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    Dans la remorque R5, un siège muni de capteurs (à droite) attend son « cobaye ».

  • © Jean-Jacques D’Angelo

    Dans la remorque R1, la qualité du captage à 360 km/h est surveillée sur écran, à côté du poste de mesure des courants perturbateurs.

Il était une fois La Vie du Rail – 43) TGV à 360 km/h. Dix jours à fond les manettes

30 novembre 2018
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Par : Patrick Laval

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43) Il y a 10 ans. TGV à 360 km/h. Dix jours à fond les manettes

Faire rouler à 350 ou 360 km/h une unité multiple de TGV de série pendant dix jours sur des lignes ouvertes au service commercial n’est pas un geste gratuit pour la SNCF. Non pas pour augmenter, dès demain, la vitesse des TGV actuels sur les LGV actuelles, mais pour préparer les trains du futur et les lignes qui seront construites dans les prochaines années.

“Nous faisons des essais pour pouvoir dire : c’est du 360 km/h que je veux faire quand les infrastructures seront prêtes”. Mireille Faugère résume ainsi l’enjeu que représente pour Voyageurs France Europe la campagne d’essais à très grande vitesse menée par la SNCF du 6 au 17 octobre. Au cours des 10 journées consacrées à ces marches, des vitesses de l’ordre de 360 km/h ont été atteintes sur plusieurs sections de la LGV Est-européenne jusqu’au 14 octobre, avant de finir à 350 km/h maximum sur la LGV Nord. « Faire des essais à 360 km/h avec une rame normale, sur une ligne normale, c’est plus courageux qu’un record à 574 km/h », a encore souligné la directrice générale déléguée de VFE. Car, pour cette campagne, il n’y a pas eu de fermeture de voie : non seulement la rame d’essai croisait des trains réguliers, mais elle était également précédée et suivie par des trains à l’horaire. Et contrairement à la rame du record V 150, très courte et largement modifiée, le train d’essais instrumenté pour les essais à 360 km/h est une UM de rames TGV de la série la plus récente. En l’occurrence la 706 et la 707, deux Dasye (Duplex, asynchrone, ERTMS) prélevées sur les 24 en cours de livraison. La rame 707 n’était d’ailleurs pas encore entrée en service commercial et ses sièges étaient encore emballés sous film plastique !

Alors, après le passage des TGV de 260 km/h à 300 km/h en 25 ans – voire 320 km/h sur la LGV Est-européenne – à quand les 360 km/h ? « Ce sera pour les LGV du futur », répond Mireille Faugère : « Nous n’avons jamais dit qu’il fallait porter les lignes existantes à 360 km/h ». Les futures lignes concernées ? Celles actuellement en projet, en particulier « la desserte des grands pôles aériens ou la LGV Sud-Europe Atlantique vers Bordeaux et Toulouse, qui pourrait être la première ligne en 2016 », précise Michel Leboeuf, directeur délégué du développement de VFE. Voire la LGV Grand Centre Auvergne, qui doublerait la LGV Paris – Lyon, et offrirait des relations à grande vitesse Paris – Clermont- Ferrand ou Limoges.

Petits problèmes : d’une part, la déclaration d’utilité publique de la LGV SEA (Tours – Angoulême) prévoit, pour un tracé à 350 km/h, une exploitation en un premier temps à 300 km/h, relevée ensuite à 320 km/h ; d’autre part, le projet de doublement de Paris – Lyon par l’ouest n’est aujourd’hui pas vraiment sorti des cartons. Quoi qu’il en soit, la SNCF compte passer en dessous des seuils de deux ou trois heures sur plusieurs relations aujourd’hui plus longues, sur le marché français comme sur le marché européen : « Il y a quelque chose de magique avec les seuils » pour Mireille Faugère, qui se risque à chiffrer que « cinq minutes valent deux points de parts de marché dans la bataille air-fer ». À condition d’offrir les mêmes conditions de confort et de sécurité, sans oublier l’environnement. C’est à ce défi que répond le programme d’« Excellence française de la très grande vitesse ferroviaire » associant la SNCF, RFF et Alstom de puis les essais V 150. Ce groupe projet utilisera d’ailleurs les données recueillies lors des essais à 360 km/h, dont Mireille Faugère dit que les études complètes pourraient durer trois ans.

