La signalisation : 2-D’abord avertir, ensuite, arrêter.

En matière de chemins de fer il est beaucoup plus important d’avertir de conducteur d’un train qu’il aura à ralentir et à s’arrêter, que de lui intimer l’ordre de s’arrêter. Le signal d’arrêt ne fait qu’indiquer le point d’arrêt sur lequel le mécanicien devra se tenir de manière à pouvoir observer le signal qui lui donnera de nouveau la voie libre. Le signal d’arrêt n’intervient qu’au terme d’un processus qui, d’abord, a consisté à préparer l’arrêt: c’est le rôle du signal d’avertissement. L’arrêt d’un train commence dès le signal d’avertissement, si celui-ci est fermé.

Portique de l’ancien PLM vu vers 1950 sur le réseau SNCF. Carré ouvert, signal de direction du haut ouvert : la première voie à gauche est donnée pour le train qui vient de franchir le portique. Cliché SNCF.
Ce que voit le mécanicien d’une 241-P SNCF en arrivant en gare de Chaumont en 1967: les dos des carrés de départ, mais aussi un avertissement qui le concerne.
Signalisation sur l’ancien PLM à l’époque des 241-A, fin des années 1920; palette SEM et disque. Noter la présence sur crocodile sur la voie assurant la répétition du signal en cabine, et aussi le pointage sur la bande du chronotachygraphe dit « mouchard » , c’est-à-dire l’appareil de contrôle de la vitesse et du respect des signaux. Cliché René Floquet.
Signaux combinés de ralentissement (en haut) et d’avertissement (en bas). Code de 1935. Leur couleur est le jaune. Auparavant, sous la forme du damier et du disque, elle était le vert.
Sur les premiers réseaux français, ici celui de l’Est par exemple, le vert est attribué à l’avertissement, au ralentissement, et le rouge à l’arrêt. La « voie libre » est donnée par l’effacement du signal (pivotement) ou, de nuit, par un feu blanc, ce qui est dangereux car le feu blanc peut être confondu avec une lumière de voisinage. Le code de 1935 fera du vert la couleur de la « voie libre » et réservera la forme du carré pour le signal d’arrêt.
Les principes de base des différents codes en Europe: tous les pays, dans les années 1930, accordent définitivement le jaune pour l’avertissement ou le ralentissement, le rouge pour l’arrêt, le vert pour la voie libre. La France, l’Espagne, sont plutôt un pays de signaux à cocardes pivotantes, tandis que le Royaume-Uni, la Belgique, l’Italie, les Etats-Unis sont des pays à signaux à ailes.

Le chemin de fer offre une particularité importante par rapport aux autres modes de transport: il n’est pas conduit « à vue ». Le conducteur d’une locomotive s’engage dans des tunnels complètement obscurs, conduit de nuit sans voir la voie (elle n’est pas éclairée comme une autoroute!), ou s’engage dans de longues courbes en tranchée sans voir ce qu’il y a au-delà de la partie visible de la courbe. La disposition des cabines de conduite pour les mécaniciens du temps de la vapeur n’était nullement axée sur la vision, mais d’abord sur la conduite du feu, la production de la vapeur, la maîtrise du fonctionnement de la locomotive et de la marche du train : en quelque sorte, elle était beaucoup plus proche d’une salle des machines, si on compare la locomotive à un navire, que d’une passerelle de commandement. Le corps de la chaudière occupait tout l’espace devant la cabine et réduisait considérablement le champ de vision, notamment dans les courbes où, selon le cas d’une courbe à gauche ou à droite, c’était le mécanicien ou le chauffeur qui se penchait au dehors, non pour voir la voie, mais pour voir la position d’un signal dont ils savaient qu’il était dans la courbe.

Contrairement aux autres conducteurs ou pilotes des automobiles, navires, avions, toujours aux aguets, craignant l’obstacle imprévu ou la cause qui fait dévier de la  trajectoire, le conducteur d’un train fait confiance à la continuité du rail qui guide le train et à la position des signaux qui indiquent « voie libre » ou non.

Au contraire le conducteur d’une automobile doit constamment voir devant lui, guetter tout ce qui pourrait se présenter comme un piéton, un animal sur la route, un autre véhicule, et il doit voir suffisamment loin pour pouvoir s’arrêter.  Il en est de même pour les bateaux et les avions – du moins lors des débuts de l’aviation avant que les moyens de navigation sans visibilité soient au point. Les vents violents peuvent faire dévier un bateau ou un avion ou une automobile de la route, du cap, et le verglas réduit à néant la possibilité de rester sur la route. Le train, lui, roule sur ses rails imperturbablement, prisonnier du guidage par emboîtement des roues et des boudins de guidage sur la face interne des champignons des rails. De violentes intempéries, comme une tempête de neige peuvent, certes, arrêter le train, mais le train s’immobilise sur ses rails, alors que la voiture va au fossé… et l’avion renonce à se poser.

Freiner sur une très longue distance.

Mais aussi le chemin de fer offre une autre particularité: le roulement de la roue acier sur le rail acier, s’il offre peu de résistance au roulement et demande peu de puissance motrice, ne permet pas un freinage rapide et énergique comme le pneu automobile qui « colle » à la route: un freinage violent de type automobile enrayerait immédiatement la rotation des roues qui patineraient sur les rails. La distance d’arrêt d’un train lancé à grande vitesse peut être de plusieurs kilomètres. Il faut, en matière ferroviaire, prévoir de très longues distances de freinage, et, donc, avertir le conducteur d’un train à une grande distance avant le point d’arrêt.

