Le TGV est la réponse de la SNCF à la concurrence féroce des transports aériens et au développement de l’automobile dans les années 60-70. Mais c’est en Asie que ce mode de transport s’est développé le plus.
Les Japonais l’avaient compris avant tout le monde. Ils avaient compris qu’il fallait innover dans le transport ferroviaire. A partir de 1959, ils ont commencé à construire un train rapide entre Tokyo et Osaka. Les travaux étaient complétés en 5 ans. Peu de temps avant les Jeux olympiques de Tokyo en 1964, les Japonais disposent d’un service de train régulier avec plusieurs départs par jour entre Tokyo et Osaka. Ce train baptisé « Shinkansen » roulant à 210 km/h mettait juste 3h10 pour parcourir les 515 km entre les 2 agglomérations.
En Europe, le transport ferroviaire connut un déclin dans les années 60. Le chemin de fer ne pouvait pas rivaliser avec l’automobile dont le secteur était en pleine croissance. On construisait des autoroutes à n’en plus finir. Le transport aérien en pleine croissance utilise de plus en plus des avions à réaction. Le transport supersonique avec le Concorde en cours de développement faisait rêver. Les avions réduisaient de beaucoup les temps de déplacement. C’était à tel point que voyager en train était perçu comme étant un mode de transport obsolète. De plus, en ces temps le confort des wagons était assez rudimentaire. Les compagnies de chemin de fer offraient des places se déclinant en 3 classes.
Il fallait que les responsables des compagnies de chemin de fer trouvent absolument une solution pour sauver le transport ferroviaire.
Des idées innovantes
En 1967, l’ingénieur Jean Bertin proposa une idée innovante. Il s’agissait d’un train roulant sur un coussin d’air le long d’un chemin de béton en forme de T renversé, propulsé par un turbo réacteur similaire à ceux utilisés sur les avions à réaction. Il était capable de rouler à plus de 400 km/h en 1972. C’était l’Aérotrain. Le projet de Jean Bertin séduisit de beaucoup les décideurs français.
De son coté la SNCF essayait de contre-attaquer en proposant un autre modèle de train mais avec des innovations: design aérodynamique dessiné par Jacques Cooper un designer de voiture de course, propulsion par un moteur turboélectrique. Le modèle de la SNCF atteignait la vitesse de plus de 280km/h en 1972. TGV était initialement l’acronyme de « Turbotrain à grande vitesse ».
Mais le choc pétrolier de 1973 dissuada les décideurs français de continuer avec des systèmes fonctionnant avec du pétrole.
La SNCF propose un nouveau modèle de son train mais cette fois 100% électrique, qui va desservir Paris-Lyon. Le 6 mars 1974, le gouvernement français de Pompidou donne son feu vert pour le développement du projet de la SNCF sur la ligne Paris-Lyon saturée. Ainsi naquit le TGV. La ligne fut inaugurée en septembre 1981 par François Mitterrand.
Caractéristiques du train TGV Français
En résumé, voici ce qui caractérise ce mode de transport:
Une rame est composée de 8 à 10 voitures entourée de 2 motrices (locomotives). La motrice de tête tracte. Celle de la queue pousse.
Capacité: 500 passagers environ pour la version duplex.
Le TGV est propulsé par des moteurs synchrones installés sur chacun des essieux de la motrice utilisant un système électromagnétique. Un pantographe, qui est un bras articulé en aluminium de 150 kg placé au-dessus de chaque motrice capte le courant à partir du fil électrique du réseau appelé le catenaire. Ce courant de 25 kilovolts va dans un transformateur installé dans la motrice qui à son tour va fournir les 1800 volts triphasés nécessaires pour faire fonctionner les moteurs électriques synchrones installés sur chaque essieu. Grosso modo, la motrice de TGV a une puissance de l’ordre de 12.000 CV.
Sur les réseaux électriques d’alimentation des LGV, les catenaires sont installés en zigzag. En effet, étant donné la force de frottement due à la vitesse, l’archet du pantographe va être sectionné au cas où le contact se fait uniquement au même endroit.
Le TGV est écologique. A chaque fois que le train freine, la motrice renvoie de l’énergie électrique dans le réseau. Selon la SNCF le bilan énergétique (en consommation d’électricité) sur le trajet Paris-Marseille serait l’équivalent de la consommation d’un velosolex.
