QUELQUES ACTUALITÉS THALYS ET TGV


                 ** 574,8 km/h !! **

C'est la vitesse atteinte le 03.04.2007 par le POS-Duplex à traction distribuée (AGV) qui se préparait depuis 4 mois pour ce RECORD DU MONDE !!


Un petit rapport technologique et des liens vidéos
par Isabelle Saillot

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rame record tractée © hiboox.com

Essais
o Du 15 Janvier au 1er avril 2007
o De la gare la Meuse à la gare de Champagne, PK (Point Kilométrique) 195 à PK 191.
o Résultats des essais : un mois avant le record, la rame roulait régulièrement à plus de 550 km/h. Le 1er avril, elle avait atteint les 568 km/h.

Beaucoup des spécifications techniques que vous lirez sur cette page proviennent des excellentes informations du numéro "La Vie du Rail" 3098 du 11.04.2007 - donc historique ! -, que je vous recommande vivement d'acheter :

N'ayant évidemment pu vérifier toutes mes sources, les lecteurs sont invités à le faire avant de rediffuser les données ici présentées.
lerail

Spécifications des motrices POS (4401 et 4402) 
o Motorisation : les 4 moteurs asynchrones (2 par bogies) d'un POS commercial, mais "poussés" à 2000kW au lieu des 1200 ordinaires (68% d'augmentation).
o Diamètres des roues augmenté de 920 à 1092 mm, de sorte d'augmenter le couple moteur
o carénage sous caisse, et carénage latéral ralongé vers le bas pour compenser la surélévation de la rame
o doubles amortisseurs anti-lacets supplémentaires
o Avant : Pantographes retirés, toiture entièrement carénée. 

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modélisation 3D de la motrice record (avant) © simtrain-fr.net

o Arrière : Pantographe continu retiré, seul subsiste le pantographe monophasé. Sur un TGV de série, à l'entrée de la LGV (ou de la section à 25.000 V monophasé), on monte le pantographe arrière, et le pantographe avant est le panto "de secours" s'il arrive quelque chose à l'arrière. Sur la rame record, l'absence de pantographe de secours rend cet élément tout à fait crucial. Le pantographe a été testé juste avant le départ : en effet, la section d'où partait la rame record était alimentée en 25kV, et non en 31kV. Le test consiste à répéter l'opération qui aura lieu au niveau du sectionnement : 1) couper le disjonteur (la chaîne de traction cesse d'être alimentée), 2) baisser le panto, puis à l'entrée de la section 3) réarmer, refermer le disjoncteur et remonter le panto. Sur les TGV de série comme sur la motrice record, le disjoncteur peut bien sûr fonctionner automatiquement en cas de problème, mais en contexte normal, il doit être manipulé par le mécanicien. Le pantographe, lui, n'est jamais automatique et ne peut être actionné que par le mécanicien.

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motrice record (arrière) © simtrain-fr.net
(Notez les bras vides des doubles
anti-lacets non encore installés)
Spécifications des 3 voitures Duplex (R1, R4 et R8)
o Diamètres des roues augmenté de 920 à 1092 mm, de sorte d'augmenter le couple
o 2 bogies motorisées en technologie AGV, l'un entre R8 et R4, l'autre entre R4 et R1 : sur chaque bogie, 2 moteurs (auto-)synchrones à aimants permanents. Les moteurs synchrones à aimants permanents constituent la dernière génération de motorisation ferroviaire : leur rotor est une simple cage metallique, qui n'a donc plus besoin de système d'alimentation au contraire du rotor bobiné des moteurs synchrones précédents (TGV R et PBA, PBKA & Duplex). Plus légers, plus petits, moins complexes, donc plus fiables et mois chers que les moteurs à rotor bobinés, ils sont appelés à remplacer même les moteurs asynchrones (TMST & POS), qu'ils surpassent, eux, par la simplification de la commande d'extinction des thyristors. Alimentés par un onduleur en pont à thyristors IGBT (eux-mêmes une miniaturisation des thyristors GTO), ils peuvent être placés sur les bogies entre les voitures. Le défi actuel consiste, toutefois, à les miniaturiser encore plus pour rabaissser tellement le plancher des caisses qu'il soit possible de concevoir un "AGV Duplex"... Sur la rame record, le transformateur et le convertisseur (onduleur) des bogies AGV avaient été placés dans les logements consacrés aux alimentations auxiliaires des Duplex commerciaux. Les moteurs du record étaient régulés autour de 1000 kW, tandis qu'on annonce 600 kW pour les futurs moteurs de série des AGV.
o Au milieu : laboratoire de mesures accrédité pour l’homologation du record

Quelques capteurs (600 en tout !) et dispositifs expérimentaux spéciaux à la rame record
o asservissement du pantographe. L'effort que le pantographe doit exercer sur la caténaire est imposé par un asservissement en fonction de la vitesse. La loi d'effort est modifiée au delà de 530 km/h, où le pantographe pousse alors moins sur le fil. Par ailleurs, la caténaire est soumise, aux très grandes vitesses, à l'instalation d'une vibration qui se propage à environ 610 km/h. Quand le TGV se rapproche de cette vitesse, il se rapproche donc également de la fréquence de résonance de la caténaire, ce qui amplifie de plus en plus la vibration. Il n'était donc pas possible, dans l'état actuel des équipements de captage, de trop s'approcher des 600 km/h.
panto
© La Vie du Rail

