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Les Rames Citadis® TGA 302

Publié le 20-10-2007 à 14h09 (mis à jour le 29-12-2016 à 22h03.)

Le matériel roulant du tramway de Lyon, du fait de la jeunesse du réseau, est très homogène. Jusqu’en 2012 le réseau a été uniquement pourvu de rames modulaires articulées bidirectionnelles de type Alstom Citadis® TGA 302 longues de 32 mètres, à plancher bas intégral, achetées quasiment « sur catalogue », et dont seule la face avant (dessinée pour Lyon par les bureaux de Renault Design) ainsi que les couleurs de l’aménagement intérieur sont personnalisées. Au fur et à mesure de l’extension du réseau, de nouvelles rames ont été achetées. Avec la hausse de la fréquentation, à partir de 2012, les nouvelles rames livrées sont du type TGA 402, longues de 43 mètres.

Les rames Citadis TGA 302 ont été fabriquées par Alstom dans son usine d’Aytré (Charente-Maritime). Les rames ont été livrées totalement assemblées, par des convois exceptionnels routiers. La première, la 801, est arrivée à Lyon le 6 avril 2000.

Les rames

Le nombre de rames Citadis TGA 302 à Lyon est actuellement de 73. Elles sont numérotées de 801 à 873. Elles ont été livrées en 4 tranches. La première de 39 rames (n°801 à 839) arrivée en 2000-2001 pour l’ouverture des lignes T1 et T2, la seconde de 8 rames (n°840 à 847) livrées en 2003 pour l’extension de T2, troisième de 10 rames (n°848 à 857) en 2006 pour l’ouverture de T3, et la dernière de 16 rames (n°858 à 873) en 2008-2009 pour la mise en service de la ligne T4.

Les rames sont composées de 5 modules articulés reposants sur 3 bogies dont 2 moteurs. Les bogies moteurs sont situés sous les caisses d’extrémité, dites motrices 1 et 2 (M1 et M2). Le bogie porteur est implanté sous la caisse centrale dite nacelle porteuse (NP). Enfin, entre chaque motrice et la nacelle porteuse s’intercalent des caisses suspendues. C1 du côté M1 et C2 du Côté M2. La dissociation d’une rame n’est possible qu’en atelier, pour des opérations d’entretien très exceptionnelles (réparation lourde suite à un accident grave, par exemple). Les rames sont équipées à leurs deux extrémités de systèmes permettant d’installer une barre de remorquage. Ces systèmes ne sont utilisés que pour des secours ou des déplacements en atelier, assurés par un engin rail-route ou une autre rame.

Diagramme des rames Citadis® du tramway de Lyon (Doc. Alstom, SyTRAL, CdR)

Diagramme des rames Citadis® du tramway de Lyon (Doc. Alstom, SyTRAL, Connaissance du Rail).

Tableau des caractéristiques principales

Longueur hors-tout32 416 mm
Largeur de caisse2 400 mm
Hauteur maxi au dessus du rail3 270 mm
Hauteur du plancher au dessus du rail350 mm
Distance entre pivots des bogies11 142 mm
Empattement des bogies1 600 mm
Masse à vide en ordre de marche38,41 t
Masse en charge normale52,48 t
Nombre de bogies moteurs2
Nombre de bogies porteurs1
Nombre de places assises56
Charge normale
(norme de 4 passagers par mètre-carré)
201 passagers
Charge maximale
(norme de 6 passagers par mètre-carré)
272 passagers
Vitesse maximale70 km/h
Puissance maximale à la jante (traction)688 kW
Tension d’alimentation750 V Courant Continu
Accélération moyenne en charge normale en palier1,10 m.s-2 de 0 à 40 km/h
Rayon de courbure minimal25 m

Les caisses sont en aluminium selon le montage caisse-poutre. Les parties des châssis à proximité des bogies, du fait des contraintes qui s’y exercent, sont en acier. La construction est modulaire et standardisée. Les caisses sont l’assemblage de plusieurs éléments montés indépendamment à plat (sol, parois, toiture…). Les deux nez de chacune des rames, rapportés avec les cabines de conduite sur la structure du module par boulonnage, sont habillés par des carrosseries polyester armé de fibres de verre. Cet habillage masque les boucliers d’absorption de choc. Les cabines de conduite sont équipées de pare-brises panoramiques légèrement bombé qui intègrent en partie haute une girouette à pastilles, et de vitres latérales. Juste derrière les postes de conduite, en hauteur, est disposée dans un renflement de la carrosserie, de chaque côté de la rame, une caméra permettant d’en visualiser les flancs en direction de la nacelle porteuse.