Pour lui permettre de rouler à vitesse élevée, ses concepteurs lui ont donné une silhouette très aérodynamique et ont réduit au maximum les espaces entre les wagons pour atténuer les turbulences créées par l’air en mouvement.
Sur une rame de TGV, 1 boogie est partagée par 2 voitures successives. Ceci a pour avantage de réduire le frottement et les vibrations. 2 voitures successives sont couplées par un anneau d’intercirculation pour permettre leur articulation. Le principal avantage d’un tel attelage réside dans le fait qu’en cas d’accident les rames ne se plient pas en « Z » comme dans les trains classiques et les wagons ne se couchent pas même en cas de déraillement parce qu’ils restent toujours solidaires.
Sur les réseaux français, le TGV roule à une vitesse de 320 km/h environ quand il est sur des voies qui lui sont dédiées appelées les lignes à grande vitesse (LGV).
En général, on ne fait pas rouler le TGV sur une ligne classique. En effet, de par sa vitesse, il risque de rattraper le train qui le précède. Au cas où cela s’avère nécessaire, le TGV doit abaisser sa vitesse à la vitesse permise sur la voie.
Sécurité
Le principal avantage d’un attelage boogie partagé et anneau d’intercirculation réside dans le fait qu’en cas d’accident les rames ne se plient pas en « Z » comme dans les trains classiques et les wagons ne se couchent pas même en cas de déraillement parce qu’ils restent toujours solidaires.
En général ce type de train roule sur des voies qui lui sont réservées sans passage à niveau, avec une protection grillagée de bout en bout …
Des réseaux de fibre optique sont installés le long de la voie. Ce qui permet un contrôle de chaque rame qui circule et de l’ensemble du réseau à partir d’un même centre de contrôle.
Un TGV spécial appelé « TGV balai » circule et vérifie quotidiennement l’état du réseau avant le départ du premier train.
Contraintes
Bien que ce type de train ait démontré qu’il est capable de rouler à des de plus de 570 km/h la vitesse commerciale est entre 300 km/h et 320 km/h. Ceci est une limite imposée par un phénomène physique qui s’appelle le « mur de la catenaire ». En frottant sur le catenaire, le pantographe crée une onde sinusoïdale qui se propage le long de la ligne électrique. Si le train va trop vite, le train risque de rattraper le creux de de l’onde. Ce qui faire disjoncter le système électrique.
Pour les essais de vitesses, on applique aux catenaires des ajustements de façon à atténuer au maximum le phénomène du mur de la catenaire. Ce processus est trop couteux pour être appliqué en mode commercial.
Les tracés dédiés au TGV doivent obéir à certaines contraintes, entre-autres: voies rectilignes au maximum, courbes à rayon très large, certains aménagements pour atténuer les bruits surtout à la sortie des tunnels (pour éviter les fameux « tunnel boom ») … En contrepartie, le TGV est capable de franchir des pentes beaucoup plus accentuées que les trains classiques.
Performances et succès
Selon le PDG de la SNCF, le TGV aurait transporté 110 millions de passagers en 2017 soit une augmentation de +10% par rapport à l’année précédente.
Le réseau ferroviaire français estimé à 30.000 km compte 2.600 km de lignes à grande vitesse en 2017.
La SNCF gère un parc de plus de 400 rames de TGV et est capable de faire partir un TGV toutes les 4 minutes.
Les facteur-clés de succès de ce type de transport sont la vitesse et la ponctualité et le support financier. Le TGV français établit un record de vitesse sur rail en atteignant la vitesse de 574.8 km/h le 3 avril 2007. Cette opération aurait nécessité quelques 30 millions d’Euros en frais de publicité et de communication.
Le cout d’une rame TGV duplex est d’environ 30 millions d’euros. Une rame duplex permet de transporter plus de 500 passagers.
Eurostar
Cette technologie française a permis de réaliser une liaison ferroviaire régulière entre Paris et Londres, concrétisant ainsi un vieux rêve franco-britannique. En effet, anglais et français commencèrent à y penser depuis 1875. Les discussions reprirent en 1931. Puis finalement les deux pays ont commencé la réalisation d’un tunnel de 50 km sous la Manche en 1986. Finalement les travaux ont été complétés en 1994. Le TGV baptisé Eurostar met environ 2h15mn pour relier Paris et Londres. Il roule à 300 km/h quand il est du côté France. Il met 20 mn pour traverser les 50km du tunnel avec une vitesse réduite à 160 km/h. Puis il continue son trajet à 200 km/h une fois rendu en Angleterre.