Sans attendre un tel délai, la SNCF compte tirer des premiers résultats les éléments nécessaires à la rédaction du cahier des charges du TGV du futur, dont les spécifications comprendront une vitesse de 360 km/h. « On est prêt à prendre le pari », a répondu François Lacôte, directeur technique d’Alstom Transport, qui participait à la présentation des essais à la presse. À l’heure où les Espagnols et les Japonais affichent l’ambition de rouler à 350 km/h à court ou moyen terme, les « leaders mondiaux » de la grande vitesse que sont la SNCF et Alstom ont un rang à tenir, quitte à forcer un peu la main de RFF…

V 360. Un laboratoire roulant dans un matériel TGV de série

Les circulations à très grande vitesse de la rame du record V 150 en 2007 ont permis d’explorer les gammes de vitesse les plus élevées. Mais pour disposer de mesures à 360 km/h qui puis sent être comparées à celles déjà connues à 320 km/h avec du matériel roulant de série actuel, le plus indiqué est d’effectuer des mesures à la vitesse recherchée. Ainsi pourra-t- on améliorer les points critiques et développer, puis valider, les outils de simulation pour définir le matériel et les voies de demain, en portant une attention particulière aux questions de confort, de bruit, de vibrations, d’aérodynamique, d’en vol de ballast, d’efforts entre le véhicule et la voie, d’énergie ou d’équipements de sécurité. Et comme il s’agira de faire rouler des trains réguliers, ces mesures devront s’effectuer dans des conditions de service commercial. C’est ce qui a été fait en octobre dans le cadre des essais du pro gramme de recherche V 360, durant lesquels un matériel roulant de série a effectué chaque jour quatre allers- retours entre 6h et minuit, entre Paris et Bénestroff (Moselle), soit plus de 2 600 km par jour dont 640 km à 360 km/h, puis entre Paris et Lille (plus de 1 600 km par jour). Extérieurement, peu d’indices distinguent le matériel roulant choisi pour les essais V 360 d’une autre UM de TGV à deux niveaux, si ce n’est que le modèle choisi, le TGV Dasye (numéroté 700), n’est pas encore un modèle très courant (10 rames livrées actuellement). Tout au plus, les sept caméras vidéo numériques filmant les pantographes ou surveillant l’envol de ballast sont-elles visibles pour l’oeil averti, de même qu’un hautparleur placé au milieu d’un panneau remplaçant une baie vitrée. Et sur les quelque 400 capteurs placés dans les deux rames, tout au plus voyait-on ceux placés au niveau du couplage entre les deux rames (mesure de pression) ou pour les boîtiers jaunes en extrémité des essieux sur deux bogies de la rame 707 (un moteur sous la motrice 1 et un porteur entre les remorques 2 et 3). Sans oublier les connexions, soigneusement scotchées à l’extérieur des caisses. En revanche, à l’intérieur de la 707, les nappes de câbles encombraient les passages tout au long de la rame, comme il se doit dans un matériel instrumenté ! Sinon, l’UM regroupant la rame 706 côté Paris et la 707 côté Lorraine mesurait ses 400 m de long et pesait ses 800 t. Quoique sur ce dernier point, la rame 707 présente un détail invisible de l’extérieur, mais assez encombrant à l’intérieur : en jouant sur les sacs de sable censés représenter le poids des voyageurs, la charge à l’essieu a été portée à 17 t (valeur limite ordinairement sur LGV), voire à presque 18 t au cours des essais. Sur les deux rames Dasye mobilisées, c’est sur la 707 que les installations ont été les plus conséquentes, généralement sur le niveau supérieur des voitures. Dans la remorque Rl se trouvent des contrôles des courants perturbateurs et des écrans vidéo permettant de surveiller la qua lité du captage par le pantographe ou l’envol de ballast (de même qu’en R8). Cette voiture, d’où la motrice Ml est accessible, abrite également la logistique de l’essai : Christophe Pezy, chef des essais, y est en liaison permanente avec le PC pour garantir la bonne circulation du train à la bonne vitesse et autoriser le passage des TGV commerciaux derrière la rame d’essais.

Au niveau supérieur de la remorque R2 sont centralisées les mesures des paramètres mécaniques et vibratoires : accélération sur tous les bogies du train, forces au contact roue-rail à la fois au niveau d’une motrice et d’une remorque. Ce qui permet de vérifier le comportement dynamique du train et surtout de mesurer les actions qu’il exerce sur l’infrastructure, en fonction des éventuels défauts sur la voie. Les paramètres vibratoires sont également contrôlés dans cette remorque, où l’on mesure aussi, dans le cadre d’un projet de re cherche parallèle, les vitesses d’air au-dessus de la motrice afin de connaître les effets que le vent exerce sur la toiture pour garantir la sécurité du train vis-à-vis des vents traversiers.

