Par GB, FP, PB, PM. Le 28 Décembre 2023.

Le cantonnement a pour but de maintenir un intervalle entre les trains qui se succèdent sur une même voie de manière à éviter tout rattrapage. Pour maintenir cette distance chaque voie principale est divisée en cantons avec à l’entrée de chacun d’eux un signal d’arrêt (sémaphore, cas général), annoncé par un signal à distance. Le sémaphore et maintenu fermé pendant que le canton est occupé.

Il existe deux manières pour espacer les circulations : Espacement par le temps ou espacement par la distance, connu sous le nom de Block.

Les conducteurs sont informés du type de block par les documents techniques en leur possession et sur le terrain par des plaques fixées sur les signaux.

Espacement par le temps : Au début du chemin de fer, aux heures prévues par les documents, des dispositions étaient prises pour recevoir les trains. Cette solution impose un respect rigoureux des horaires, il ne faut pas d’aléas. Ce système offre peu de sécurité et limite fortement le débit des lignes. Avec l’augmentation des vitesses et du trafic des incidents ou des accidents montrèrent rapidement l’insuffisance de ce système.

Espacement par la distance :  Rapidement les lignes sont divisées en plusieurs cantons comportant des gardes. Ils régulent le trafic à l’aide de drapeaux en faisant signe aux trains de s’arrêter, de ralentir ou de continuer. Les drapeaux sont remplacés par des signaux manœuvrés par les gardes.

 A l’origine de chaque canton on installe un sémaphore interdisant la pénétration dans le canton. Un train peut pénétrer dans un canton que lorsque ce dernier est libre de toute circulation. Dans certains cas de figures, un signal carré peut être implanté à l’entrée du canton.

L’espace par la distance est aussi appelé « Block-system » ou « Block » a pour origine la Grande-Bretagne avec l’installation en 1839-40 sur une courte section de ligne du Great Western. En France, les premières installations de Block sont effectuées sur le PLM en 1855, sur le réseau de l’Ouest en 1867, enfin sur le réseau Est en 1913.

Conception d’un block.

Quand un train rentre dans un canton il doit être protégé par le signal d’entrée de ce canton. La fermeture du sémaphore peut être automatique (aubinage) ou manuelle (réalisée par un garde).

Le train doit être protégé par le signal d’entrée du canton tant que le dernier véhicule n’est pas sorti du canton.

Il existe plusieurs types de Block :

Block manuel.

Block manuel muni de dispositifs de sécurité avec intervention d’un garde. Au début du chemin de fer, chaque compagnie met en service son block. Ils sont repris sous le terme de block. Il existe un nombre important de blocks manuels issus d’anciens modèles mis en service par les différents réseaux (block Tyer au PLM, block Regnault à l’Ouest, block Lartigue sur le NORD , l’EST et le PO, block OUEST 1887, block OUEST-ETAT, block Siemens-Halske sur l’AL). Ils ont été modernisés au cours du temps de manière à augmenter la sécurité et faire face aux évolutions des règles de sécurité. La SNCF, lors de sa création, uniformise les blocks régionaux pour aboutir au Block Manuel de double voie unifié SNCF ou BM.

Le bock manuel comporte à l’entrée de chaque canton un sémaphore normalement ouvert.

Deux systèmes pour rendre voie libre :

Par téléphone en cantonnement téléphonique.

Par liaisons électriques entre appareils de poste.

Le choix entre ces deux solutions est un compromis entre l’investissement, la densité des circulations, la distance entre les postes…

-Cantonnement téléphonique.

Reddition effectuée par dépêche téléphonique du poste de sortie au poste d’entrée, aucun appareillage, block purement réglementaire.

-Cantonnement par liaisons électriques entre appareils de poste.

 Chaque poste possède pour chacun des deux sens de circulation un coffret comportant :

• Un bouton poussoir d’annonce et un voyant d’annonce.
• Un bouton poussoir de reddition et un voyant de reddition.

