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TECHNIQUE DES INSTALLATIONS DE TRANSPORT PAR CÂBLE : NOTIONS DE BASE

Eléments de base pour la conception d’installations de transport par câble

Suite à une incitation provenant du cercle des lecteurs d’ISR, nous avons décidé de publier, répartis sur plusieurs cahiers, une série d’articles sur les notions de base de la technique des transports par câble, rédigés par le Pr Josef Nejez à l’intention des lectrices et des lecteurs ne disposant pas d’une formation technique en la matière.

Créée par Josef Nejez

Nos derniers articles parus dans le cadre de la série Technique des installations de transport par câble : notions de base, traitaient des équipements nécessaires sur tous les systèmes de transport par câble. Nous allons maintenant nous poser la question de savoir quel système de transport par câble il convient de choisir pour une fonction de transport donnée et quels sont les principes de base valables pour ces systèmes (On trouvera un tableau des systèmes de transport par câble dans le cahier 6/2018 d’ISR).

Choix du système de transport par câble

Lorsqu’il s’agit de choisir le système de transport par câble convenant à une fonction de transport donnée en un lieu donné on se trouve en présence de toute une série de critères dont il faut tenir compte, les principaux étant les suivants :

  • Prestation de transport demandée (p.ex. installation destinée aux sports d’hiver),
  • Conditions d’implantation (topographie, longueur, dénivelée),
  • Débit,
  • Rentabilité (coût de l’installation, coût d’exploitation).

A quoi il faut ajouter une série de conditions annexes pouvant également peser sur le choix du système qui doit être réalisé (p.ex. surface du terrain disponible et emplacement possible des pylônes, questions de protection des paysages et de protection de la nature, etc.).

Conditions à remplir en termes d'objectifs techniques du transport

Nous prendrons ici uniquement en considération les conditions devant être remplies par les installations à câbles transportant des personnes.  Les téléphériques à matériaux se distinguent de ces dernières en premier lieu par la configuration des véhicules adaptés au matériau à transporter (p.ex. minerais) ainsi que par les dispositifs de chargement et déchargement dans les stations. Par ailleurs, sur les téléphériques à matériaux le système des dispositifs de sécurité est simplifié.

Il n’existe pas de désignation normalisée des installations de transport par câble en fonction de la prestation de transport demandée mais on peut néanmoins facilement établir une distinction entre :

  • Installations de transport par câble touristiques et
  • Installations de transport par câble en milieu urbain.

La délimitation entre ces deux groupes n’est toutefois pas toujours très nette. Ainsi, le funiculaire de la Hungerburg à Innsbruck qui fait partie des installations de transport par câble sur la Nordkette est à la fois une installation touristique et, dans sa partie en terrain plat, le long de l’Inn, une installation en milieu urbain (Fig. 1).

Installations de transport par câble touristiques : La majeure partie des installations à câble transportant des personnes sont des installations touristiques. Les critères essentiels pour le choix du système sont d’une part la fonction de l’installation dans la région touristique considérée, d’autre part les groupes de personnes devant être transportés. Concernant les groupes de personnes à transporter on distingue entre :

  • Piétons, y compris les personnes à mobilité réduite. Pour ce groupe de personnes on choisira impérativement une installation à véhicules clos (funiculaire, téléphérique à va-et-vient, téléphérique à mouvement unidirectionnel).
  • Piétons sportifs. Ces personnes peuvent être transportées aussi bien sur des installations à véhicules clos que sur des télésièges.
  • Personnes pratiquant les sports d’hiver devant être transportés équipement de sport aux pieds. Ces personnes seront transportées sur des télésièges présentant des zones d’embarquement et de débarquement adaptées ou par des téléskis.

Dans les régions de montagne de nombreux pays, les installations de transport par câble sont principalement destinées au tourisme hivernal. Selon leur fonction pour le domaine skiable, on distingue entre installations de desserte ou de liaison – (permettant d’accéder au domaine skiable depuis le village dans la vallée) et installations pour trajets répétitifs. Lesinstallations de desserte sont en général des téléphériques à cabine fermée ; les installations pour trajets répétitifs sont le plus souvent des télésièges ou des téléskis.