Les distances d’arrêt des trains classiques dépassent 1500 m, et même le TGV, à 300 km/h, exige une distance d’arrêt de l’ordre de 3000 m – ces distances étant très variables selon l’état de sècheresse des rails, mais aussi selon le profil de la voie car une pente augmente, bien sûr, cette distance et une rampe la diminue.

Avertir à distance.

Instauré dès les débuts du chemin de fer, le signal d’avertissement utilise, en France, d’abord le vert comme couleur sur les cocardes des signaux ou sur les feux lumineux. Ce vert est choisi car c’est une couleur vive, que l’on ne peut confondre avec une autre, et ce choix montre l’importance que prend le signal d’avertissement. Le vert est donc la couleur de l’avertissement, et aussi du ralentissement, avant d’être normalisé en jaune orangé lors de l’établissement du code de 1935. En signalisation mécanique, il se présente sous la forme d’un damier vert et blanc jusqu’en 1935, puis sous la forme d’un losange jaune vif bordé de noir et de blanc. La nuit, l’indication est donnée par un feu jaune orangé.

Le signal d’avertissement est implanté en avant des signaux d’arrêt absolu et, fermé, il indique au conducteur d’être en mesure de s’arrêter au pied du signal d’arrêt absolu qui lui fait suite. Le conducteur doit donc ralentir suffisamment pour pouvoir s’arrêter dès qu’il verra la signal d’arrêt absolu en position fermée. Il est possible que, entre temps, ce signal d’arrêt absolu soit revenu à la position « voie libre »: dans ce cas le conducteur, dès qu’il est en vue du signal ouvert, pourra reprendre la vitesse de marche normale.

Combiné carré et avertissement, ce dernier pouvant, comme c’est le cas ici, être fixe. Sur le rail un appareil de pose de pétards répétant le signal s’il est fermé: toujours utile par brouillard ou manque de visibilité.
A gauche, sur le cliché: carré avec avertissement. Cliché Alain Pras pris à Royan dans les années 1980.

Un signal complexe.

L’avertissement peut être présenté conjointement avec un signal de rappel de ralentissement à 30 km/h fermé, ou, en signalisation lumineuse seulement, avec un rappel de ralentissement à 60 km/h fermé. Le panneau lumineux du signal comprend alors toutes les possibilités de combinaison (arrêt, voie libre, avertissement, ralentissement, rappel, etc), mais l’avertissement est toujours placé sur la partie inférieure du panneau correspondant. En signalisation, un avertissement peut aussi annoncer que le panneau du signal suivant est éteint à la suite d’un dysfonctionnement.

Dans le cas des lignes à voie unique, l’avertissement, lorsqu’il précède une gare, peut être utilisé pour annoncer un signal d’arrêt à main présenté par un agent au voisinage du point habituel d’arrêt des trains en gare, ainsi que pour annoncer, s’il y a lieu, un tableau indicateur de vitesse ou de rappel à 30 km/h  (ou 40 km/h) implanté au droit de l’aiguille d’entrée.

Potence avec carrés et avertissements vue en gare d’Ussel. Cliché Philippe Mirville.

Cet avertissement fermé commande aussi au mécanicien de s’arrêter en gare, après s’être conformé, le cas échéant, à l’indication donnée par le tableau de rappel à 30 km/h (ou 40) implanté au droit de l’aiguille d’entrée en gare. S’il existe un signal de cantonnement (sémaphore ou carré) commandant la sortie de la gare, et si ce signal est ouvert, le mécanicien peut ensuite reprendre sa marche normale, si rien ne s’y oppose.

S’il n’en est pas ainsi, le mécanicien ne peut se remettre en marche qu’après avoir reçu directement l’autorisation de départ donnée sous la forme manuelle ou par écrit. En l’absence d’agent sédentaire (cas d’une gare fermée, par exemple), le mécanicien peut recevoir de l’agent – circulation de l’une des gares encadrantes, par écrit ou par dépêche, l’ordre de se remettre en marche dans les conditions précisées par cet ordre.

Notons, enfin, qu’il existe un avertissement constitué d’un feu jaune clignotant qui peut précéder un avertissement quand ce dernier doit être implanté à distance réduite du signal qu’il annonce. Cette distance peut n’être que de 500 mètres, ou même exceptionnellement, de 400 mètres, cas possible sur des lignes à vitesse limitée. Si le mécanicien, après avoir rencontré un feu jaune clignotant, trouve l’avertissement qui suit en position ouverte, il peut reprendre sa marche normale.

Les signaux de ralentissement et de rappel de ralentissement.

Les signaux de ralentissement imposent, en permanence, une limitation de vitesse en un point précis d’une ligne : le franchissement d’une aiguille prise en pointe, et pouvant donc imposée une direction déviée par rapport à la voie directe, chose qui demande un ralentissement. Les signaux se présentent successivement sous la forme d’un signal de ralentissement à 30 km/h s’il est fermé, puis d’un signal de rappel de ralentissement groupé et combiné avec le « carré » qui précède l’aiguille, et qui impose effectivement 30 km/h s’il est fermé.

Le ralentissement se présente, en signalisation mécanique, sous la forme d’un triangle jaune bordé de noir, avec un trait noir vertical, la pointe en haut. En signalisation lumineuse, ce sont deux feux jaunes sur une ligne horizontale.

Le rappel se présente sous la forme d’un triangle jaune bordé de noir, avec un trait  noir horizontal, pointe en bas. En signalisation lumineuse, ce sont deux feux jaunes sur une ligne verticale.

