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de Marc Dufour

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40 ans de TGV

Il y a une quarantaine d'années, la SNCF poursuivait son programme d'étude de trains à grande vitesse, programme qui avait vu dès les années 50 des vitesses de l'ordre de 300 km/h atteinte lors d'essais dans le sud-est de la France.

Les travaux se sont poursuivis durant les années 60, et au début des années 70, un nouveau train vit le jour, dont le but était spécifiquement d'expérimenter les grandes vitesses ferroviaires sur les lignes d'Alsace-Lorraine.

Le premier TGV en tant que tel fut une petite rame orange de 3 voitures et de deux motrices à turbines, rame dont l'esthétique allait rapidement frapper les imaginations autour du monde (même au point d'inspirer de nombreuses calandres d'automobiles!), et allait non-seulement changer les mentalités envers le chemin-de-fer, mais bel et bien garantir son avenir et sauvegarder son prestige au cours du millénaire suivant.

Cette rame orange fit l'objet d'un article de J. Ph. Bernard, paru dans le numéro spécial de la Revue Générale des CHEMINS DE FER (cinquantenaire de l'UIC), paru en mai 1972, pp. 379-402.

Ayant obtenu un exemplaire de cette revue, j'ai décidé de partager cet article historique avec vous.

Notes:

  • La typographie est autant que possible fidèle à l'article original (à l'exception de la justification qui n'ajoute rien à la lisibilité sur une page web), mais dans certains cas, j'ai dù changer l'apparence des tableaux pour me plier aux contraintes du HTML. Toutefois, l'intégralité de l'information est préservée convenablement.
  • Bien que j'en ai relu complètement le texte, il demeure possible que quelques erreurs de reconnaîssance automatique des caractères subsistent dans le texte.
  • Les illustrations ne sont pas nécéssairement au même endroit que dans l'article, mais le plus près possible de l'endroit où elles sont référencées dans le texte. En raison de la qualité de l'impression, les photographies ne sont pas de grande taille; elles ont été manipulées de façon à en rehausser autant que possible les détails.
  • Dans la plupart des cas, les illustrations figurant sur ces pages peuvent être agrandies en cliquant simplement sur celles qui ont un liséré bleu; s'ouvrira alors une nouvelle fenêtre qu'il suffira de fermer pour poursuivre votre lecture.
  • La longueur de l'article m'a contraint de le scinder en six parties disposées sur six pages différentes, correspondant aux sections de l'original (à l'exception des deux dernières, qui sont mises ensemble en raison de la brièveté de la dernière). Un lien au bas de chaque page permet de passer à la page suivante.


RGCF,
mai 1972,
pp. 379-402.

Le turbotrain expérimental
T.G.V.-001

Depuis la rédaction de cet article les essais en ligne du turbotrain expérimental
TGV-00l ont commencé le 4 avril 1972.
      La vitesse de 240 km/h a été atteinte le 10 mai 1972.

par J.Ph. BERNARD
lngénieur en Chef Chef du Département Constructions (Traction thermique}
de la Direction du Matériel de la S.N.C.F.


Le T.G.V.-001 en cours d'essai entre Belfort et Vesoul

 

Le turbotrain expérimental à grande vitesse T.G.V.-001 a été commandé par la S.N.C.F. au mois de juillet 1969 à 4 constructeurs principaux: Alsthom, M.T.E., Brissonneau et Lotz, et Turbomeca.

Pour la première fois, le turbotrain T.G. V.-00I est un matériel conçu dès l'origine pour des vitesses supérieures à 250 km/h. Bien entendu, il s'agit d'une rame automotrice car il est certain que la formule de la locomotive remorquant des voitures, solution traditionnelle héritée de la traction vapeur, n'est plus adaptée aux très grandes vitesses.

La rame automotrice apporte des avantages considérables tels qu'un meilleur aérodynamisme, la limitation de la charge par essieu à 16 tonnes environ, la répartition de la puissance sur une proportion élevée d'essieux moteurs, et de meilleures performances de freinage.

Le turbotrain T.G.V.-001 bénéficie évidemment, de toutes les connaissances acquises par la S.N.C.F. lors des essais pratiqués à grande vitesse avec du matériel classique depuis près de vingt ans.

En ce qui concerne l'utilisation ferroviaire des turbines à gaz, la S.N.C.F. peut maintenant s'appuyer sur une expérience unique au monde puisque les turbotrains E.T.G. ont parcouru plus de 5 000 000 de kilomètres sur la ligne Paris – Caen – Cherbourg. Le turbotrain T.G.V.-001 est cependant expérimental parce qu'il fait appel, dans certains cas, à des solutions nouvelles qu'il convient de tester avant d'arrêter définitivement les dispositions qui seront retenues pour les rames commerciales.