Après le passage d’un train au poste A, le garde ferme le sémaphore puis annonce le train au poste B en actionnant le poussoir d’annonce, cette action provoque le blocage du sémaphore, le voyant de reddition devient rouge.

Au poste B l’annonce produit l’allumage du voyant d’annonce en bleu.

Une sonnerie tinte jusqu’à ce que le garde du poste B l’arrête en appuyant sur le bouton arrêt sonnerie. Après s’être assuré que le train est complet, le garde du poste B ferme son sémaphore, annonce à C le train puis rend voie libre à A par appui sur le bouton poussoir de reddition.

Au poste B extinction du voyant d’annonce.

Poste A déblocage du sémaphore et retour au blanc du voyant de reddition accompagné par une sonnerie que le garde arrête en appuyant sur le bouton d’arrêt de sonnerie correspondant.

L’ensemble des voyants et boutons sont placés sur la face avant d’un coffret appelé ensemble V1 ou ensemble V2 suivant la voie qu’ils concernent.

En BM, un mécanicien arrêté devant un sémaphore fermé ne peut franchir fermé le sémaphore que sur autorisation écrite ou délivrée par dépêche téléphonique par le garde. 

Les premiers signaux lumineux sont mis en service sur les réseaux de l’ETAT et du PO en 1922. Ils remplacent les signaux mécaniques en vue de la mise en service du block automatique lumineux.

Block Automatique.

Le block automatique nait en 1867 aux Etats Unis, il fonctionne avec des pédales. Il est amélioré en 1871 par la création du circuit de voie. En France le premier block automatique est installé en 1902 par le réseau du MIDI, block automatique type HALL qui deviendra après perfectionnement en 1907 le block Paul-Ducousso ou block PD (voir dossier Docrail).

Le block automatique fonctionne avec des circuits de voies et des ensembles de relais, aucune intervention humaine. Il existe deux types de block automatique :

Le Block Automatique Lumineux : BAL. Première mise en service en 1923 sur la section Paris-St Germain de la Cie de l’Etat.

Le Block Automatique à Permissivité Restreinte : BAPR. Première mise ne service en 1968 sur la section de ligne Pontoise -Gisors de la SNCF.

Le choix entre les deux types de blocks automatique résulte de la densité des circulations et de variables économiques.

Les perfectionnements ont permis de se passer de l’agent manœuvrant les signaux, son intervention fut d’abord éliminée par l’emploi de moteurs électriques pour la commande des signaux mécaniques. L’emploi de la signalisation lumineuse permit de supprimer les signaux mécaniques et de réduire la maintenance.

Principe du circuit de voie.

Le circuit de voie est la base de l’automatisme des installations de sécurité des chemins de fer. 

C’est un montage électrique entre deux files de rail isolées comprenant :

-Une source d’alimentation A.

-Un récepteur R.

Les liaisons entre l’émetteur et le récepteur sont assurés par les rails.

En l’absence de circulation dans le canton le récepteur est alimenté par la source d’alimentation A.

En cas de circulation le courant délivré par la source est dérivé par les essieux de la circulation, le récepteur est shunté le signal d’entrée du canton indique l’arrêt.

Différents types de circuit de voie :

Les circuits de voie sont adaptés en fonction de l’alimentation des engins moteurs :

-Sans importance lorsque le circuit de voie est installé sur une voie exploitée en traction vapeur ou Diesel.

-Circuit de voie installé sur une section de ligne électrifiée. Dans ce cas les deux files de rails sont aussi utilisées pour assurer le retour du courant de traction vers les sous-stations alimentant la caténaire.

Ligne exploitée avec traction électrique en courant continu : Circuits de voie, source alternative ou source à courant pulsé.

Ligne exploitée avec traction électrique en courant alternatif 25Kv/50Hz : Circuits de voie, source à courant continu, source alternative de fréquence différente du 50 Hz (entre 83,3 et 2000Hz) ou source à courant pulsée.

Le BAL.

Le BAL est un block à cantons courts (moyenne 1700m), chaque sémaphore est annoncé par le sémaphore précédent qui présente un feu jaune (Avertissement).