La livrée extérieure des rames est blanche. Les rames n°801 à 853 portent en plus un pelliculage sur leur bas de caisse représentant de manière stylisée en bleu sur fond blanc un certain nombre de monuments de l’agglomération (de gauche à droite : Le château de Saint-Priest, l’Opéra de Lyon, la grille du Parc de la Tête d’or en face du pont Churchill, la statue de Louis XIV de la place Bellecour, la cathédrale Saint-Jean, les Gratte-Ciel de Villeurbanne, la basilique et la tour métallique de Fourvière, et la tour de contrôle de l’aéroport de Bron), avec des serpentins jaune, rouge et bleu zigzagant sur toute la longueur de la rame. Cette frise est reproduite plusieurs fois sur les deux côté de la rame de la façon suivante : En regardant la face latérale de la gauche vers la droite, on a une frise entière entre la porte de la première caisse et le soufflet, les 4 premiers monuments entre les deux portes de la deuxième caisse, puis à nouveau la frise complète sur la caisse centrale, les quatre derniers monuments entre les deux portes de la quatrième caisse, et enfin une nouvelle frise complète entre le soufflet et la porte d’accès de la dernière caisse.

Frise décorative latérale des citadis n°801 à 853

Frise décorative latérale apposée sur les citadis n°801 à 853.

La rame 856 a été pelliculé « miroir » pour l’inauguration de la ligne T3, et elle a conservé cette décoration jusqu’à début mai 2009 suite à l’engouement qu’elle a suscité, alors qu’elle n’aurait en principe dû la conserver que 2 à 3 mois. Les rames n°854, 855 et 857 sont, elles, restées totalement blanches.

Les rames 858 à 873 ont elles reçu à leur livraison une nouvelle livrée conçue par l’agence de communication Sienne Design. Il s’agit d’une trame de ronds gris métallisé et de quelques rouges de taille variable sur un fond blanc.

Toutes les caisses de la rame sont reliées entre elles par des soufflets étanches permettant d’obtenir une intercirculation intégrale de grande largeur et sans obstacle sur toute la longueur de la rame.

Les bogies sont de type Alstom Arpège de type 350M (bogies moteurs) et 350P (bogie porteur) à cadre articulé en acier mécano-soudé. Leur empattement est de 1,6 mètre. Le diamètre des roues (neuves) est de 590 millimètres. Les essieux sont calés pour circuler sur une voie à l’écartement standard. La liaison caisse-bogies est assurée par des bielles et les 4 appuis de la suspension secondaire. La suspension primaire est assurée par des roues élastiques dont le rôle est aussi de réduire les bruits de roulement. La suspension secondaire est assurée par des ressorts hélicoïdaux. L’amortissement fait appel à des amortisseurs transversaux et verticaux entre la caisse et les bogies, ainsi qu’à des barres anti-roulis.

Diagramme vu de dessus du bogie Arpege™ des tramways Citadis® (Doc. Alstom)

Diagramme vu de dessus du bogie Arpege™ des tramways Citadis® (Doc. Alstom).

Le bogie porteur est équipé d’un système de graisseur de rail destiné à limiter l’usure des boudins de roues dans les courbes. Il porte aussi l’antenne SAE et les capteurs de vitesse et de mesure de la charge de la rame.

Les deux bogies moteur sont équipés chacun de 2 moteurs asynchrones triphasés à refroidissement par eau d’une masse de 335 kg et d’une puissance de 175 kW. Leur vitesse de rotation maximale est de 4550 tours par minute. La transmission de l’effort de traction est assurée par des engrenages et un pont moteur formant un essieu coudé virtuel. La lutte contre les phénomènes de patinage est assurée par des sablières qui disposent de tuyaux éjecteurs face à chaque roue du côté de l’extrémité du bogie. Seuls les éjecteurs à l’avant dans le sens de la marche sont actifs.

Diagramme vu de côté du bogie Arpege™ des tramways Citadis® (Doc. Alstom)

Diagramme vu de côté du bogie Arpege™ des tramways Citadis® (Doc. Alstom).

