Projet L'Aventure de TGV

Session du communication scientifique 2011

Laventure de TGVLe nom de TGV et le logo associ Le sigle TGV signifiait lorigine Turbotrain Grande Vitesse dans la dnomination du premier turbotrain exprimental TGV 001 . Il sagissait de marquer une nouvelle tape, en dpassant les 200 km/h pratiqus (parcimonieusement) sur le rseau classique depuis 1967. Lusage courant de ce sigle pour dsigner cette rame a fait voluer naturellement sa signification vers Train Grande Vitesse . Aujourdhui, TGV est une marque dpose de la SNCF. Le logo de la marque TGV, laspect mtallis, est cens voquer la fluidit, la vitesse et la puissance du train. lenvers, le logo peut voquer un escargot, la vitesse du TGV tant ainsi mise en opposition de ce symbole de lenteur. 1

HistoireAux origines du TGV Lide de crer un train grande vitesse pour relier les principales villes franaises a merg au cours des annes 1960, aprs que le Japon eut commenc la construction du Shinkansen en 1959. lpoque, la SNCF cherchait un moyen de redresser la frquentation de ses trains, qui baissait inexorablement. Une augmentation substantielle de la vitesse apparut comme la solution qui lui permettrait de concurrencer efficacement lautomobile et lavion. Elle tait stimule par les exprimentations du projet darotrainqui faisait appel la technologie du coussin dair radicalement diffrente du contact roue/rail du chemin de fer classique. Elle exprimentait galement la voie des turbotrainslgers testant ds 1967 le prototype TGS. Le 1 aot 1966, un service de la recherche nat la SNCF, avec le lancement de ltude possibilits ferroviaires trs grande vitesse sur infrastructures nouvelles , le projet CO3 . Ce projet innove la fois par lide de la cration de lignes nouvelles et par lattention porte la qualit de service et la tarification, alors que la politique de la SNCF visait cette poque prioritairement la rduction des cots. Aprs avoir t prsent aux pouvoirs publics en 1969, le projet CO3 est adopt en comit interministriel le 25 mars 1971 . Dans sa premire version, le TGV devait tre m par des turbines gaz. Ce choix tait motiv par la taille relativement petite des turbines, leur puissance massique leve et leur capacit dlivrer une puissance leve pendant un temps important. Le premier prototype TGV 001 sortit des ateliers Alsthom de Belfort le 25 octobre 1971 et fut la 1re rame de ce type construite. La seconde ne vit jamais le jour pour cause de budget serr.3 er

Dallassandra CORBESCU Eliza GUSA

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Session du communication scientifique 2011Les essais du TGV 001, qui dbutrent le 4 avril 1972 sur la ligne d'Alsace, apportrent cependant beaucoup denseignements utiles la suite du projet, notamment dans le domaine du freinage haute vitesse, qui ncessitait de dissiper une importante quantit dnergie cintique, de larodynamique et de la signalisation. La rame tait articule, deux caisses adjacentes sappuyant sur un bogie commun tout en conservant une possibilit de mouvement relatif. Ce prototype atteignit la vitesse de 318 km/h, qui reste ce jour le record du monde de vitesse ferroviaire en traction thermique. Le style du TGV, tant intrieur quextrieur avec le nez caractristique des motrices, est d au designer franais Jacques Cooper et a marqu les gnrations suivantes de matriel. Depuis 2003, une des motrices du TGV 001 est expose aux abords de lautoroute A36 , prs de Belfort , et lautre Bischheim, prs de Strasbourg le long de l'autoroute A4 , o se situe galement un centre industriel de rnovation et dentretien des rames et des motrices.6 4 5

En 1974, le prsident Pompidou dcida du lancement de ce projet plutt que de celui de larotrain (moteur thermique), et le premier ministre Pierre Messmer dcida le 5 mars dengager la construction dune premire ligne entre Paris et Lyon, la LGV Sud-Est (LN1). La premire commande fut livre partir du 25 avril 1980. Le service TGV ouvrit au public entre Paris et Lyon le 27 septembre 1981. Entre septembre 1981 et septembre 1983, seule la partie Sud de la LGV Sud-Est (entre Pasilly et Sathonay) est utilise pour la grande vitesse. Le partie Nord du trajet s'effectue encore sur les anciennes voies PLM. C'est seulement partir du service d'hiver 1983 que la LGV est ouverte en intgralit entre Lieusaint et Sathonay.

