La grande vitesse

Article 2
Encore plus vite demain ?
Rail & Recherche n°42 - janvier/février/mars 2007

Toujours plus vite, toujours plus loin… Utopie ou réalité ? Pour étudier la faisabilité d'un tel projet, la SNCF a procédé à une campagne d’essais sur la ligne à grande vitesse entre Lyon et Marseille pendant 5 semaines, en septembre et octobre 2006. Objectif : explorer la perspective d'une éventuelle augmentation de la vitesse commerciale pour une nouvelle génération de TGV.

Deux rames TGV Réseau associées en unité multiple, une rame classique équipée pour l’occasion d'importants moyens de mesure ainsi qu’une rame “Christian Lacroix” équipée pour les essais de freinage ont sillonné la ligne en s’insérant dans les circulations commerciales. Pour réussir ce tour de force, le Matériel, l’Innovation & la Recherche, l’Agence d’Essai Ferroviaire, le Centre national des opérations, qui gère et supervise les trafics, ainsi que l’Infrastructure et sa composante lyonnaise ont uni leurs efforts pour rendre possible cette campagne d’essais grandeur nature.
« Nous voulions étudier les points bloquants éventuels pour l’établissement d’une nouvelle vitesse commerciale », explique Louis-Marie Cléon, Directeur Scientifique de la Recherche SNCF, responsable des essais. Traction, freinage, signalisation, bruit intérieur et extérieur, envol de ballast, usure de la voie, captage du courant, autant de points pour lesquels des batteries de test ont été effectuées en ligne.

Un très bon comportement dynamique des essieux

L’une des deux rames, vidée en partie de ses sièges, est truffée de capteurs, de caméras et d’enregistreurs. Des gueuses de fontes tapissent le sol d’une plateforme pour tester l’influence de la masse à l’essieu. Sur les portes et les vitres, des capteurs dynamométriques et de pression destinés à mesurer les effets induits par les croisements à grande vitesse, en ligne et en tunnel. Sur la voie, des antennes acoustiques, des capteurs d’effort, mesurent les effets induits par le passage répété de la rame à raison de 3 allers-retours par jour. 320, 335, 354,5… Lancée vers le sud, la rame grimpe aisément en vitesse. Une accélération sensible mais une parfaite stabilité. Chercheurs, ingénieurs, responsables d’essais scrutent les enregistreurs.
« Début d’alignement ! » Régulièrement, la voix du chef de traction en cabine, informe les ingénieurs du comportement de la rame en sortie de courbe afin qu’ils puissent recaler leurs mesures.

« Nous observons un très bon comportement dynamique de l’essieu, souligne Louis-Marie Cléon. Les valeurs tolérables se situent entre 0,6 et 0,8, nous obtenons 0,2-0,3. » En dépit de l’élévation de la vitesse, le comportement de l’essieu reste idéal. Louis-Marie Cléon rappelle que le TGV engrange là les bénéfices de choix simples qui ont présidé à l’époque à la conception de la rame articulée. « La SNCF est la seule au monde à avoir choisi un empattement de 3 mètres entre chaque essieu (18,7 entre bogies). Pour accélérer, les Japonais ont dû l’augmenter en passant de 2,25 à 2,50. »

La future RGV* devra résoudre une nouvelle équation de puissance.

Les essieux étaient sous haute surveillance. Leur comportement dynamique a été très satisfaisant : les valeurs tolérables se situent entre 0,6 et 0,8. Au cours des essais elles étaient de 0,2-0,3.

Pour ce qui est de la traction, si les moteurs de la rame d’essai ont été boostés (1 300 kW au lieu de 1 100, on a, pour ce faire, modifié les cartes électroniques), la future RGV devra résoudre une nouvelle équation de puissance. « La puissance est égale à la vitesse que multiplie la résistance à l’avancement (P=VxRav), résume Louis-Marie Cléon, pour passer de 300 à 360, il faut multiplier la puissance par 1,7. » Soit 21 000 kW pour une rame double.

À cette vitesse-là, il ne s’agit plus vraiment du même train : l’adhérence faiblit, le contact roue/rail étant plus rapide, on passe moins d’effort. Comment dès lors distribuer cette nouvelle donne énergétique ? La solution qui pourrait s’imposer est celle d’une motorisation répartie. Jean-Marc Cerez, responsable du freinage au Centre d'Ingénierie du Matériel, présent sur les essais, rappelle à cette occasion combien la vitesse est un système global : matériel, énergie, freinage, voie, signalisation... Tous ces paramètres sont concernés.

* Rame à Grande Vitesse, TGV étant devenue une “marque”, il a fallu trouver une nouvelle appellation...