Notons qu’il existe en signalisation lumineuse exclusivement des signaux de ralentissement et de rappel de ralentissement à 60 Km/h, et dont le code est similaire aux précédents : deux feux jaunes, mais clignotants.

Signal d’avertissement et de ralentissement combinés.
Signaux de ralentissement (en haut) et de rappel de ralentissement (en bas) type SNCF code 1935.


Une première étape vers la sécurité : la couverture des trains.

Benoît Clapeyron, ingénieur sur les lignes de Paris à St-Germain et à Versailles, adopte en 1843 un principe de signalisation par disques délimitant la voie en cantons : chaque garde doit faire pivoter son disque en position fermée après le passage d’un train, et attendre cinq ou dix minutes (selon les sources) avant de l’ouvrir de nouveau. Le progrès est considérable. Devenus « cantonniers » après avoir été « gardes-voies », ces hommes ont une tâche précise et importante à accomplir et dont ils mesurent les enjeux. Ils doivent cependant se livrer à des acrobaties, puisqu’ils doivent agir sur les deux voies de la ligne, les traversant après le passage de chaque train, prenant le risque de se mettre « dans les voies » comme on dit, pour ouvrir ou fermer l’un des deux disques et aller l’ouvrir de nouveau cinq ou dix minutes après.

Les rigueurs de l’hiver de 1846, la nécessité de traverser continuellement les voies, des manques aux règlements par épuisement physique, montrent les limites de ces cantonniers transis de froid dans leur guérites, et Eugène Flachat, lui aussi ingénieur sur la ligne, propose aux commissions de sécurité ministérielles d’adopter la solution anglaise de la commande à distance par fils des signaux qui a commencé à être mise en place autour de Londres. Les postes de commande sont alors établis dans les gares, placés sous la responsabilité des chefs de gare, et dans les maisons de garde des passages à niveau, avec la même responsabilité pour le garde-barrière. Ce système est perfectionné par un ingénieur nommé Chabrier qui utilise un seul fil tendu par un contrepoids qui assure aussi le rappel du mouvement du signal. Il faut tirer sur le fil pour ouvrir le signal. En cas de rupture du fil, le contrepoids positionne automatiquement le signal en position fermée. Dès que les actions se font sur des distances de l’ordre de 1.500 mètres, il faut installer des compensateurs, ce qui est le cas vers les années 1870-1880, notamment avec les systèmes Robert sur le réseau du Nord ou Dujour sur celui du PLM.

Quelques différences entre les anciens réseaux.

Les anciennes compagnies d’avant la SNCF pratiquent bien le disque dans ce principe de la marche à vue, sauf le Paris-Orléans. En effet le PO procède différemment, en utilisant bien des disques de couleur rouge, mais montés sur un mât d’une hauteur culminant parfois jusqu’à 12 mètres, et commandant l’arrêt absolu. La hauteur du mât autorise une visibilité loin en amont du signal. Pour les autres réseaux, le disque commande l’arrêt sur une distance de 800 m marquée par un poteau – limite de protection, ou l’arrêt sur une distance laissée à l’appréciation du mécanicien qui, en principe, connaît parfaitement la ligne et sait qu’il est à telle ou telle distance d’une bifurcation ou d’une gare où il doit s’attendre à marquer l’arrêt. La voie libre est donnée par la pivotement du disque qui prend alors une position parallèle à la voie le rendant invisible.

Depuis sa création en 1938 la SNCF a conservé le disque. Le mécanicien doit se mettre en « marche à vue » et s’arrêter avant le premier appareil de voie, ou au premier poste d’aiguillage, et, dans le cas d’une voie unique, à la prochaine gare. Avec le code de 1935, repris par la SNCF, le disque est signalé la nuit par un feu rouge plus un feu jaune présentés à l’horizontale ou à la verticale.

Disque du code de 1885.
Disque SNCF vu dans les années 1980.

La palette SEM: variante du disque.

Sur un certain nombre de photographies anciennes, on voit un curieux signal qui ressemble à un sémaphore. Il est apparu sur le réseau du Nord, avant d’être adopté par d’autres réseaux comme le PLM ou le PO. A l’époque, il y avait un équivalent du disque qui était le damier vert qui annonçait un carré fermé et si celui-ci était ouvert, la vitesse était limitée à 30 sur les appareils de voie ; le disque, lui, obligeait à la marche à vue, d’où une certaine perte de temps si cette marche à vue était longue, d’où l’invention de ce nouveau signal qui permettait la reprise immédiate de la vitesse.

Palettes SEM et disque sur le réseau du Nord à St-Denis.
Palettes ex-PLM vues à la Bastide-St Laurent les Bains, en 2019. Le tableau « Z » indique le début de la zone de ralentissement et les flèches indiquent les voies concernées.

La réponse venue du Nord: le bloc Lartigue.

Apparu en France sur le réseau du Nord en 1874, le bloc Lartigue marque un progrès énorme en matière de sécurité des trains pour empêcher leur rattrapage des uns par les autres. Avant lui, le repérage des trains était déterminé à partir des heures de passage en un point donné, d’où le risque de confusion en cas de retard important. Un simple délai d’une dizaine de minutes entre chaque train n’assurait, en fait, qu’une sécurité très théorique….