Un panneau de BAL présente :

-Un feu rouge quand le canton est occupé.

-Un feu jaune quand le canton en aval est libre mais que le panneau suivant présente le sémaphore.

-Un feu vert quand le canton en aval est libre et que le panneau suivant présente un feu jaune ou un feu vert.

Chaque panneau est complété par une plaque d’identification et un œilleton présentant un feu lumineux blanc lunaire lorsque l’indication sémaphore est présentée. L’oeilleton des panneaux ne pouvant présenter que le sémaphore est supprimé lors de la mise en place des cibles en polyester.

Plaque d’identification F lorsque le panneau ne peut présenter que le sémaphore.

Plaque d’identification NF lorsque le panneau peut présenter les deux feux rouges du carré.

Ce double dispositif permet au mécanicien de distinguer le sémaphore du carré en cas d’extinction accidentelle de l’une des deux lampes du carré.

Différentes possibilités:

Deux feux rouges + plaque Nf + oeilleton éteint = Présentation usuelle du signal « Carré ». Franchissement interdit sans ordre.

Un feu rouge (bas)+ plaque Nf + œilleton allumé = Présentation usuelle du signal « Sémaphore ». Franchissement autorisé après identification, sous le régime de la Marche A Vue.

Un feu rouge (bas ou haut)+ plaque Nf + oeilleton éteint = Présentation accidentelle du signal « Carré ». Franchissement interdit sans ordre.

Signal éteint + plaque Nf + œilleton éteint = Présentation accidentel du signal « Carré ». Franchissement interdit sans ordre.

Signal éteint + plaque Nf + œilleton allumé = Présentation accidentel du signal « Sémaphore ». Franchissement autorisé après identification, sous le régime de la M.A.V.

Signal à trois feux (quel que soit l’état du Rouge) et plaque F = Franchissement autorisé après identification, sous le régime de la M.A.V.

En BAL le mécanicien s’arrête devant le sémaphore fermé, l’identifie et repart de lui-même, si rien ne s’y oppose, en marche à vue, jusqu’au franchissement effectif du signal aval.

Pour faciliter les circulations, certains sémaphores présentent le feu rouge du sémaphore clignotant. Cette disposition permet le franchissement sans arrêt du signal, à vitesse maximum de 15 Km/h et dans les conditions de la M.A.V.

Le BAPR.

Le BAPR est un block à cantons longs (moyenne 15 km) chaque canton possède son propre sémaphore ou carré d’entrée et son propre avertissement. Il est installé sur les lignes à trafic moyen, un seul canton entre gares successives.

Chaque canton est protégé par un panneau d’entrée lumineux comportant les indications sémaphore ou voie libre la longueur de ce canton impose un panneau lumineux d’annonce intermédiaire se présentant sous la forme d’une cible circulaire implanté à la distance réglementaire d’arrêt et ne comportant que les indications avertissement et voie libre. A noter que les cibles circulaires, utilisées en BAPR et BM, ne peuvent pas présenter d’indication S ou C, elles ne sont pas utilisées en BAL.

Cette particularité permet des économies de câblage et d’alimentation.

Ce type de block présente les mêmes conditions de sécurité que le BAL, il est dit à « Permissivité Restreinte » car la pénétration en canton occupé nécessite l’intervention de l’Agent Circulation ou du régulateur.

Les signaux, plaques d’identification et de repérage.

  En plus des plaques d’identification, les signaux peuvent comporter :

-Des plaques de repérage :

• Plaques indiquant le numéro du signal.
• Plaque kilométrique, plaque numéro de voie.
• Des plaques de repérages avec indications complémentaires.

-D’autres plaques de cantonnement.

-Des plaques de reconnaissance ou de dispense de reconnaissance

-Des plaques de Demande de Départ (DD ou mi-blanche mi-verte)

Cas particulier des carrés violet de type bas.

Les carrés violets de type bas comportent une plaque de repérage sur les deux faces pour être facilement identifiables par les mécaniciens lors des mouvements de manœuvres.