Ce matériel présente, par rapport aux réalisations antérieures, des innovations dont les principales sont les suivantes :


Fig. 1 — Diagramme du turbotrain expérimental

L'architecture générale est celle d'une rame articulée (fig. 1) et non pas d'un matériel classique où chaque caisse repose sur 2 bogies. Cette solution permet d'abaisser de 0,300 m le plancher des véhicules et, à confort égal, la hauteur totale de la rame, donc de diminuer la résistance à l'avancement cependant que le centre de gravité occupe une position plus favorable.

Sur le plan du confort, aucun voyageur n'est assis au-dessus des bogies, ce qui est évidemment avantageux en ce qui concerne le bruit et la tranquillité de marche.

La passage du câblage d'une caisse à l'autre s'effectue dans d'excellentes conditions puisqu'il n'y a pas de problème de débattement important.

Enfin, un dispositif d'inscription géométrique maintient les bogies intermédiaires dans une position bien définie qui correspond à la bissectrice de l'angle formé par les deux caisses. Ce dispositif est aménagé pour assurer également les fonctions d'amortisseur antilacet.

Ces avantages ne sont cependant pas obtenus sans contrepartie puisque la liaison mécanique entre deux caisses est plus compliquée et que le retrait d'un véhicule d'une rame devient une opération plus délicate. L'expérience est donc indispensable avant de prendre une orientation définitive dans ce domaine.

L'aérodynamisme présente une grande importance aux vitesses envisagées; alors que les locomotives de la S.N.C.F. n'ont bénéficié, jusqu'à présent, que de peu de recherches dans ce domaine, les formes nouvelles données au turbotrain T.G.V.-001 visent à réduire sensiblement la résistance à l'avancement et donc la puissance nécessaire. Les essais vont permettre de chiffrer avec précision les améliorations obtenues et de connaître exactement la résistance à l'avancement du nouveau matériel à grande vitesse.

Jusqu'à présent, les turbotrains de la S.N.C.F. ont fait appel aux transmissions hydromécaniques ou hydrauliques; la rame T.G.V.-001 est la première réalisation en matière de turbotrain à transmission électrique. Celle-ci permet de répartir la puissance sur un nombre quelconque d'essieux moteurs, donc de se contenter de valeurs plus faibles du coefficient d'adhérence et aussi de disposer du freinage rhéostatique sur ces mêmes essieux moteurs.

L'alternateur, dont la vitesse de rotation est de 4 000 tr/mn, a été étudié pour s'adapter à la vitesse de sortie élevée des turbines et constitue, bien entendu, une machine tout à fait nouvelle en service ferroviaire.

Le choix de la fréquence de 400 Hz pour les auxilliaires, comme sur le matériel aéronautique, permet un allègement intéressant et constitue une innovation pour le matériel ferroviaire; il en est de même du montage d'un conditionnement d'air de type aéronautique.

Dans le domaine du freinage, le turbotrain T.G.V.-001 va permettre de tester le frein rotatif à courants de Foucault et les blocs-freins hydrauliques; ces derniers constituent une étape indispensable vers la réalisation du frein à commande purement électrique.

Par ailleurs, tous les dispositifs de sécurité prévus pour les lignes nouvelles, en particulier la commande automatique du frein (C.A.F.), pourront être essayés sur la rame.

Enfin la création d'une nouvelle ambiance pour les voyageurs a été recherchée dans le but de donner un caractère spécifique au matériel à grande vitesse.

L'énumération précédente, qui n'est pas limitative, montre combien les essais du turbotrain T.G.V.-001 vont être riches d'enseignements.

A la suite de ces essais, il sera possible de préparer dans de très bonnes conditions la construction de deux rames de pré-série qui auront toutes les caractéristiques des rames destinées au service commercial; ces rames de 300 places seront capables d'effectuer le trajet Paris_Lyon en 2 heures par la ligne nouvelle. Les études relatives aux rames de pré-série pourraient commencer dans le courant de l'année 1973.

Le turbotrain expérimental T.G.V.-001 est constitué de deux motrices encadrant trois remorques. La remorque centrale est aménagée en voiture d'essais, les deux autres ont reçu un équipement complet, l'une de 1re classe, l'autre de 2e classe. Chaque motrice comporte un groupe bi-TURMO III G, deux turbomoteurs entraînant un alternateur unique.

Les turbomoteurs TURMO 111 G seront remplacés, dans une seconde phase des essais, par des TURMO X plus puissants dont le prototype a déjà effectué, dans d'excellentes conditions, plusieurs mois d'essais en service ferroviaire.

L'ensemble de la rame repose sur 6 bogies, tous les essieux étant moteurs.


Fig. 2 — Courbe de l'effort aux jantes
en fonction de la vitesse

CARACTÉRISTIQUES GÉNÉRALES

Longueur totale :

 

93,900

m

Hauteur totale :

 

3,400

m

Masse totale en charge :

 

192

t

Puissance des turbines

(TURMO III G)

3 760

kw

(TURMO X)

4 400

kw

Vitesse maximale (fig. 2)

(TURMO III G)

280

km/h

(TURMO X)

300

km/h

Autonomie

1 200

km

 

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