Le seul grand danger que connaissent les premiers trains est le rattrapage de deux ou plusieurs trains se succédant sur la même voie. Le problème est crée par deux réalités techniques du chemin de fer : d’une part, une distance de freinage très importante, de plusieurs centaines de mètres voir plus d’un millier de mètres, et, d’autre part, la circulation qui se fait sans vue, puisque de nombreuses tranchées en courbe, des tunnels, ou la circulation de nuit empêchent toute vision par le mécanicien qui fait confiance au guidage par les rails et à la position des signaux. Tant que les trains se succèdent et roulent à la même vitesse, tout va bien. Mais il suffit que le premier d’entre eux s’arrête d’une manière inopinée pour que le suivant vienne le heurter par l’arrière, ceci provoquant une catastrophe.

Certes : le problème est posé dès l’exploitation des premières lignes construites dès les années 1830, et il est résolu par la division d’une ligne en cantons successifs délimités chacun par un signal actionné par un garde. Chaque fois que ce garde constate le passage d’un train, il ferme son signal et attend dix minutes, ou toute autre durée fixée par les règlements de la compagnie, puis il ouvre le signal de nouveau pour laisser la voie libre à tout autre train survenant.  C’est ce que l’on appelle la couverture des trains par le temps.

Mais il a ouvert son signal sans savoir, en fait, si le train précédent roule toujours et si ce train est sorti du canton. Il y a donc un pari, et une incertitude… Le premier progrès est, vers 1845, l’usage du télégraphe puis du téléphone qui permettent aux gardes de communiquer entre eux. Mais le risque existe toujours : le deuxième garde qui jure avoir vu passer le train peut-il permettre au premier garde d’ouvrir à nouveau la voie ? Sa certitude repose sur sa vigilance et sa mémoire, deux facultés mentales que l’habitude rend aléatoires…

De nombreux accidents se produisent. L’idéal serait que le garde puisse voir en aval la position du signal précédent, ce qui le rassurerait sur le fait que le canton soit bien fermé et qu’il train y circule. L’idéal serait aussi que le garde suivant ait cette même possibilité. Il faut donc aller plus loin et établir un système matériel qui coordonne les mouvements des signaux pour les rendre visibles simultanément par le garde qui l’actionne et son collègue situé en aval. 

Ce sera le principe du bloc-système qui a pour principe de couper la ligne en cantons dans lesquels un train ne peut pénétrer que si le train précédent  en est sorti. Chaque canton comporte donc un signal d’entrée, ou sémaphore. L’aile est en position horizontale pour indiquer l’arrêt et en position inclinée pour indiquer la voie libre. Lorsqu’un train passe, et entre dans un canton, le cheminot chargé du sémaphore ferme alors le sémaphore derrière le train, ce geste ouvrant aussi le sémaphore précédent qui en est solidaire. Chaque sémaphore ne peut être mis en position voie libre que par l’agent du sémaphore suivant. L’électricité peut se charger de l’opération grâce à des électroaimants.

Sémaphore Lartigue Nord.
Le principe du bloc Lartigue Nord, en 1874.

Ce bloc utilise des signaux appelés électro-sémaphores. Le premier électro-sémaphore Lartigue est installé en 1874 sur la ligne de Paris à Creil, et il constitue bien le premier bloc système enclenché en France. Il est dû au ingénieurs de la compagnie du Nord que sont Lartigue et Tesse, et au constructeur Prudhomme. Il rend solidaires les signaux électriques échangés entre les gardes des cantons et les ailes des signaux optiques s’adressant au mécanicien.

On implante un grand mât haut de 13 mètres environ situé près du bâtiment de chaque gare, ou en un point gardé comme un passage à niveau ou une cabine d’aiguillage sur une bifurcation. Sur ce mât sont installés deux grandes ailes rouges de deux mètres environ, jouant le rôle de sémaphores. Il y a une aile par sens de marche, et, au pied du mât, il y a aussi deux ailerons jaunes reliés par des tringles à quatre boîtes de manœuvre munies de manivelles et placées sur le socle, les grandes ailes rouges étant attelées aux boîtes n° 1, et les petits ailerons jaunes aux boîtes n° 2. 

Lorsqu’un train est annoncé par le garde de la gare A précédente, le petit bras de la voie correspondante en gare B se place à l’horizontale, par rotation automatique de la manivelle. Au passage du train en gare B le garde ferme le signal d’annonce, puis met la grande aile à l’arrêt en manoeuvrant la boîte n°1, cette opération provoquant le développement du petit bras de la gare suivante C, ce qui annonce du train à cette gare. Ensuite il peut rabattre son aileron par manœuvre de la boîte n° 2, ce qui provoque automatiquement en gare A le rabattement de la grande aile, ce qui annonce à cette gare A que la voie est désormais libre. Enfin la grande aile de la gare B se remettra automatiquement à l’ouverture lors de la manœuvre de l’aileron de la gare suivante C. Le même processus se répète de gare en gare, au fur et à mesure que le train avance.

Boîtes de commande au pied d’un sémaphore Lartigue pour la voie impaire à gauche (provenance Paris) et pour la voie paire à droite (direction Paris).

La petite aile d’un sémaphore est donc toujours solidaire de la grande aile du sémaphore situé en amont. Quand on manoeuvre un sémaphore pour le mettre à l’arrêt, il ne peut être remis en position voie libre que par le garde situé en aval. Le courant électrique ne fournit aucune énergie servant à des mouvements mécaniques, mais simplement agit sur les enclenchements qui libèrent les ailes et les rendent libres d’être actionnées par les manivelles, ou, pour les petites ailes jaunes, leur permettent de revenir en position initiale par simple action d’un contrepoids.

Il est à noter que le bloc Lartigue a aussi été adopté par les Compagnies de l’Est et du Paris-Orléans. Aujourd’hui encore, il reste quelques sections de ligne équipées en block Lartigue, notamment celle d’Amiens à Boulogne, mais le bloc est doublé par des sémaphores lumineux distincts. Le dernier électro-sémaphore Lartigue a été déposé en 1998 à Véretz-Montlouis.

