Manuel des tunnels routiers
Manuel des tunnels routiers
Il est important pour un exploitant de pouvoir communiquer avec l'usager. Cette communication doit pouvoir s'établir dans les deux sens : de l'exploitant à l'usager et de l'usager à l'exploitant. Ces échanges doivent être possibles dans toutes les situations d'exploitation : normale, dégradée ou critique.
Plusieurs dispositifs permettent d'assurer cette fonction de communication (l'alerte étant considérée comme une forme particulière de communication). Tous ne proposent pas les mêmes fonctionnalités : certains permettent d'établir une transmission de l'usager à l'exploitant (boutons-poussoirs d'alarme, alarme automatique associée à l'utilisation de certains systèmes d'évacuation...), alors que d'autres permettent d'assurer une transmission de l'exploitant vers l'usager (diffusion de messages sur des fréquences FM, haut-parleurs). Un seul permet un échange complet : les postes d'appel d'urgence.
Les postes d'appel d'urgence permettent à un usager, victime d'un accident dans un tunnel, de contacter le centre de contrôle-commande en charge du tunnel. Outre l'établissement d'une liaison vocale, l'utilisation d'un poste d'appel d'urgence par un usager permet également sa localisation précise.
Ces postes d'appel d'urgence sont installés à intervalles fixes dans des coffrets ou dans des postes de secours de différents types. La distance séparant deux postes d'appel d'urgence est souvent fixée réglementairement et, par conséquent, varie d'un pays à l'autre.
La structure de ce dispositif est assez simple. Les postes d'appel d'urgence dans un tunnel sont raccordés à un poste centralisateur qui reçoit les appels passés depuis le tunnel. Généralement, ce poste centralisateur se situe dans le centre de contrôle-commande du tunnel et parfois dans les locaux des services de police compétents pour le tunnel.
Les boutons-poussoirs d'alarme permettent à un usager d'envoyer une alarme au centre de contrôle-commande en cas d'accident dans le tunnel. Ces équipements, assez peu coûteux, peuvent être installés à intervalles rapprochés.
Ce type de dispositifs n'est pas très utilisé car, dans une certaine mesure, il fait double emploi avec le poste d'appel d'urgence et surtout, il ne permet pas une communication dans les deux sens entre l'usager et le centre de contrôle-commande.
En tunnel l'usager dispose de différents dispositifs qu'il peut utiliser en cas de besoin, notamment dans les situations d'urgence. Il trouve, nous l'avons déjà évoqué, des téléphones de secours et parfois des boutons poussoirs d'alarmes. Il dispose aussi d'extincteurs et d'issues de secours.
Pour l'exploitant, il est impératif d'être informé au plus tôt de l'utilisation d'un de ces dispositifs par un usager. Cela ne pose pas de problème pour le téléphone de secours et les boutons poussoirs d'alarme dans la mesure où le poste de contrôle commande est souvent le destinataire soit de l'appel soit de l'information d'alarme. Quand le poste centralisateur des téléphones de secours n'est pas situé dans le poste de contrôle commande, il faut mettre en place des procédures pour que le service qui reçoit l'appel informe au plus vite le poste de contrôle commande.
Pour les extincteurs et les issues de secours, il est très fréquent d'avoir des capteurs qui vont prendre en compte un changement d'état et envoyer cette information vers le poste de contrôle commande en utilisant le système de Contrôle-commande - supervision. L'exploitant est ainsi informé très vite qu'un usager en tunnel demande à être aidé.
Pour les extincteurs, l'information prise en compte est souvent l'action de décrocher le matériel de son support. Pour les issues, l'information prise en compte est soit l'ouverture de la porte, soit la détection d'une présence dans l'issue, soit les deux.