L’alimentation de la rame en courant 750 volts continu est assuré par un unique pantographe Schunk installé en toiture de la nacelle porteuse. L’équipement de puissance est composé d’un onduleur de tension de technologie IGBT Onyx® refroidis par ventilation forcée pour chaque bogie moteur. La commande en est assurée par un circuit de commande électronique basse tension AGATE Control™ relié à un manipulateur de traction-freinage disposé sur chacun des pupitres de conduite.

Le freinage est assuré par plusieurs dispositifs. Tout d’abord, on trouve sur les bogies moteurs le freinage électrodynamique à récupération et rhéostatique qui assure un effort de retenue de 3650 daN par bogie. Le freinage rhéostatique se substitue automatiquement à la récupération en cas d’absence de tension dans la caténaire. Ensuite, chaque essieu est équipé d’un disque de freinage en fonte ventilée de 400 millimètres de diamètre et de 60 millimètres d’épaisseur sur lequel viennent appuyer des plaquettes en matériaux composites. Les plaquettes sont montées sur des étriers assurant le serrage des freins par ressort. En service, le desserrage est assuré par pression grâce à un circuit hydraulique. Ce freinage par friction assure un effort de retenu maximum de 3410 daN sur les bogies moteurs et de 4980 daN sur le bogie porteur. Enfin, chaque bogie est équipé de 2 patins électromagnétiques pouvant venir s’appliquer sur les rails. En freinage de service, sont sollicités, à l’aide du manipulateur traction-freinage, les systèmes électrodynamique et mécanique avec une régulation des efforts en continu en fonction de la charge par un antienrayeur. En freinage d’urgence, déclenché, soit par le passage du cran spécial du manipulateur, soit par la rupture de la boucle d’urgence, les trois systèmes de frein sont sollicités avec un réglage des efforts en continu. Enfin, en freinage de sécurité, commandé, soit par le coup-de-poing, soit par l’ouverture de la boucle de sécurité, le courant est coupé aux moteurs de traction empêchant tout freinage électrodynamique. Dans ce cas, le freinage mécanique et les patins électromagnétiques sont sollicités à leur maximum de puissance, sans régulation. Il existe indépendamment des autres systèmes, pour le stationnement de longue durée, un frein de parking à ressort sur les essieux moteurs de la rame.

Les auxiliaires de la rame sont alimentés en 400 volts alternatif 50 hertz triphasé par un convertisseur statique principal à IGBT d’une puissance de 15 kVA. La charge des batteries, et l’alimentation du réseau basse tension est assurée par un convertisseur auxiliaire d’une puissance de 13 kW produisant du 24 volts continu à partir du 750 volts de la ligne aérienne. Chaque rame dispose d’un bloc batterie au cadmium-nickel.

Sur chaque face de la rame, on trouve 2 portes simples de 0,8 mètres de large situées à proximité des cabines de conduite, et 4 portes de 1,3 mètre d’ouverture à deux vantaux disposées à raison de deux par modules C1 et C2. Les portes sont vitrées sur toute leur hauteur. Elles sont louvoyantes-coulissantes à commande électrique, et disposent d’un bouton de commande électrique sur chaque face à disposition des passagers pour en assurer l’ouverture à la demande lorsque les rames sont à quai. Cette disposition, avec une fermeture temporisée, vise à assurer le confort climatique à l’intérieur de la rame. Les portes doubles disposaient à l’origine sur les rames n°801 à 857 d’une palette rétractable venant combler la lacune entre le quai et le sol de la rame. Ces palettes sources de pannes et de détresses en ligne ont été remplacées par des seuils « fusibles » en aluminium et caoutchouc. À proximité de chaque porte, à l’intérieur de la rame se trouvent un interphone et un levier de déverrouillage d’urgence.

Les parois latérales de la rame sont largement vitrées, à raison de 2 grandes baies par face pour les modules moteurs, d’une pour les modules C1 et C2 et de 2 pour la nacelle porteuse.

Le plancher de la rame est constitué de panneaux de contreplaqué collé sur la structure de caisse et recouvert d’un revêtement en PVC gris-bleu moucheté. Ce revêtement remonte sur les parois latérales en forme de plinthe haute se terminant en dessous de la hauteur d’assise des sièges. Au niveau des portes, le nez des marches est en aluminium incrusté de bandes anti-dérapantes.

