train à grande vitesse [TGV]

1

Présentation

train à grande vitesse [TGV], train circulant sur voies spéciales ou normales, et pouvant atteindre 320 km/h en service commercial.

2

Le TGV français

2.1

Présentation du projet

Au début des années 1970, le problème de la saturation de la ligne de chemin de fer Paris-Lyon se pose en des termes particulièrement aigus. Deux contraintes majeures se présentent : d’une part, la sinuosité générale du tracé, d’autre part, le détour par Dijon devenu ainsi le plus grand carrefour ferroviaire du centre-est de la France. Les ingénieurs français écartent l’idée d’une mise à quatre voies de la totalité de la ligne, préférant retenir le projet de construction ex nihilo d’une ligne nouvelle. Si cette solution est à coup sûr la plus onéreuse, elle présente cependant l’immense avantage de résoudre parfaitement le problème de saturation en spécialisant la nouvelle ligne au trafic sur de longues distances. Plus encore, cette solution permet de modifier radicalement les conditions de la desserte commerciale. En rendant la nouvelle infrastructure apte à la pratique de vitesses supérieures à 250 km/h, et en renonçant au détour par Dijon, raccourcissant ainsi le trajet de 81 km, il est ainsi possible de réduire le temps de parcours de près de moitié, soit du même ordre que celui de l’avion, de centre à centre, en deux heures.

2.2

Mode de construction

La construction de lignes ferroviaires à grande vitesse fait appel à de nouvelles méthodes d’exploitation et à un nouveau matériel.

Ainsi, ce n’est plus le profil en long (aspect en coupe verticale donnant la valeur de la pente moyenne) qui s’avère la condition la plus contraignante, comme c’était le cas au siècle dernier, mais bien le tracé, qui doit être aussi rectiligne que possible, afin d’éviter les effets de la force centrifuge. En pratique, le rayon de courbure doit être obligatoirement supérieur à 3 000 m. Le tracé par les plateaux (et non plus par les vallées sinueuses) permet de répondre à ces conditions à un coût de construction modéré, sous réserve de se contenter d’un nivellement médiocre, donc d’un profil en long difficile.

Cet inconvénient peut être supprimé en construisant un matériel capable de gravir et de descendre à grande vitesse des rampes et des pentes très accentuées (3 à 4 p. 100), sous réserve qu’elles soient brèves. On constate donc que, si le coût de construction et d’entretien de la ligne est réduit, l’investissement en matériel est en revanche important : l’exploitation doit s’effectuer exclusivement avec du matériel spécialisé, disposant d’une puissance massique et d’un aérodynamisme suffisants.

2.3

Caractéristiques techniques

Lors de la construction du premier TGV, un débat s’ouvre parmi les ingénieurs de la SNCF sur le choix du système de traction à adopter (turbine à gaz, traction électrique ou système mixte à turbine et électrique), ainsi que sur la forme de la rame. Ces choix techniques se doublent de questions à caractère commercial. Si l’on vise une clientèle d’affaires, comme celle du train Capitol reliant Paris à Toulouse, il faut mettre en service des rames confortables et rapides, mais peu fréquentes et destinées à assurer les liaisons entre un nombre restreint de villes. On peut au contraire choisir de rendre le réseau accessible au grand public.

Au final, on opte pour un train doté des éléments suivants : traction électrique, rame articulée, transmission par commandes hydrauliques, frein rhéostatique pour les essieux moteurs et frein à disque pour les essieux porteurs. En fait, la plupart de ces éléments font déjà partie de systèmes en fonction, dans des versions moins sophistiquées. La vraie nouveauté est la conception de nouveaux bogies (châssis à essieux), spécialement conçus pour la grande vitesse. Le 23 août 1978, la première rame de TGV en présérie (TGV 01), livrée par l’usine Alsthom, de Belfort, à la SNCF, atteint la vitesse de 260 km/h entre Strasbourg et Sélestat, sur voie normale. Le chantier de construction des voies nouvelles est achevé le 20 novembre. Le 26 février 1981, lors d’essais préparatoires, la rame TGV 16 pulvérise la vitesse record de 380 km/h. Ces succès aboutissent à l’ouverture commerciale de la première ligne à grande vitesse (LGV) entre Paris et Lyon le 27 septembre 1981 : la ligne TGV Paris - Sud-Est.

On décide par la suite de mettre à l’étude la nouvelle version du TGV, le TGV Atlantique. Sa vitesse maximale en service commercial est de 300 km/h. Ses rames comportent dix voitures au lieu de huit pour le TGV Sud-Est. Le 18 mai 1990, il atteint, avec une rame de série, le record du monde de vitesse sur rail, à 515,3 km/h. Ce record est pulvérisé le 3 avril 2007 par la rame V150, qui atteint la vitesse de 574,8 km/h sur la nouvelle LGV Est européenne (dans le sens Strasbourg-Paris) — le record mondial de vitesse pour un train étant détenu par le Maglev japonais, prototype à sustentation magnétique ayant roulé à 581,2 km/h en 2003.

D’autres innovations, actuellement en cours d’étude, sont prévues pour améliorer les TGV. Les ingénieurs travaillent en particulier à un nouveau système de transmission rail-machine et à la réalisation d’une structure déformable permettant de renforcer la sécurité des voyageurs.

2.4

Le réseau TGV