Signaux Nord vers 1910: d’avant en arrière ; disque, palette Sem et sémaphore Lartigue.
Signaux sur le réseau Nord vers 1920: carrés, disques et sémaphores Lartigue.

Vers le bloc automatique.

Il reste que la sécurité du système repose sur une action humaine : le garde doit voir le train et fermer le signal, et, même si son action (ou son manque d’action) est répercuté sur les autres postes de garde et peut donc être vérifié, il y a un risque car la sécurité repose toujours sur la vigilance humaine, même s’il s’agit de deux hommes au lieu d’un seul.

L’idéal serait de lier le tout, trains et signaux, pour former un ensemble interactif et cohérent. C’est le stade suivant, toujours possible grâce à l’électricité, et c’est ce que l’on appelle le bloc automatique, qui a été inventé au Royaume-Uni sous le nom de « block system », le « block » étant un canton, une zone délimitée.

Le perfectionnement consiste à automatiser l’action des trains directement sur les signaux eux-mêmes. Ce progrès est possible parce que les rails ont toujours été posés sur des traverses en bois, ce qui fait que, bien que cela n’ait pas été le but visé à l’origine, ils sont isolés électriquement l’un de l’autre. Si un seul essieu d’un wagon de chemin de fer se trouve sur les rails, il les réunit électriquement, puisque les deux roues sont emmanchées sur un corps d’essieu formant un tout entièrement métallique.

Si l’on divise la ligne en tronçons successifs (ou « blocks ») indépendants électriquement, séparés par des joints isolants, on obtient bien une succession de cantons électriques dans lesquels le moindre essieu peut agir, par court-circuit sur les deux files de rails et fermer un circuit électrique, et actionner un système automatique mettant le signal en position fermée. La sécurité ne repose désormais que sur la seule vigilance du mécanicien de la locomotive.

Affiche rappelant les principes de vigilance liés au bloc-système. Années 1950.
Le principe du circuit de voie peut être réalisé avec un élément de voie miniature en « HO » à traverses en plastique donc isolantes, une pile, une ampoule et un essieu entièrement métallique sans roues isolées, (ou un simple clou servant d’essieu) et posé sur les rails. L’ampoule s’allume alors immédiatement et s’éteint si on retire l’essieu. Dans la réalité, le système est plus complexe, le signal ayant aussi un feu indiquant la voie libre, et le système ayant aussi des fonctions de remise au rouge en cas de détection d’un rail coupé ou de détection d’une défaillance, etc…

Le stade suivant, franchi aujourd’hui avec les systèmes actuels de la SNCF, est de faire agir directement la signalisation sur les trains eux-mêmes : le mécanicien reste maître de la situation, mais en cas de défaillance de sa part, un automatisme peut arrêter le train.

Le crocodile est aussi né sur le réseau du Nord.

Mais tout ceci est bien né en 1874 sur le réseau du Nord qui était donc un précurseur en matière de sécurité. Ce réseau aura d’autres systèmes de sécurité à son actif, comme le crocodile, inventé peu après le bloc Lartigue, ceci par l’ingénieur EJ. Colas. Cet appareil est placé dans l’axe d’une voie ferrée, en avant d’un signal, et il est destiné à rappeler celui-ci à l’attention du mécanicien.

Le crocodile, ainsi appelé en raison de sa forme allongée et basse, est un contact fixe installé à quelques mètres du signal, entre les rails, isolé électriquement et en communication avec une source électrique. Initialement constitué d’une plaque, le système de plots suintants à pétrole a permis d’en rendre le fonctionnement plus sûr en période hivernal. Cette disposition est maintenant abandonnée et les crocodiles sont constitués d’un assemblage de lames métalliques ondulées laissant un espace entre elles. En frottant sur le crocodile, une brosse métallique placée sous la locomotive recueille le courant dont la polarité provoque la répétition en cabine de conduite de l’indication signal fermé par un signal sonore que le conducteur doit interrompre en appuyant sur le bouton de vigilance, et l’enregistrement des signaux, qu’ils soient ouverts ou fermés, dans l’enregistreur d’événements de conduite.

Crocodile sur une voie SNCF.
Le crocodile n’est pas le seul appareil de contact mécanique sur la voie: la pédale joue aussi un rôle analogie, actionnée par les roues, pour créer un contact électrique.

Les signaux de direction : toujours bon de savoir où l’on va.

Il est vrai que le chemin de fer, en tant de seul système de véhicules guidés, n’a pas besoin de la vision du conducteur pour assurer sa sécurité. Mais être informé de la direction que l’on prendra sur une bifurcation peut avoir de l’importance Le problème n’est pas facile pour les équipes de conduite: comment se repérer, surtout la nuit, sur les appareils de voie multiples des grandes bifurcations et des gares, et comment être certain que l’on est bien aiguillé sur la bonne voie ? Les signaux de direction sont une réponse, et, aujourd’hui toujours, ils existent, mais sous une forme lumineuse.

Dès sa création, le chemin de fer ne peut se contenter d’établir des lignes indépendantes, et il est obligé d’établir de se constituer en réseaux complets, acceptant donc des bifurcations ou des jonctions. La bifurcation est le cas où, pour le point de vue du mécanicien d’un train, deux lignes se séparent. La jonction est le cas dans lequel deux lignes fusionnent.