Lorsqu'un tunnel est équipé d'un système de vidéo-surveillance (voir Paragraphe Systèmes de vidéosurveillance et de contrôle du trafic), les images provenant du tunnel et de ses abords sont visualisées sur des moniteurs installés dans le centre de contrôle-commande. Pour l'opérateur, il est difficile de surveiller simultanément plusieurs moniteurs avec la même vigilance durant plusieurs heures.
Afin de pallier cette difficulté, les exploitants utilisent de plus en plus souvent des systèmes capables de détecter automatiquement un incident. Dans certains pays, l'utilisation de ce type d'équipements est même obligatoire pour certains tunnels.
La détection automatique d'incident (DAI) est généralement basée sur l'analyse informatisée des flux d'images vidéo générés par les caméras installées dans le tunnel pour filmer le trafic. Un certain nombre d'algorithmes sont disponibles ; ils peuvent détecter plusieurs types d'incidents et notamment :
Les incendies de véhicules se développent généralement après l'arrêt du trafic (par exemple, à la suite d'un accident) ; il en découle qu'une alarme « véhicule à l'arrêt » provenant d'un système DAI est censée précéder les alarmes déclenchées par d'autres systèmes, tels que des capteurs thermiques ou de fumée. Cette information rapide fournie par la DAI laisse plus de temps aux opérateurs pour vérifier la nature et le lieu de l'incident et programmer une intervention efficace. Cela est possible en choisissant une configuration de ventilation optimale, en prévenant les sur-accidents grâce à des mesures d'exploitation et en avertissant rapidement les usagers en amont de l'incident. Ce gain de temps donne également l'opportunité d'appeler les services de secours, de fermer l'accès, d'envoyer des messages sur les panneaux à messages variables et à la radio, d'appeler une dépanneuse, d'inviter à évacuer le tunnel, etc.
Les systèmes de vidéo-détection de la fumée sont décrits dans le Paragraphe 6.3.3 "Méthodes actuellement utilisées" du rapport 05.16.B 2006.
Les systèmes DAI par analyse d'images vidéo peuvent fournir des informations en temps réel sur le flux, le volume et la vitesse du trafic. Ils peuvent enregistrer les images depuis l'origine de l'incident et interagir avec d'autres systèmes tels que le système de contrôle-commande-supervision . Les systèmes DAI comprennent généralement des caméras, un système de traitement des images pour les images provenant d'une ou plusieurs caméras, des encodeurs vidéo à protocole Internet (IP) et des décodeurs sur IP pour renvoyer les images vers des moniteurs ou des écrans d'ordinateur. De plus, un système de gestion vidéo est constitué d'un ou deux serveurs redondants ayant à la fois une fonction vidéo et une fonction de stockage (enregistrement de la masse vidéo et des incidents DAI, recueil et stockage des données du trafic en temps réel et des événements du trafic, interfaçage avec le système de contrôle-commande-supervision), d'équipement de réseau et de lignes de communication (fibres optiques, câbles coaxiaux ou câbles à paires torsadées non blindées).
La conception des systèmes DAI dans les tunnels doit être réalisée en prenant en compte les points suivants :
L'article de la revue Routes/Roads 2009 intitulé "Systèmes de détection incendie de tunnels routiers - Enseignements tirés d'un projet international de recherches" arrivait à la conclusion que : « pour être en mesure de détecter des incendies obstrués par un embouteillage, la plupart des fabricants de détecteurs à champ de vision recommandent d'utiliser deux appareils pour couvrir chaque section à partir de deux angles différents, par exemple, à partir des deux directions à l'intérieur du tunnel ». Plusieurs caméras peuvent également être utilisées pour assurer une redondance, en cas de panne de l'une d'elles. Généralement, les champs de vision des caméras sont définis de manière à se recouvrir. Ainsi, en cas de panne de l'une d'elles, cela peut être compensé grâce aux images des caméras voisines.
Le Paragraphe IV.2.1. « Equipements de détection d'incidents » du rapport 05.15.B 2004 suggère que les emplacements des caméras peuvent varier entre 30 et 150 mètres si elles sont utilisées pour la détection automatique d'incident.