Vue intérieur d’un Citadis® du réseau de Lyon (août 2007)Les revêtements de parois sont constitués de grands panneaux de tôles laqués pelliculés de couleur bleu azur.

Le plafond porte deux rampes longitudinales de tubes de tubes fluorescents à éclairage indirect, et les bouches de soufflage d’air de la ventilation disposées le long des parois. La partie centrale du plafond est habillé de tôles lisses laquées de teinte jaune clair.

La jonction entre le plafond et les parois est assurée par des caissons techniques de couleur bleu azur courant sur toute la longueur de caisse dont la face est inclinée à environ 20 degrés par rapport à la verticale. Ces caissons ont été conçus pour recevoir les plans de ligne, et peuvent recevoir des panneaux publicitaires. Sous ces caissons, aux angles des caisses sont disposées les caméras de surveillance qui enregistrent ce qui se passe dans la rame.

Les barres d’appui et de maintien disposées principalement sur les plateformes et vers les soufflets d’intercirculation sont toutes de couleur jaune vif. À proximité de chacune des portes est installé un oblitérateur de tickets et de cartes d’abonnement Ascom du même type que ceux qui sont installés dans les bus du réseau.

Les rames n°801 à 857 disposent de 56 places assises, à raison de 16 par motrice M1 et M2, 4 par module C1 et C2 et 16 pour la nacelle porteuse. Les rames n°858 à 873 disposent de 48 places assises, avec en plus 8 strapontins à la place des sièges dans les modules C1 et C2. Une rame peut admettre en charge normale 201 passagers (norme de 4 passagers par mètre carré). En charge exceptionnelle, la capacité atteint 272 passagers (norme de 6 passagers par mètre carré). Les sièges sont individuels, à coque en aluminium laqué bleu clair et dossier bas, avec des coussins habillés de velours anti-lacération bleu avec des lignes jaunes stylisant des lions. Ils sont disposés transversalement sur les passages de roues dans les motrices et la nacelle porteuse. Dans les modules C1 et C2, ils sont accrochés par bloc de deux côte à côte d’un côté à la paroi, et de l’autre reposent sur un piètement métallique laqué jaune. Enfin, chaque module C1 et C2 dispose sur l’une de ses parois entre deux portes d’accès d’une barre d’appui ischiatique habillée du même tissu que les sièges.

Pour l’information des voyageurs sont fixés au plafond des modules C1 et C2, transversalement, des afficheurs à matrice de diodes électroluminescentes rouges (vertes sur les dernières rames livrées) permettant de faire défiler des messages écrits.

Le confort thermique des passagers est assuré par un système de chauffage et climatisation électrique régulé par microprocesseurs. L’équipement de chauffage et refroidissement est de 2 unités pour les espaces voyageurs, et d’une unité par cabine de conduite sur chaque rame. Le soufflage de l’air s’effectue par des bouches intégrées au plafond, entre les dispositifs d’éclairage et la partie centrale.

Les cabines de conduite disposent de stores réglables à enrouleur sur le pare-brise, et les deux baies latérales. Le pupitre de conduite est installé au milieu, avec sur la gauche le manipulateur linéaire de traction-freinage avec poussoir de veille automatique intégré, et sur la droite les commandes de portes, de sablage et de gong électronique. Face au conducteur sont présent 3 écrans Les deux latéraux reprennent les images des caméras extérieures, faisant office de rétroviseurs lors de la marche, et de surveillance du quai lors de l’arrêt. Le moniteur central, normalement éteint lors de la marche, affiche tout ce qui a trait au fonctionnement de la rame.

Les transmissions de contrôle-commande entre le conducteur et les différents organes de la rame sont assurées, pour les fonctions principales de traction et freinage, par des lignes de train transportant des signaux en modulation de largeur d’impulsion. Les rames sont aussi équipées d’un système informatique embarqué de type FIP dont l’unité centrale est installée en cabine 1. Elle assure la transmission de données pour le contrôle-commande d’organes secondaires, la sonorisation et l’interphonie, le repérage des défaillances, et l’aide à la maintenance avec l’enregistrement de l’historique des dysfonctionnements. Pour cela lui sont reliés les équipements de traction et freinage, les convertisseurs d’alimentation des auxiliaires, les modules de commandes des portes, la centrale tachymétrique, et les systèmes de commande des unités de chauffage et climatisation.