Ce train a transporté 100 millions de voyageurs, tourisme et affaire confondus.
Impact
Ce nouveau mode de transport a eu beaucoup d’impacts positifs et négatifs dans la vie de la population. On reproche au TGV d’avoir contribué à isoler davantage la campagne et les petites municipalités étant donné que les lignes desservent principalement les grandes agglomérations.
Dans le temps, le départ du train de la gare était une pénible épreuve pour les amoureux. De nos jours la gare de TGV produit l’effet inverse puisque ce train réduit considérablement l’espace et le temps et de ce fait contribue à rapprocher les amoureux. Grace à ce train, il y a de plus en plus de personnes qui se présentent comme étant des bi-résidents. Il est possible d’habiter quelques jours à Paris pour travailler tout en ayant sa résidence principale en province.
Le TGV du futur
L’État Français a passé une commande de 100 rames de TGV nouvelle génération appelé TGV du futur à la compagnie Alstom. Il s’agit d’une version améliorée de l’actuel TGV. Ce train utilisera toujours les mêmes technologies roues métalliques sur rail avec des propulsions électromagnétiques et en version duplex. Son cahier des charges indique qu’il sera moins cher (25 millions euros l’unité vs 30 millions actuellement), 25% moins gourmand en électricité et 750 passagers par rame soit 250 de plus par rapport à la version actuelle.
Concurrence et ailleurs
Mais malgré tout, la France n’est pas le numéro un du transport ferroviaire à grande vitesse.
En 2015, le train japonais « Maglev » a établi un nouveau record de vitesse de 600 km/h. Ce train utilise une nouvelle technologie appelée « Magnetic Levitation », sustentation électromagnétique en français. Cette technologie fait « flotter » le train à quelques cm au-dessus de son support grâce à la supraconduction. De ce fait il n’y a aucun frottement. On dit que le train lévite. Le TGV français lui utilise toujours la même technologie classique roue métallique sur rail.
Les chinois ont pu aussi construire leur « Maglev » pour la ville de Shanghai grâce aux expertises des allemands. Le Maglev chinois permet d’assurer un service régulier entre le centre-ville de Shanghai et son aéroport à une vitesse de 430 km/h
Pour comparer ce qui sont comparables disons que le Shinkansen japonais a transporté 4 milliards de passagers en 40 ans avec 0 accident. Malheureusement le TGV français a connu un tragique accident faisant une dizaine de morts lors d’une séance d’essai en 2015.
Le transport ferroviaire à grande vitesse est beaucoup plus développé en Asie par rapport à l’Europe. Il y a actuellement 13.625 km de lignes à grande vitesse sen Asie contre 7.378 km seulement en Europe.
A l’heure actuelle, ce type de transport n’existe que sur les continents asiatique et européen. Mais d’autres pays envisagent de développer (ou bien sont en train de réaliser) des trains avec des technologies comparables à celle des Français. Citons entre-autres: le Maroc, Arabie Saoudite, Brésil, Australie, Russie, Pologne (fin 2014), Norvège Kazakhstan Ouzbékistan (sep 2011), Afrique du Sud …
La compagnie canadienne Bombardier a pu développer une technologie rivalisant avec celle du TGV français. Elle a pu livrer des trains à grande vitesse pour l’Espagne (AVE S-102 et AVE S-130), l’Allemagne (ICE), l’Italie (Zefiro), la Chine (CRH1A). Cependant les Canadiens doivent se contenter de voyager avec des vieux trains tirés par de lourdes locomotives diesel-électriques qui dépassent à peine les 100 km/h. On parle depuis la nuit des temps d’un projet de train rapide entre les villes de Québec et de Windsor (Ontario). Ce serait d’une longueur de 750 km environ, c’est-à-dire l’équivalent de Paris-Aix-en-Provence. Mais ce n’est pas demain que les Canadiens pourront effectuer le trajet Montréal-Toronto en 2h dans le confort et le luxe d’un TGV. En attendant Bombardier continuera de faire le bonheur des usagers des chemins de fer d’ailleurs.
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