Les performances d'un système DAI dépendent en grande partie de la bonne mise en service et du bon calibrage, avant le déploiement. L'expérience montre que, dans les tunnels, la mise en service et le calibrage peuvent prendre plusieurs mois.
Les détecteurs d'incendie et de fumée font toujours partie intégrante d'une boucle de contrôle composée de capteurs, de dispositifs de déclenchement d'alarme, de réseau de transmission, d'unités de traitement, etc. , l'ensemble étant communément appelé système d'alarme incendie.
Les systèmes d'alarme incendie et fumée dans les tunnels routiers sont conçus pour détecter les incendies et la production de fumée le plus rapidement possible pour que les équipements et les procédures de sécurité puissent être activés sans délai. Leurs principaux objectifs doivent être :
En règle générale, les principes de détection d'incendie sont basés sur la perception des paramètres déterminés par l'incendie, c'est-à-dire la chaleur, la fumée, le rayonnement et la production de substances chimiques caractéristiques. Par conséquent, les capteurs de détection d'incendie peuvent être classés comme suit :
Chacun de ces détecteurs dispose de son propre domaine d'application, en fonction de son temps de réponse, de sa robustesse, de sa fiabilité, etc.
Dernièrement, les systèmes vidéo DAI se sont avérés être très efficaces et rapides pour détecter les incendies. En effet, ils détectent tout objet ou véhicule dont le mouvement ne s'inscrit pas dans le flux de trafic normal. Les caméras peuvent être tournées automatiquement en direction de la zone de l'incident, ce qui permet à l'exploitant de voir le tout début de l'incendie.
Les systèmes de détection d'incendie/de fumée sont décrits dans le Paragraphe 6.3 « Détection des incendies » du rapport 2006 05.16.B.
En règle générale, les détecteurs d'incendie dans les tunnels routiers doivent être conçus pour résister aux conditions environnementales suivantes : une vitesse de l'air inférieure ou égale à 10 m/s, une mauvaise visibilité due aux gaz d'échappement de diesel et aux particules provenant de l'usure des pneus et de l'abrasion de la chaussée, concentrations accrues et variables à court terme de polluants (monoxyde de carbone (CO), dioxyde de carbone (CO2), oxydes d'azote et hydrocarbures), modification des intensités d'éclairement des phares, chaleur des moteurs et fumées chaudes dues aux gaz d'échappement des véhicules, interférences électromagnétiques, composition mixte du trafic (voitures, camionnettes, poids lourds, bus et camions-citernes) qui a pour conséquence une obstruction à degrés divers de la section transversale du tunnel.
Il est primordial que ces systèmes disposent d'un degré élevé de fiabilité de fonctionnement et qu'ils soient en mesure de localiser l'incendie le plus précisément possible. Il est conseillé que les systèmes de détection d'incendie disposent d'un certain niveau d'intelligence afin d'éviter les fausses alarmes, car ces dernières peuvent engendrer des dépenses significatives, voire pire, elles risquent de décourager les opérateurs qui pourraient ne plus prêter attention aux alarmes.
Il est en outre impératif que l'équipement de détection d'incendie/alarme ait un coût raisonnable, des frais d'exploitation limités et qu'il soit facile à entretenir : se référer au Paragraphe 6.3 « Détection des incendies » du rapport 2006 05.16.B.
Les règlements et normes internationaux spécifient les paramètres suivants pour les détecteurs automatiques d'incendie : temps maximal pour détecter un incendie, détermination de la position de l'incendie, puissance minimale d'incendie à détecter, méthodes de détection approuvées, points de rassemblement des alarmes incendie, paramètres permettant de déterminer quels tunnels doivent être équipés d'une alarme incendie e (par exemple, longueur du tunnel, tunnels avec ventilation mécanique, tunnels qui n'ont pas de surveillance humaine permanente, tunnels courts avec un trafic particulièrement dense).