Les spécificités

Les premières rames livrées (n°801 à 839) ont été équipées au centre de la nacelle porteuse d’une paroi vitrée avec une porte coulissante, car initialement il était envisagé de n’ouvrir en fin de soirée qu’une demi-rame aux passagers pour des raisons de sécurité. Cette idée n’a jamais été mise en application. En effet, cette méthode pouvait en cas d’afflux important de voyageurs provoquer une situation absurde de personnes voyageant entassées alors que la moitié de la rame circulait à vide. Les portes ont été démontées, mais les parois vitrées restes en place. Les rames des livraisons suivantes n’en sont naturellement plus équipées.

D’autre part, les rames bien que conçues pour être exploitées à la vitesse maximale de 70 kilomètre par heure, ont été limitées à 50 kilomètres à l’heure par le service de contrôle du ministère de l’Équipement, le STRMTG.

La mise en service de la ligne T3 le 4 décembre 2006 a levé cette limitation. En effet, les rames n°848 et suivantes ont reçu des lests et une structure renforcée aux extrémités pour limiter les phénomènes de galop, et améliorer la résistance aux collisions. Cependant, malgré ces équipements, la structure articulée à caisses suspendues de la rame, de par sa conception même, ne peut assurer un bon confort à vitesse élevée. De plus, la relative raideur de la liaison entre la caisse et le bogie rend les entrées en courbe légèrement inconfortables.

Toujours sur la ligne T3, les rames n°854, 855 et 857 ont conservée une livrée entièrement blanche en raison d’un désaccord avec les municipalités traversées. Les rames utilisées régulièrement sur T3 sont donc pour une partie intégralement blanches, sans frise décorative sur les bas de caisse.

En 2008, l’ensemble des rames en services (n°801 à 857), livrées avec des palettes comble-lacune mobiles au niveau des portes doubles on vu cet équipement remplacé par des seuils fixes « fusibles » en aluminium et caoutchouc afin de supprimer les dysfonctionnement de ces équipements particulièrement exposés et limiter les détresses en ligne qui en découlaient. Les rames livrées par la suite ont reçu de construction ces seuils fixes.

Du fait de l’évolution des techniques, les rames 858 et suivantes ont reçu un nouveau SAE numérique déployé sur la ligne T4 entre Jet d’Eau – Mendès-France et Hôpital Feyzin Vénissieux. De ce fait, les autres rames ne peuvent circuler de manière optimale (cela concerne en particulier la synchronisation avec la signalisation lumineuse), et leur emploi est évité sur cette ligne jusqu’à leur équipement avec ce nouveau matériel de communication.

Les modules C1 et C2 des rames n°858 à 873 ont été équipés d’origine avec quatre strapontins accrochés à la paroi en lieu et place des sièges. Il avait été prévu que cette disposition soir généralisée, et en 2009 la rame n°804 a été transformée sur ce modèle. Cependant, suite à diverses contraintes, cette disposition n’est finalement ni étendue, ni reconduite pour les futures rames à livrer.

Photos

Rame Citadis® n°842 place des Archives, derrière la gare de Perrache (ligne T1) en septembre 2007

Rame Citadis® n°842 place des Archives, derrière la gare de Perrache (ligne T1) en septembre 2007.

Cliquer sur les imagettes pour agrandir.

 

18 septembre 2010

Une des articulations de la rame 870 vue du dessus

Une des articulations de la rame 870 vue du dessus

18 septembre 2010

Bogie moteur de Citadis entièrement équipé

Bogie moteur de Citadis entièrement équipé

18 septembre 2010

Girouette à pastilles d’un Citadis ouverte

Girouette à pastilles d’un Citadis ouverte

18 septembre 2010

Dessous de l’avant de la rame 869 avec son chasse-corps

Dessous de l’avant de la rame 869 avec son chasse-corps

18 septembre 2010

Afficheur intérieur à LEDs de Citadis ouvert

Afficheur intérieur à LEDs de Citadis ouvert

18 septembre 2010

Pupitre centrale de la cabine de conduite n°1, rame 868

Pupitre centrale de la cabine de conduite n°1, rame 868

18 septembre 2010

Pupitre gauche de la cabine de conduite n°1, rame 868

Pupitre gauche de la cabine de conduite n°1, rame 868