Par principe, et contrairement au cas de tous les autres moyens de transport sur les routes, dans les airs ou sur l’eau, le chemin de fer se passe de la surveillance visuelle du chemin à parcourir : le mécanicien et son chauffeur, du temps de la vapeur, passent le plus clair de leur temps à conduire le feu pour en tirer, en fonction du profil de la ligne et de la vitesse voulue, le plus d’énergie possible pour la moindre dépense de combustible. Bien entendu, le mécanicien a aussi la charge de surveiller la marche de la locomotive, du train, et de prendre toutes les décisions en cas de besoin. Le conducteur électricien ou diesel n’a plus la charge de produire de l’énergie car elle lui est fournie, ce qui lui vaut d’être seul à bord de la machine, et il lui reste un rôle de surveillance générale de la marche de la locomotive et du train et de prise de décision en cas d’incident.

C’est bien dans cette optique qu’il a paru important, pour un certain nombre de compagnies, d’instaurer des signaux de direction pouvant confirmer au mécanicien que la direction qu’il doit prendre, à la bifurcation suivante, lui est effectivement donnée, faute de quoi il peut prendre ses dispositions pour s’arrêter. Par ailleurs, un certain nombre de compagnies ont pratiqué une politique de signaux systématiquement fermés pour la protection des gares et des bifurcations, ce qui impliquait que le mécanicien d’un train survenant devait signaler sa présence en sifflant et demander la voie, et la direction. Les signaux indicateurs de direction sont donc nés de cette nécessité : confirmer au mécanicien que la voie qui lui est donnée est bien celle qu’il doit prendre.

Signal de direction. Musée du Chemin de fer et du Patrimoine SNCF de Mulhouse.

Le Paris, Lyon et Méditerranée prend les devants.

Sur le P.L.M., dès 1846 une ordonnance prescrit d’implanter des sémaphores précédant les bifurcations et donnant les indications des directions données. Ce sont des sémaphores doubles à ailes dont la moitié gauche est rouge et l’autre moitié blanche, très proches, techniquement, des sémaphores ordinaires à aile unique intégralement rouges. Le P.L.M. n’est pas seul à le faire : il est rejoint par les réseau de l’Ouest et du Nord, qui utilisent des bras mobiles sur de petits signaux, puis des disques verts, solidaires des commandes des appareils de voie, et qui indiquent si la voie donnée à la bifurcation est déviée. Le réseau de l’Etat utilise ultérieurement ; lui aussi, des disques verts. La nuit, ces signaux donnent un feu vert, ce qui fera que cette couleur sera associée à la notion de ralentissement ou d’avertissement. L’évolution ultérieure, pour la signalisation de jour, sera le damier vert et blanc qui donnera l’avertissement.

Le Nord, l’Ouest et le P.L.M. implantent un tableau « BIFUR » avant les bifurcations commandant le ralentissement. Le P.L.M. demande aussi au mécanicien de siffler au droit de ce tableau pour faire une demande d’ouverture de la bifurcation. Voilà où l’on en est à la fin des années 1870, avant que le code de 1885 vienne instaurer un début d’unification.

Les indications du code de 1885.

Le code de 1885 est le premier, en France, à introduire une standardisation et une cohérence dans le système de signalisation des différentes compagnies qui ont déjà amorcé, depuis leur création sous le Second empire, une dérive vers un excès de complexité. Ce code confirme le disque vert pour permettre ou interdire, selon sa position ouverte ou fermée, le passage en vitesse sur une bifurcation, ce qui implique que, s’il y a une restriction de la vitesse, c’est bien parce que le mécanicien va engager son train sur une direction déviée. La position du disque, si elle est fermée (donc faisant face à la voie, et présentant un cercle vert), indique que l’appareil de voie de la bifurcation donne une direction déviée, donc une direction autre que celle de la voie directe. Le cas pour les bifurcations simples à deux directions possibles est réglé.

Les anciens indicateurs de direction à ailes ne disparaissent pas pour autant, mais viennent, en complément de l’indication de ralentissement du disque vert, dire, dans le cas de plusieurs directions possibles en voie déviée, quelle direction est donnée. Le disque vert suffit pour tenir lieu d’indicateur de direction dans les cas où il n’y a le choix qu’entre une direction déviée et une direction directe, ce qui est la majorité des cas.

Les réseaux Est et P.L.M. conservent donc leurs sémaphores indicateurs de direction, le nombre des ailes pouvant atteindre jusqu’à cinq, ce qui prouve que le tracé des bifurcations sur ces réseaux pouvait comprendre autant de directions déviées possibles en un point. Les feux correspondants sont violets dans le cas d’une voie fermée (direction non donnée) et blancs dans le cas d’une voie ouverte avec passage en vitesse, et verts dans le cas d’une voie donnée et déviée avec ralentissement.

Signaux de direction de l’ancien PLM. Pou le mécanicien, la 2e voie à gauche sur la bifurcation ou l’entrée en gare est donnée.

Les indications du code de 1935 dit Code Verlant.

La disposition actuelle des signaux de direction SNCF est conforme au code de 1935, dit Code Verlant. Notons que ce code a pour principale caractéristique de supprimer le feu blanc provenant du code de 1885 qui pouvait prêter à des confusions avec des lampes du voisinage de la voie, de donner au feu vert l’indication voie libre, et de faire apparaître un feu jaune pour l’avertissement.

En ce qui concerne la direction donnée par les aiguilles, ce code prévoit, pour les trains abordant les appareils de voie par la pointe bien sûr, des ailes sémaphoriques peintes en blanc, et terminées à leur extrémité par une double pointe.