La conqute de la vitesse Le 26 fvrier 1981, la rame TGV n 16 obtient un premier record de vitesse sur la LGV Sud-Est 380 km/h . Ce record de vitesse, pour lequel des dizaines de journalistes avaient t convis, navait pas pour but dajouter un nouveau record au palmars de la SNCF, mais plutt de rassurer les futurs voyageurs, en montrant que les 260 km/hauxquels ils seraient bientt transports pouvaient tre atteints en toute scurit[rf. ncessaire] o 9

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Aprs quune rame dessais allemande Intercity-Express (ICE-V) de la Deutsche Bahn (DB) a roul 406,9 km/h sur la LGV Hanovre Wurtzbourg le 1 mai 1988 , la SNCF amliora officieusement ce record le 12 dcembre 1988 en faisant rouler la rame TGV PSE 88 408,4 km/h sur la LGV Sud-Est au cours dessais de la chane de traction synchrone des futurs TGV Atlantique. Le 18 mai 1990, le TGV a obtenu le record du monde de vitesse sur rail, 515,3 km/h sur la LGV Atlantique, avec une rame dessai Atlantique numrote 325 raccourcie trois caisses intermdiaires au lieu de dix . Le 3 avril 2007 sur la LGV Est Europenne, la SNCF bat son propre record en faisant rouler la rame dessais 4402 la vitesse de 574,8 km/h (soit 159,4 mtres/seconde). Cette vitesse correspond Mach 0,47 (pour une11 er 10


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Session du communication scientifique 2011temprature de 15 C ). Ce record sinscrivait dans le cadre du programme V150 visant dpasser la vitesse de150 m/s (soit 540 km/h). Une rame Duplex compose de trois remorques uniquement avait t spcialement prpare et sa puissance avait t double par rapport au TGV classique. Elle possdait des roues dun diamtre plus important et la voiture au centre de la rame tait quipe de bogies motoriss de la future AGV. Pour le reste, ce train tait similaire un train de srie SNCF. Durant la phase dessais, la vitesse de 568 km/h avait dj t atteinte. Il sagissait le 3 avril dobtenir un record de vitesse homologu. Le TGV a galement tabli un record de vitesse sur une longue distance, le 26 mai 2001 avec le trajet Calais Marseille (1 067 km) en 3 h 29 (306,3 km/h de moyenne), lors de linauguration de la LGV Mditerrane, avec la rame Rseau n 531 (Opration sardine ). Il a galement tabli le 17 mai 2006 le record du monde de la plus longue distance parcourue sans arrt par un train de voyageurs , en transportant dans une rame TGV TMST d'Eurostar lquipe du film Da Vinci Code de Londres Cannes, soit 1 421 km en 7 h 25 (soit une moyenne de 191,6 km/h) .14 o 13 12

Aspects techniques Conception

La particularit des rames TGV, par exemple par rapport aux matriels ICE de Siemens et ETR de Fiat Ferroviaria, est quelles sont constitues de deux motrices deux bogies encadrant un tronon articul compos de remorques dont les bogies intermdiaires sont communs deux caisses adjacentes (principe du bogie Jacobs). Larticulation entre deux caisses fait appel un dispositif original qui permet de solidariser avec amortissement les deux caisses. Cette disposition prsente plusieurs avantages : pour la consommation nergtique, cette disposition ayant permis de diminuer le nombre dessieux, dabaisser le centre de gravit de la rame et le matre-couple ; pour le confort, aucun voyageur ne se retrouvant assis au niveau des essieux, et lamortissement des caisses entre elles limitant la transmission de vibrations depuis les bogies ; pour la scurit, la rame articule mais rigide en torsion rsiste mieux en cas de draillement quun train classique qui a tendance se dsarticuler. Elle prsente cependant linconvnient de faire reposer le poids de chaque caisses sur seulement deux essieux. La limite de17 tonnes de charge lessieu a donc t lune des difficults rsoudre lors de la conception du TGV Duplex . Limpossibilit de sparer facilement les remorques du tronon central ncessite aussi des installations de levage capables de soulever une rame entire d'environ 400 tonnes dans les ateliers dentretien.15


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Session du communication scientifique 2011Deux rames peuvent tre couples en unit multiple ce qui permet de doubler la capacit offerte par un train qui atteint alors la longueur maximale de 400 m normalise par UIC ou 475 m pour le TGV Atlantique. Roulant sur des voies ferres classiques, le TGV est parfaitement compatible, vitesse adapte, avec les installations existantes, ds lors quelles sont lectrifies. De 2000 2004 le TGV Vende tait tract par une locomotive diesel CC 72000 entre Nantes et Les Sables-d'Olonne.