La liste détaillée des références concernant les paramètres des détecteurs d'incendie décrits dans des règlements se trouve dans le Paragraphe 10 « Références » du rapport 2006 05.16.B.
L'efficacité de la détection d'incendie ne dépend pas uniquement du type de capteur (température, extinction du faisceau lumineux, ionisation, etc.) mais également de la stratégie de détection qui a été développée, ce qui inclut le nombre de capteurs et leur niveau de surveillance dans le tunnel.
La détection automatique d'incident, l'analyse des images vidéo incluant des systèmes DAI, l'observation par télésurveillance), des équipements tels que les extincteurs qui activent des alarmes lorsqu'ils sont décrochés, ainsi que les postes d'appel d'urgence sont généralement de bons moyens de déclencher une alarme.
De nombreux détecteurs couramment utilisés réagissent en fonction de la chaleur et la vitesse de montée de température. Une fois bien calibré, ce type de système génère très peu de fausses alarmes mais peut être lent à réagir. Les détecteurs de fumée permettent de donner rapidement l'alarme mais génèrent plus de fausses alarmes en raison des fumées produites par les véhicules diesel : se référer au Paragraphe VI.3.1 « Détection d'incendies » du rapport 05.05.B 1999.
L'article de la revue Routes/Roads 2009 intitulé "Systèmes de détection incendie de tunnels routiers - Enseignements tirés d'un projet international de recherches" traite des systèmes de détection incendie/fumée des tunnels routiers tels que la détection linéaire de la chaleur, la détection optique de flamme, la détection par images vidéo, la détection ponctuelle de la chaleur et la détection de fumée via un système d'échantillonnage de l'air. Il conclut que le système d'échantillonnage de l'air offre de bonnes performances en termes de temps de réponse, de capacité à situer précisément et gérer un incendie et ses effets sur l'environnement routier, en prenant en compte les performances globales notamment les fausses alarmes, la maintenance et la détection d'incendie. Les résultats de cette étude peuvent être utilisés pour déterminer la technologie la plus appropriée pour la détection d'incendie dans les tunnels.
Un tunnel est un milieu clos et confiné qui, le plus souvent, ne permet pas la propagation des ondes hertzienne émanant de stations de radio extérieures au tunnel. Afin de rétablir cette propagation, il est nécessaire de mettre en place un dispositif permettant la retransmission des fréquences souhaitées. Plusieurs types de services peuvent être retransmis :
Les services dont les fréquences peuvent être retransmises sont très nombreux, mais, pour des problèmes de coût, voire de faisabilité, toutes ne le sont pas. En règle générale, on retransmet certaines fréquences utilisées par les services de secours, les fréquences de l'exploitant, quelques fréquences FM et/ou DAB et les fréquences des opérateurs de téléphonie mobile.
Lorsqu'une ou plusieurs fréquences FM grand public sont retransmises, un dispositif est mis en place et permet d'insérer des messages préenregistrés. En cas de besoin, ces fréquences FM sont interrompues et les messages concernant le tunnel sont diffusés à l'attention des usagers, afin de leur donner des indications sur la marche à suivre fixée par l'exploitant.
Une installation de radio-retransmission dans un tunnel est essentiellement composée :
Les dispositifs qui permettent de s'adresser directement à l'usager pour lui donner des informations ou lui indiquer une conduite à tenir sont peu nombreux. Pour tenter de répondre à ce problème, certains tunnels sont équipés de haut-parleurs. Dans la pratique, selon l'usage qui en est fait, les haut-parleurs offrent différentes fonctionnalités. Mentionnons notamment les points suivants :
Ces dispositifs sont cependant assez peu répandus pour le moment. Leur utilisation doit être étudiée au cas par cas et souvent, ils seront utilisés dans des tunnels très particuliers (trafic très dense, grande longueur, etc.).
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