Ces ailes peuvent être commandées directement par les leviers des postes d’aiguillages, et ne sont donc pas solidaires des appareils de voie, mais elles sont cependant enclenchées avec les aiguilles, et sont placées sur un mât, à des hauteurs différentes, et en nombre égal aux directions pouvant être données par le poste. L’aile la plus élevée correspond à la direction la plus à gauche du mécanicien les apercevant, la moins élevée à la direction la plus à droite, ceci dans l’ordre successif des directions de gauche à droite. Les ailes ne peuvent prendre que deux positions: horizontale pour dire que la direction n’est pas donnée, inclinée pour dire que la direction est donnée. La nuit la position horizontale est donnée par un feu violet, et la position inclinée par un feu vert indiquant le passage avec ralentissement, ou blanc permettant le passage en vitesse normale.

Si ces ailes sont commandées avec l’appareil de voie, un mât, posé près de l’aiguille, présente un bras apparent soit d’un coté soit d’un autre d’un boîtier, et correspondant à la direction donnée à gauche, ou à droite.

Signaux de direction de l’ancien réseau de l’Etat vus dans les années 1960 à Saujon. La première voie à gauche est donnée.

Le code actuel: TIDD et ID.

Le code de 1935 reste valable, mais il a été complété. Pour ce qui est des signaux de direction, il existe des tableaux indicateurs de direction à distance (TIDD) groupés, en principe, avec le signal d’avertissement ou feu jaune clignotant annonçant le carré précédant l’aiguille, et éteints lorsque le carré est fermé ou lorsqu’un train se trouve entre le TIDD et la bifurcation. Ce tableau est carré, et il peut présenter, en blanc sur fond noir, la lettre « Y » lumineuse partiellement allumée (une des deux branches du haut, et jamais les deux, plus la partie inférieure). On voit soit la partie inférieure et la branche supérieure gauche de la lettre « Y » si la direction donnée est la première à partir de la gauche, soit la partie inférieure et la branche supérieure droite de la lettre « Y » lorsque la direction donnée est la 2e à partir de la gauche.

Ou bien il existe des indicateurs de direction (ID) groupés avec le carré qui précède l’aiguille ou les aiguilles. De jour comme de nuit, il se présente sous la forme d’une cible allongée à l’horizontale et comportant des feux blancs disposés horizontalement. Le nombre de ces feux allumés depuis la gauche correspond au numéro d’ordre, à partir de la gauche, de la direction donnée, soit, par exemple: un feu (à gauche de la cible) = première direction à gauche, deux feux (à partir de la gauche de la cible) = deuxième direction, etc.

Tableaux SNCF indicateurs de vitesse (TIV) pour autorails, en haut, et trains, et tableau « Z » pour indiquer l’entrée dans la zone d’exécution. Indication « Nf » pour indiquer que le signal, à l’arrêt, (deux feux rouges) n’est pas franchissable, et, en bas, « chevron » indiquant un appareil de voie pris par la pointe que l’on voit, d’ailleurs, au second plan.
Tableau indicateur de vitesse (TIV) et tableau indicateur de limitation des manœuvres à la sortie d’une gare.
Se présentant après le TIV de vitesse, voici le tableau indicateur de la zone d’application de la limitation de vitesse. Ensuite on trouvera un tableau de reprise de la vitesse, indiqué par la lettre « R ».

Le carré d’arrêt : bien connu de tous, et à respecter sans modération.

Très populaire et très connu, reproduit en jouet et jugé comme indispensable dans toute bande dessinée pour situer une action dans une gare SNCF, symbole de la sécurité ferroviaire et garant de la tranquillité du voyageur,  le « carré » d’arrêt absolu, ou « damier » est un signal caractéristique du chemin de fer français qui marque bien son époque, celle de la vapeur, des premières grandes électrifications, de la naissance de la traction Diesel, bref: tout le charme des années 1935. Aujourd’hui encore, avec un peu de chance, on peut le trouver sur des petites lignes secondaires, mais les survivants sont rares.

Carré d’arrêt absolu. Type SNCF. Document SNCF.

Carré SNCF sur la région sud-ouest. Années 1980.

Revenons, pour commencer, aux époques héroïques des débuts du chemin de fer. Comment arrêter un train lancé à plaine vitesse (30 km/h, mettons…) sur la voie ? S’il faut communiquer avec l’équipe de conduite de la locomotive, la seule liaison possible est … un cavalier parti au galop, rattrapant le train, le doublant de wagon en wagon pour se retrouver chevauchant à coté de la locomotive et intimant alors l’ordre au mécanicien de stopper ! Cette solution est rapidement obsolète dès les années 1840 quand les trains roulent à plus de 50 ou 60 km/h, et se trouvent à grande distance des gares : les conducteurs des TGV actuels sont donc à l’abri de index autoritaire d’un cavalier lancé au triple galop venant taper contre la vitre pour leur faire signe de ralentir ! La seule réponse logique à cette question sera donc l’implantation de signaux d’avertissement, de ralentissement, de rappels de ralentissement, posés le long des voies, et précédent un signal d’arrêt (voir l’article N°1 de cette rubrique consacrée à la signalisation)

Né du code de 1885.

Le carré d’arrêt est un signal caractéristique des réseaux français. Les réseaux britanniques, allemands, et d’autres pays européens préfèrent nettement le signal à aile mobile qui, en position horizontale « barre » nettement et clairement la route, et, en position inclinée, indique la voie libre. Le carré n’est pas  le signal le plus ancien: les chemins de fer anglais utilisent, dès leur création, les premiers signaux, formés de boules de bois peintes en rouge et hissées en haut de mâts pour avertir les mécaniciens des locomotives. Les chemins de fer français commencent plutôt par des disques pivotants à cible en tôle peinte en rouge et remplissant la même fonction.