Téléphériques urbains : Dans la profession, on désigne ainsi les installations de transport par câble qui d’une part sont implantées en milieu urbain, tout au moins sur une partie du trajet, et sont d’autre part intégrées dans le réseau de transports en commun. Selon cette définition, pour qu’une installation soit considérée au sens propre du mot comme téléphérique urbain il ne suffit donc pas qu’elle soit située en milieu urbain, mais il faut en même temps qu’elle remplisse les fonctions de moyen de transport public. Le critère étant le fait que le téléphérique urbain est destiné principalement au transport des habitants du lieu – en particulier pour les déplacements domicile-travail – et non pas uniquement par exemple au transport de touristes. Il est opportun à cet égard que les téléphériques urbains soient exploités en association avec les autres moyens de transport publics (réseau express régional, métro, tramway, autobus). Cette définition « étroite » du terme de téléphérique urbain a une bonne raison : la différence essentielle entre téléphériques urbains et téléphériques touristiques se situe au niveau des exigences de disponibilité et d’horaires de fonctionnement. La disponibilité exigée des téléphériques urbains est normalement de l’ordre de 99,5%, les plages de fonctionnement sont p.ex. de 20 heures par jour, 365 jours par an.

On trouvera un article de base sur le câble en milieu urbain dans le numéro de septembre 2011 d’ISR, p. 40. Les termes techniques employés dans ce domaine et les systèmes d’installations utilisés y sont décrits en détails.

Topographie 

La topographie du terrain sur lequel doit être implantée l’installation peut être d’une importance décisive pour le choix du système.

Les funiculaires avec véhicules classiques nécessitent un terrain à pente à peu près régulière pour s’assurer que l’inclinaison des véhicules ne dépassera pas ±20% de l’inclinaison moyenne du tracé. Des écarts importants peuvent être compensés par la construction de ponts ou de tunnels. Il est également possible d’utiliser des wagons sur lesquels les compartiments sont montés sur le châssis de manière à pouvoir pivoter autour d’un axe horizontal, un réglage de niveau permettant de les maintenir toujours en position horizontale (Cf. Fig. 1).

Lorsque l’installation devra être implantée sur un terrain escarpé où le tracé présente une forte dénivelée on optera le plus souvent pour un téléphérique à va-et-vient (Cf. Fig. 2). En particulier dans le cas d’un profil convexe du tracé il suffira d’un minimum de pylônes en ligne et on pourra prévoir de longues portées et une importante hauteur de survol. Les ouvrages de gares sont courts et ne nécessitent qu’une superficie relativement réduite.

Les trajets longs, à faible dénivelée, sont le domaine des téléphériques à mouvement unidirectionnel. La principale raison en est le fait que, dans ce cas, le débit est indépendant de la longueur de la voie (voir paragraphe suivant). La dénivellation possible est limitée pour des raisons techniques ; lorsqu’une dénivelée relativement importante doit être surmontée le tracé sera subdivisé en sections. Les structures de gares sont relativement longues et, du fait de la longueur des zones d’accélération et de décélération horizontales, on doit disposer d’une superficie relativement importante sur un terrain peu pentu (Cf. Fig. 3).

 

Les télésiègesnécessitent un terrain à pente relativement régulière du fait des restrictions imposées pour la distance au sol maximum en raison desquelles les lignes de câbles doivent être adaptées à la configuration du terrain. Concernant les ouvrages de gares, la situation est ici la même que pour les téléphériques à mouvement unidirectionnel ; néanmoins les ouvrages de gare seront nettement moins importants dans le cas des télésièges à attaches fixes (Cf. Fig. 4).

 

Les téléskisimposent des exigences encore plus élevées au niveau de la régularité de la pente du terrain, la piste de montée devant présenter des différences d’inclinaison aussi faibles que possible. La ligne du câble porteur-tracteur doit être aussi parallèle que possible à la piste de montée afin que l’angle d’inclinaison du câble de remorquage et de l’archet ou de la sellette de même que la force de remorquage restent aussi constants que possible pendant le trajet. La superficie nécessaire pour l’implantation des stations est minime. (Cf. Fig. 5)

 

Débit

Par débit d’une installation à câbles, on entend le nombre maximum de personnes pouvant être transportées par cette installation en une heure dans chaque sens. Le débit est un paramètre essentiel pour le choix du système de transport par câble et des grandeurs d’influence, à savoir :

  • capacité des véhicules,
  • sur les téléphériques à va-et-vient, durée d’un cycle de transport,
  • sur les téléphériques à mouvement unidirectionnel, cadence des véhicules.

Téléphériques à va-et-vient : On désigne par le terme de cycle de transport la succession de deux voyages du téléphérique. La durée d’un cycle de transport est l’intervalle de temps entre deux départs successifs d’un véhicule quittant une gare. Elle comprend la durée du parcours entre les gares et le temps d’arrêt dans la gare. L’unité de temps choisie est la seconde (s).