Motorisation Les premiers TGV fonctionnaient laide de moteurs courant continu aliments par des redresseurs rversibles. la fin des annes 1980, le dveloppement de llectronique de puissance a permis de substituer le moteur synchrone au moteur courant continu. Ces moteurs sont dabord aliments laide donduleurs de courant thyristor (1988). cette poque llectronique de puissance ncessaire leur alimentation est beaucoup plus simple que celle requise par les moteurs asynchrones. Lutilisation de moteurs synchrones prsentait plusieurs avantages : moteur plus simple et plus lger puissance gale : TGV Sud-Est : 12 moteurs courant continu de 535 kW et 1 560 kg ; TGV Atlantique : 8 moteurs synchrones de 1 100 kW et 1 450 kg.

couple au dmarrage lev ; absence de collecteurs donc pas de problmes de commutation ; amlioration du facteur de puissance : toujours infrieur 0,8 pour une rame TGV Sud-Est, toujours suprieur 0,95 pour une rame TGV Atlantique.

Nanmoins, le moteur synchrone est plus coteux et ncessite plus dentretien que le moteur asynchrone. Avec les progrs de llectronique de puissance (onduleur de tension IGBT), ce dernier va supplanter le moteur synchrone ds le milieu des annes 1990 dans quasiment tous les domaines de la traction. Ce type de motorisation est install sur les motrices de lEurostar, avec des thyristors GTO, et maintenant sur le TGV POS, avec des IGBT. Circuits lectriques de commande Le TGV Atlantique a inaugur la gestion de la rame par ordinateurs relis en rseau. Baptis TORNAD (TOken Ring Network Alsthom Device), le systme est compos de18 quipements (ordinateurs). TGV Duplex Dasye : 8 moteurs asynchrones de 1 160 kW.


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Session du communication scientifique 2011Pour les gnrations suivantes de TGV : TGV Rseau, TGV Duplex et TGV POS, les ordinateurs sont relis entre eux par le rseau TORNAD. Il sagit dun rseau de typetoken bus (802.4).

Les diffrents types de TGV Le TGV Sud-Est (107) Le TGV postal (3,5) Le TGV Atlantique (105) Le TGV Rseau (62) Le TGV TMST Le TGV PBKA Le TGV Duplex,etc.

Confort (asta zicem cand spume de cele 3 avantaje,printre care si confortul) Sur le plan de l'amnagement intrieur, en 1re classe, le confort est de haut niveau mais les services proposs au voyageurs sont jugs plus modestes que dans d'autres trains grande vitesse, notamment l'Acela Express, le Shinkansen, l'ICE ou le KTX coren . Cette situation est en train de changer avec l'instauration progressive d'un vritable service bord (Eurostar, Lyria, TGV Pro). Des voyageurs trouvent le TGV moins confortable en 2me classe que les rames Corail qu'il a remplac , les principaux problmes sont la diminution du pas (distance entre deux siges, cette dernire est rsolue sur l'AGV par un plancher un peu plus bas et donc plus large) et l'obligation de rservation. Activit Le TGV a ft son premier milliard de voyageurs transports depuis linauguration du premier service en septembre 1981, le 28 novembre 2003. Le deuxime milliard est attendu pour 2010. En 2004, le TGV a transport 85 millions de voyageurs en France (cette valeur ne concerne que le trafic national, les dessertes internationales tant gres par des socits spcifiques). Ce trafic est en croissance de 4 %, soit 3 millions de voyageurs supplmentaires par rapport lanne prcdente. Le chiffre daffaires correspondant slve 3 milliards deuros, en progression de 7,3 %. En fin danne 2004, sa part de march (par rapport lavion) stablit 68 % sur la ligne Paris-Marseille, et 66 % sur Paris-Bordeaux.29 27 28


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Session du communication scientifique 2011Il y a environ 1 000 conducteurs de TGV parmi les 17 000 de la SNCF. Aprs 1 mois dexploitation, la SNCF annonce le 9 juillet 2007 avoir transport un million de personnes sur le TGV Est, soit 33 000 en moyenne par jour avec 100 circulationsquotidiennes. Les taux doccupation des TGV Est sont trs bons (en moyenne de 88 % en seconde classe et 75 % en 1 classe) mais le taux de rgularit des TGV Est nest en moyenne que de 86 %. titre de comparaison la rgularit 2006 moyenne de lEurostar tait de 91,5 % et de 92 % au premier semestre 2007 (communiqu de presse Eurostar).re

Accidents En trente ans, le TGV a connu plusieurs accidents dont trois draillements grande vitesse, ne causant toutefois que quelques blesss lgers. Le TGV n'a caus la mort d'aucun de ses passagers depuis sa mise en service en 1981. Mais l'exploitation sur ligne grande vitesse ne reprsente que 25 % environ des trains-kilomtres raliss par les TGV. Sur le rseau classique le TGV est confront aux mmes problmes que les autres trains et plusieurs accidents, impliquant notamment des collisions avec des vhicules routiers des passages niveaux, ont caus la mort de personnes extrieures au train.


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