Tous deux roulent sur des roues d'acier sur des rails d'acier, et de loin un métro léger moderne peut ressembler à un petit train. Les différences tiennent aux règles que chacun applique. Un train de ligne est séparé de tout le reste et tenu à distance des autres trains par la signalisation. Un tramway partage souvent l'espace avec les piétons, les cyclistes et les voitures, et son conducteur doit s'arrêter pour tout ce qui apparaît. Presque toutes les autres différences en découlent.
Tous les chiffres ci-dessous sont des valeurs types. Ils varient d'un pays à l'autre et d'un réseau à l'autre, donc considérez-les comme l'ordre de grandeur habituel, et non comme des règles.
Conduite à vue ou par signalisation
Sur une section de rue, le conducteur de tramway roule à vue. They look ahead, and they must be able to stop within the distance they can see. Speeds in streets are low, commonly around 50 km/h (31 mph) or less, and trams are built with strong brakes, including track brakes that clamp onto the rail. An emergency rate of about 2.5 m/s² is a reasonable typical figure.
Un train de ligne ne peut pas fonctionner ainsi. Il est lourd, il n'a que l'adhérence entre roue et rail d'acier, et son freinage est doux : les taux de service sont en général inférieurs à 1 m/s², et cet article utilise une valeur prudente et ronde de 0.5 m/s² pour montrer l'ordre de grandeur. À 100 mph, le conducteur ne pourrait pas s'arrêter dans la distance qu'il voit. Les signaux donnent donc au conducteur l'autorisation d'avancer sur un canton de ligne, comme expliqué dans comment la signalisation ferroviaire sépare les trains.
La distance d'arrêt depuis la vitesse v à décélération constante a est v² ÷ 2a. Pour les chiffres ci-dessus :
- Tramway, 50 km/h = 13.9 m/s : 13.9² ÷ (2 × 2.5) = environ 39 m.
- Train de ligne, 50 mph = 22.35 m/s : 22.35² ÷ (2 × 0.5) = environ 500 m.
- Train de ligne, 100 mph = 44.7 m/s : 44.7² ÷ (2 × 0.5) = environ 1,998 m, soit près de 2 km.
C'est pourquoi un tramway peut partager une rue et un train rapide ne le peut pas. Les passages à niveau sont l'endroit où les deux mondes se rencontrent, traités dans comment les barrières automatiques savent qu'un train approche.
Alimentation aérienne : 750 V ou 25,000 V
Les tramways prennent généralement leur courant sur un fil aérien à basse tension, typiquement 600 à 750 V DC. Low voltage suits a street: wires hang close to buildings, and the equipment on the vehicle is smaller. The cost is current. Power is voltage times current, so a low voltage needs a large current for the same power, and that means thick wires and substations placed fairly close together.
Les grandes lignes britanniques électrifiées par caténaire utilisent 25 kV AC, soit 25,000 V. Le rapport est de 25,000 ÷ 750, soit environ 33 fois, ou environ 42 fois par rapport à 600 V. Pour la même puissance, le courant est environ 33 fois plus faible, si bien que le fil peut être plus léger et les points d'alimentation plus espacés. La haute tension exige de grands dégagements, ce qui oblige à construire ou modifier ponts et tunnels sur ces lignes. Toutes les grandes lignes ne sont pas identiques : certaines utilisent à la place un troisième rail à environ 750 V DC, et d'autres pays utilisent d'autres systèmes.
Courbes et pentes
Une grande ligne est conçue pour la vitesse. Ses courbes sont douces, en général de plusieurs centaines de mètres de rayon ou plus, et ses pentes sont faibles. Une limite courante pour un chemin de fer lourd se situe vers 1 sur 100 à 1 sur 50, soit 1% à 2%, pour les raisons exposées dans pourquoi les chemins de fer suivent les rivières.
Un tramway doit suivre la rue. Les virages serrés sont normaux, avec des rayons minimaux de l'ordre de 20 à 25 m, et les véhicules modernes peuvent gravir des pentes plus raides, couramment 6% à 8% et davantage sur certains réseaux. Ils y parviennent parce qu'ils sont plus légers, qu'ils ont souvent des moteurs sur de nombreux essieux et qu'ils roulent lentement. Les roues suivent toujours l'idée de roues coniques décrite dans roues coniques : comment un train se guide seul dans une courbe, mais un tramway doit prendre le virage au pas.
Véhicules plus légers, voie plus légère
Les trains de ligne transportent de fortes charges par essieu, en général autour de 20 à 25 tonnes par essieu pour le fret et un peu moins pour les voitures voyageurs, si bien que la voie a besoin d'un ballast épais, de rails solides et de ponts robustes. Un tramway est plus léger, avec des charges par essieu souvent voisines de 10 tonnes. La voie peut être intégrée à la chaussée avec un rail à gorge, et elle coûte moins cher à poser, ce qui explique en grande partie pourquoi les villes la choisissent.
Le métro léger se situe entre les deux. Il dispose en général de sa propre emprise sur une grande partie de son tracé, avec des vitesses plus élevées qu'un tramway de rue et des arrêts plus longs, mais il peut tout de même rouler dans la rue au centre-ville. C'est un spectre, non une catégorie aux limites nettes.
Côte à côte
| Caractéristique | Tramway | Train de ligne |
|---|---|---|
| Conduite | À vue | Par signalisation |
| Tension aérienne | 600 à 750 V DC | 25 kV AC (Royaume-Uni) |
| Rayon de courbe minimal | environ 20 à 25 m | des centaines de mètres |
| Pente maximale | environ 6% à 8% | environ 1% à 2% |
| Charge par essieu | environ 10 t | environ 20 à 25 t |
Dans Valley Rail
La fiche de Valley Rail: Train Tycoon mentionne un métro léger qui amène les supporters de la gare jusqu'au stade, ainsi que six modèles de trains, d'une rame de banlieue d'une seule voiture à un express profilé. Elle ne décrit pas comment le métro léger est construit ou conduit, donc tout ce qui précède relève de l'ingénierie réelle, et non d'une description du jeu.
Ce qu'il faut en retenir
- Un tramway roule à vue et s'arrête en quelques dizaines de mètres ; un train rapide a besoin de signaux, car il lui faut environ 2 km à 100 mph.
- Les fils de tramway typiques transportent 600 à 750 V DC ; les caténaires des grandes lignes britanniques transportent 25 kV AC, soit environ 33 fois plus que 750 V.
- Les tramways acceptent des courbes serrées et des pentes plus raides parce qu'ils sont légers et lents.
- Le métro léger est un spectre entre le tramway de rue et le chemin de fer lourd.
Valley Rail: Train Tycoon permet de poser des voies entre des villes, d'acheter un train et de faire tourner la ligne tout seul, avec un métro léger qui amène les supporters de la gare jusqu'au stade. L'argent gagné à chaque trajet n'existe que dans le jeu et n'a aucune valeur monétaire. Valley Rail est en test fermé et pas encore disponible publiquement.