On calcule le débit/heure dans chaque sens en multipliant le nombre de cycles de transport par la capacité des véhicules.

Exemple :
La durée du trajet d’un téléphérique à va-et-vient entre les gares est de six minutes et demie (390 s), le temps d’arrêt en gare est de 50 s, la capacité des véhicules est de 80 personnes (P). Pour le nombre de cycles de transport par heure, on obtient le chiffre de 8,18 (3.600 / (390 + 50) = 8,18), pour le débit la valeur de 654 (8,18 x 80 = 654) personnes par heure dans chaque direction (P/hd), généralement on écrit simplement P/h).

La durée du trajet dépend essentiellement de la longueur de l’installation : plus l’installation est longue, moins le débit est élevé. A cet égard, le choix se portera donc plutôt sur le système à va-et-vient lorsqu’on envisage la construction d’une installation courte.

Téléphériques à mouvement unidirectionnel : On appelle cadence des véhicules ou agrès l’intervalle de temps séparant le départ d’une gare de deux véhicules qui se suivent. Elle est fonction de l’espacement des véhicules sur le câble tracteur ou porteur-tracteur et de la vitesse des véhicules en ligne : elle correspond au quotient de l’espacement des véhicules en ligne divisé par la vitesse de translation et est indiquée en secondes (s). La cadence des véhicules doit être au moins assez importante pour permettre d’une part l’embarquement et le débarquement des passagers en toute sécurité et d’autre part la sécurité de passage des véhicules dans les stations du point de vue technique (dispositifs de sécurité). Les normes relatives aux installations à câbles indiquent directement ou indirectement des valeurs minima pour la cadence des véhicules de téléphériques à mouvement unidirectionnel (télécabines, télésièges, téléskis).

Pour le calcul du débit : connaissant la cadence des véhicules, on divisera le nombre de départs par heure (3.600 s) par la cadence des véhicules. Le débit horaire dans chaque sens est égal au produit du nombre de départs par la capacité des véhicules.

Exemple :
Sur un télésiège 6 places, la cadence des sièges est de 10,0 s. Ce qui donne pour le nombre de départs par heure le chiffre de 360 (3.600 divisé par 10,0 = 360), un débit de 2.160 (360 x 6 = 2.160) personnes/heure dans chaque direction (P/h&d, normalement indiqué par p/h).

Un autre exemple : le calcul du débit simplifié :

Sur un téléski avec enrouleurs en T (deux personnes) la cadence de succession est de 6,0 s. Le débit sera de 3.600 : 6,0 x 2 = 1.200 p/h.

A l’opposé des systèmes à va-et-vient, sur les installations à mouvement unidirectionnel le débit est indépendant de la longueur du trajet. Autrement dit dans le cas d’un long tracé on ne peut obtenir un débit élevé qu’avec une installation à mouvement unidirectionnel.

Le débit d'une installation en tant que critère d'évaluation d'un domaine skiable

Pour évaluer le débit d’une installation de transport par câble dans un domaine skiable donné, on utilise non seulement le débit exprimé en personnes/heure (p/h) mais aussi le produit des facteurs dénivelée et nombre de personnes transportées en une heure que l’on calcule donc en multipliant la dénivelée (d) de l’installation par le débit (p/h). En effet, lorsqu’il s’agit d’évaluer la capacité d’un domaine skiable, il n’est pas indifférent de savoir si, après avoir pris la remontée mécanique, les skieurs vont pouvoir descendre une courte piste de quelques mètres de dénivelée ou une longue piste présentant une importante dénivelée.

Rentabilité

Evaluer la rentabilité d’une installation de transport par câble n’est en fait pas une tâche primaire du technicien.

Néanmoins, le mode d’étude du coût de l’installation et des frais d’exploitation en fonction de la situation financière générale de la société de remontées mécaniques joue un rôle tout aussi important que les méthodes utilisées pour fixer son choix entre les diverses alternatives (p.ex. différents systèmes d’installations à câbles) et leurs variantes (p.ex. étude de différents tracés pour un système donné). On distingue en gros entre les méthodes suivantes :

  • Analyse d’incidence
  • Analyse du rapport coût-utilité
  • Analyse du coût de l’efficacité
  • Analyse de la valeur utile.

Une analyse de la valeur utile d’une installation de transport par câble peut avoir des effets positifs sur la transparence et la justesse des décisions aussi bien au niveau de la comparaison entre différents systèmes qu’en ce qui concerne l’évaluation des diverses versions de projets proposés, ne serait-ce que du fait qu’elle amène à considérer en profondeur la pondération et l’évaluation de critères de décision.


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