Et au niveau inférieur de la R2, une source de bruit matérialisée par un haut-parleur remplace une baie vitrée. Cette source sert à calibrer les mesures faites dans l’environnement : aux pk 145 et 150 se trouvent des mesures de bruit « classiques » jusqu’à une distance de 300 m de la voie, ainsi qu’une « antenne acoustique », c’est-à-dire 60 micros placés en étoile qui permettent d’avoir une image des sources de bruit émis par le train, qualifiant et quantifiant les parties du train les plus bruyantes. Au pk 150 se trouvent également des mesures de vibrations dans le sol jusqu’à une certaine distance de la voie.

Plus loin, dans la salle supérieure de la remorque R5, des mesures « subjectives » de confort sont effectuées sur la marche de retour, dans le sens contraire de la marche. Le « cobaye » y fait part de son ressenti, en serrant plus ou moins fort selon l’inconfort ressenti des poignées de mesure pendant le voyage, puis en rem plissant des questionnaires à la fin du trajet. Plus objectivement, l’acoustique est mesurée dans cette salle, de même que les accélérations, sur le plancher et aux interfaces voyageur/siège, et nous mesurons aussi.

Enfin, dans la remorque R8 se trouve un laboratoire riche en écrans vidéo. Sur l’un sont mesurées les pressions qui s’exercent sur un pantographe limité en débattement à 20 cm sous la caténaire (il ne capte pas le courant !). Sur un autre sont contrôlées les éventuelles projections de ballast créées par les turbulences sous la caisse (cf. remorque Rl) avec un système d’évaluation de l’éventuel impact de ce ballast. C’est également dans cette remorque que sont effectuées les mesures aérodynamiques sur la structure (en particulier le nez et les portes), facteur dimensionnant pour les TGV du futur.

Pour quels résultats ? À l’heure actuelle, les mesures sont loin d’être interprétées. La consommation énergétique est certainement plus importante à 360 km/h qu’à 320 km/h, mais il fait faire la part de la traction et des auxiliaires. Plus subjectivement, les niveaux de bruit semblent plus élevés à 360 km/h, mais restent très acceptables à l’intérieur du train conçu pour 320 km/h maximum. Tout comme le confort, du moins sur l’excellente voie de la LGV Est-européenne, dont on a pu vérifier la bonne tenue de la géométrie lors de chaque passage. Et quoi qu’il en soit, ce ne sont pas des TGV Dasye qui rouleront à 360 km/h le jour où la SNCF lancera des trains à cette vitesse !


Les réserves de RFF

Le président de Réseau ferré de France, Hubert du Mesnil, s’est dit le 15 octobre « réservé » sur la proposition de la SNCF de faire rouler des TGV à 360 km/h dans quelques années. « La SNCF a le droit de faire des coups de pub, elle a un produit commercial à vendre », a-t-il commenté. Mais « celui qui décide à quelle vitesse on roule, ce n’est pas le conducteur, ce n’est pas le transporteur », a ajouté RFF. Or, « pour l’instant, on n’a pas prévu de rouler à 360 sur la SEA », a-t-il relevé, alors que le deuxième tour de l’appel d’offres pour la construction de la ligne aura lieu au printemps. C’est au cours de cet appel d’offres que sera décidé si les trains y rouleront à 320 ou à 360 km/h, a-t-il expliqué. Il « est parfaitement normal que la SNCF veuille rouler plus vite », mais « on ne répond pas tout de suite car on voudrait en mesurer les inconvénients, comme le coût de l’usure des voies ou des caténaires ». D’après AFP


Les acteurs

Les essais du programme de recherche V 360 ont été commandités par VFE et pilotés par la direction SNCF de l’Innovation et de la Recherche. L’ingénierie de l’infra (IG) et surtout la direction SNCF du Matériel ont réalisé ces essais ; au sein de cette dernière ont participé l’Agence d’essai ferroviaire (AEF), le Centre ingénierie du matériel (CIM) et les technicentres Sud-Est -européen, de Bischheim et du Landy. RFF et Alstom sont partenaires du projet dans le cadre du programme d’Excellence française de la très grande vitesse ferroviaire.

Cet article est tiré du numéro 3178 de La Vie du Rail paru le 22 octobre 2008 dont voici la couverture :

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