Le carré ou damier est un signal d’arrêt impératif. Sa forme et ses couleurs nous viennent des géomètres où il est utilisé pour marquer, en attirant l’œil par ses couleurs, tel ou tel point singulier lors des mesures. La compagnie du Nord en premier, puis les autres compagnies de chemin de fer françaises du XIXème siècle ont adopté ce damier rouge et blanc pour les mêmes raisons de visibilité, et ce signal, dans la hiérarchie du code des signaux, a vite supplanté le disque, mais sans l’éliminer.

C’est la guerre de 1870, avec l’utilisation intensive du chemin de fer pour la première fois par l’armée, qui fait comprendre le besoin d’unification et de standardisation du réseau français. Chaque compagnie a ses propres habitudes, son propre matériel, sa propre signalisation, et cette diversification nuit, on s’en doute, à l’effort de guerre et aux mouvements d’ensemble des troupes sur le territoire national. Le code de 1885 impose pour le moins des couleurs standard pour les cibles en tôle et les feux:

COULEURS DE LA CIBLE           COULEURS DES FEUX                              SIGNIFICATION

Rouge                                              Rouge                                                           Arrêt différé ou absolu.

Vert                                                 Vert                                                               Avertissement, ralentissement.

Jaune                                               Jaune                                                             Arrêt sur voies de service.

Effacement du signal                      Blanc                                                             Voie libre.

L’évolution du carré d’arrêt absolu.

Entre les deux guerres, les compagnies françaises préparent leur unification qui aboutira à la SNCF en 1938. La signalisation est entièrement revue par une commission, présidée par l’ingénieur Verlant, qui donne naissance au code unifié ou « code Verlant » en 1935. L’abandon du feu blanc (que l’on pouvait confondre, la nuit, avec une simple lampe du voisinage), le vert le remplaçant pour signifier la voie libre, et le jaune signifiant désormais l’avertissement, sont les points marquants de cette réforme.

La présentation et la forme du carré d’arrêt absolu évolue : il abandonne, après 1935, la forme rectangulaire allongée pratiquée par sur certains réseaux comme l’Etat et l’Est pour prendre celle d’un vrai carré dont les bords forment un liseré aux couleurs inversées. Sur le plan technique, les deux feux rouges cessent d’être de simples lunettes de verre placées dans des découpes circulaires de la cible et venant se positionner devant des lampes quand le signal est fermé. Ce système est remplacé par de véritables feux indépendants : deux rouges et un vert.

Il est à noter qu’il existe un autre signal, de forme carrée lui aussi, mais de couleur violette bordée de blanc, et servant à indiquer l’arrêt sur les voies de service d’une gare. Il est tout aussi impératif que le carré à damier rouge et blanc, mais il ne se situe pas sur les voies principales. Il ne peut, donc, protéger des voies principales sur lesquelles s’embranchent des voies de service. Il comporte, de nuit, un feu violet pour indiquer l’arrêt et un feu blanc lunaire pour indiquer la voie libre.

Carré violet vu en gare à La Bastide-St-Laurent les Bains en 2019: un rare survivant de l’époque des « tôles » !

L’implantation du carré d’arrêt absolu.

Le carré est bien un signal d’arrêt, donc infranchissable. Toutefois il peut être fermé d’une manière inopinée (panne mécanique, par exemple) et il n’est pas possible de retenir un train indéfiniment quand on s’est assuré qu’il s’agit d’un dérangement et que la voie est libre. C’est pourquoi, d’après l’article 108 du Règlement Général de Sécurité de l’époque, il peut être franchi sur autorisation de l’aiguilleur remettant un bulletin écrit au mécanicien de la locomotive, et, sur la région Sud-Ouest, par autorisation verbale du chef de gare qui a constaté que le signal est en dérangement et que la voie est libre.

Le carré est donc implanté dans les gares comme signal de protection des itinéraires principaux, comme signal d’arrêt et de départ sur les voies principales. Il est aussi implanté sur les bifurcations où il joue le même rôle de protection, d’arrêt, et d’autorisation de redémarrage (voie libre). Ses deux feux rouges le distinguent nettement du disque qui, moins impératif et pouvant être franchi sous certaines conditions, ne comporte qu’un seul feu rouge et un jaune. Enfin le signal d’arrêt commandé par un bloc-système et servant à l’espacement des trains ne comporte qu’un seul feu rouge, pouvant, lui aussi, être franchi sous certaines conditions.

Le carré est un signal d’arrêt, mais d’après l’article 108 du Règlement Général de Sécurité de l’époque, il peut être franchi sur autorisation de l’aiguilleur remettant un bulletin écrit, et, sur la région Sud-Ouest, par autorisation verbale du chef de gare qui a constaté que le signal est en dérangement et que la voie est libre.

Le carré est donc implanté dans les gares comme signal de protection des itinéraires principaux, comme signal d’arrêt et de départ sur les voies principales. Il est aussi implanté sur les bifurcations où il joue le même rôle de protection, d’arrêt, et d’autorisation de redémarrage (voie libre).

Il est actuellement remplacé par la signalisation lumineuse (cibles fixes) offrant deux feux rouges disposés sur une ligne horizontale.

Exemple d’implantation de la signalisation sur une petite gare avec une bifurcation sur une ligne à double voie. Code 1935.
Les principes de base des anciennes signalisations de 1885 et actuelles de 1935. Documents Revue Générale des Chemins de Fer.

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