’électrocution pour les occupants du tramway lors d’un déraillement, ce dernier voyant ses parties métalliques normalement mises à la masse portées au potentiel de la ligne d’alimentation, ce qui exposait les occupants à l’électrocution s'ils devaient poser simultanément un pied sur la chaussée (à la terre) et l'autre sur une partie métallique du tramway sous tension (normalement à la terre).

La perche nécessite l’utilisation d’aiguillages aux bifurcations.

D’autres réseaux européens ont adopté l’archet, qui permet de se passer d’aiguillages sur les fils aériens.

Les réseaux les plus modernes ont, quant à eux, adopté le pantographe. On notera qu'il est difficile de faire cohabiter des tramways avec pantographes et avec perche, le réseau californien de MUNI (San-Francisco) en ayant fait la douloureuse découverte lors de la mise en service de motrices modernes au début des années 1980. Toutefois, les villes de Bruxelles (ligne de Tervuren, lorsqu'elle fonctionne comme ligne musée, en plus de son exploitation normale) et Lisbonne ont réussi la mixité perche / pantographe, sans soucis notables.

Dans le cas où cohabitent tramways et trolleybus, il est nécessaire de soigneusement isoler les fils du trolleybus, le retour du courant se faisant par cette voie.

Alimentation en surface

L'alimentation aérienne pose un problème esthétique et pour le passage des convois exceptionnels, il fut à divers moments proposé divers systèmes censés permettre de se passer du fil aérien.

On notera les divers systèmes de tramways à plots (Diatto, Dolter et Claret-Vuilleumier), où des contacts au ras de la chaussée permettaient à un rail de contact monté sous la caisse d’alimenter le tramway, le circuit électrique n’étant fermé, en principe, qu’au moment du passage du tramway sur le plot. Cela était effectué soit au moyen de relais, de contacteurs mobiles, ou d’un champ magnétique émis par le tramway (qui avait aussi l’avantage de nettoyer la chaussée de tout débris métallique, mais l’inconvénient de provoquer des courts-circuits)... Ces systèmes expérimentés à Paris furent gravement endommagés lors de la crue de la Seine en 1910, et le remplacement de l'alimentation électrique fut effectuée par la pose d'une ligne aérienne, autorisée provisoirement... qui dura jusqu'à la suppression du réseau parisien dans les années 30 !

Cette méthode fut oubliée pendant près d’un siècle suite à l’invention du caniveau souterrain. L'APS utilisée à Bordeaux au début du XXI^e siècle s'inspire d'un de ces systèmes (relais alimentant le rail de contact par section, en fonction de l'avancement du tramway situé immédiatement au dessus).

Alimentation souterraine

Les villes de Paris, Lille, Bordeaux, Nice, Bruxelles, Londres, New York et de Washington ont été munies de tramways à caniveau.

Ce système permettait d'amener l’alimentation sous le niveau de la chaussée, dans un caniveau situé soit au centre de la voie, soit à côté de l'un des deux rails. Le courant était capté par une " charrue " suspendue sous le tramway. Dans le cas du caniveau latéral, cette charrue pouvait se déplacer d’un côté à l’autre du tramway.

Comme elle captait le courant par deux conducteurs situés à l'intérieur du caniveau, cela présentait l'avantage de supprimer les courants vagabonds. Mais la complexité de sa construction ne justifiait son utilisation qu’aux endroits où c’était absolument indispensable, principalement par souci de préserver les centres historiques des villes de la concentration de poteaux et de lignes aériennes peu esthétiques, trouvait-on.

Le caniveau devant couper le rail aux croisements et aux aiguillages, cela engendrait une usure supplémentaire à ces endroits, et un bruit accru.

A Bruxelles il existait en plusieurs endroits des croisements de deux lignes à caniveaux de technologie différente car exploitées par des concessionnaires différents. Des défauts dans le système d'un exploitant comme par exemple la magnétisation des charrues du fait des métaux employés et du frottement contre les rails de contact avaient pour conséquence que ce type de charrue ramassait des débris métalliques, qui tombaient dans le caniveau du concurrent aux croisements. Cela a donné lieu à des "guerres de caniveau" qui obligèrent les exploitants à affecter un agent à chaque croisement pour y placer des planches sur leurs caniveaux lors du passage des trams du concurrent... La suppression de la traction électrique par caniveaux souterrains à Bruxelles date du 05/12/1942.

Par ailleurs, l’utilisation du caniveau était très contraignante. En effet, la charrue ne pouvait être déployée ou retirée qu'au droit des trappes. Ainsi, lors d'un défaut du caniveau à un endroit de la ligne, il fallait déployer un fil aérien sur l'ensemble de la section en caniveau si on ne voulait pas interrompre le service durant la réparation.

La rigidité d'exploitation de ce systême, les contraintes qu'elle engendrait et la lourdeur de sa maintenance entraînèrent sa suppression dans les quelques villes qui s'en étaient dotées.