o capteurs de roues protégés par une flasque (bien visible, jaune) qui mesurent les efforts verticaux et horizontaux. La combinaison des deux mesures donne le risque de renversement de la rame. Les capteurs tournent avec la roue et leur signal passe par un collecteur tournant. flasque
© La Vie du Rail
o capteurs d'accélération transversale renseignant sur la stabilité des bogies 
o capteurs de boîte d'essieux renseignant sur l'état de la voie
o capteurs du confort voyageurs (bruits et mouvements de la rame)
o caméras pantographe et bogie avant gauche
o cabine : afficheur vitesse
o cabine : afficheur tension & intensité
o cabine : transmission voie-machine (ancien TVM). Le POS record (comme les POS commerciaux) est équipé du système remplaçant les TVM 400 et 430 : l'ERTMS, unification européenne des transmissions en cabine, qui va permettre l'interopérabilité entre tous les réseaux européens.


cabine
© La Vie du Rail
o Bavettes caoutchouc intercaisses au dessus de la suspenson secondaire, dont l'ensemble fait gagner 15% d'aérodynamisme.
o personnels en cabine : le mécanicien (conducteur), un cadre traction qui annonce les procédures, un dirigeant traction qui vérifie les opérations.

Puissance Totale de Traction: 19,6 MW et 25.000 chevaux, au lieu d'environ 9 MW des Thalys et Duplex.

Quelques performances lors des essais : 0 à 300 km/h en 2mn35s, 0 à 400 km/h en 4mn23s.

Spécifications de la LGV
o Tension électrique : 31 kV monophasé au lieu de 25.
o Intensité du courant caténaire : 370 à plus de 800 Ampère selon la vitesse
o Tension mécanique caténaire : 4000 daN (tonnes) au lieu de 2600.
ojiRelèvement ballast-voie de 80 cm, nécessaire pour compenser le surplus d'accélération centrifuge (transversale) à l'entrée et à la sortie des courbes, à cause de la vitesse inhabituelle. Contrairement à une rame classique, le POS record était donc soumis à un effet inhabituel de basculement de grande amplitude avant et après les courbes, pendant une seconde.
o Aménagements extérieurs : mesures de bruit, mesures d'effet de prototypes de murs anti-bruits, mesures de pollution.

Accessoires
oAvant chaque marche des essais, et avant le record, la voie était parcourue à 380 km/h par une rame de servitude, la POS 4404, 4ème rame de série (dite "S4"), équipée d'une instrumentation de surveillance de tous les paramètres de la LGV, voie et caténaire. C'est cette même rame S4 qui était la seule à pouvoir tracter la rame record, puisqu'elle aussi était surélevée par des roues de 1092 mm.
o Aucun hélicoptère au monde ne pouvant voler à plus de 500 km/h la couverture vidéo de la marche record a été assurée par un avion biréacteur "Corvette" :

corvette

Epilogue

La montée en vitesse du 03.04 n'a pas été arrêtée pour une cause technologique, mais principalement pour les raisons suivantes : 1) le tronçon record avait été choisi pour sa pente moyenne continuement descendante... ensuite, ça remontait, ce qui allait... disons... "compliquer le travail" !;
dénivelé
© La Vie du Rail

2) par prudence, compte tenu des avaries qui étaient survenues aux essais, par exemple l'arrachage de la flasque des capteurs rotatifs sur roues, la panne des transformateurs AGV, 3) compte tenu aussi du rapprochement de la frontière des 610 km/h où la vitesse de propagation de l'oscillation caténaire entrait en résonnance avec celle de la rame, interrompant potentiellement le captage et enfin 4) en raison de l'importante délégation de "VIPs" à l'intérieur même de la rame (dont certains se confient qu'ils étaient loin d'être "rassurés"!), auxquels on ne pouvait faire prendre le moindre risque.. y compris (et surtout) de simple DÉCEPTION !!
Sur un trajet légèrement plus long en descente et en prenant quelques risques de panne, la rame eût atteint les 585 km/h sans modification. 
Étant donné la complication de l'entreprise, il faudra malheureusement attendre une bonne décennie pour y revenir...

Une précision qui répond à des remarques et questions fréquemment entendues
Les POS qui entreront en service commercial sur la LGV Est le 10 juin 2007 ne circuleront pas du tout à 575 km/h !! Désolée d'en décevoir certains, mais c'est une confusion encore présente dans les esprits. Les POS commerciaux seront bridés par les normes européennes qui imposent un plafonnement à 320 km/h.  Ceci fera tout de même de la LGV Est la ligne la plus rapide du monde (avec certains tronçons de l'ICE allemand).

Politique
Ce nouveau record permet à Alstom de mettre en avant son savoir-faire face à Siemens, dont l’ICE 3 a déjà la traction distribuée (première d’Europe),
face à Fiat et sa technologie pendulaire (toutefois rachetée par Alstom en 2000), mais surtout face à la redoutable concurrence des automotrices (AGV) Shinkansen japonaises, 30% moins chères qu'un POS et déjà commandées par la Grande-Bretagne... sans compter sur la Chine, dont les premiers TGV - probablement très concurentiels - devraient sortir vers 2015.

Quelques bonnes vidéos autour du record


Sous l’affluence des posts, DailyMotion a créé un dossier spécial record TGV !
Une rapide sélection :
 
1) La meilleure selon moi : 15 minutes et pas mal de technique grâce aux excellents commentaires (de monsieur qui ??)
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Très intéressant, on y apprend :
Que le 4402 roule à droite (!) pour des raisons d’usure de la voie
Que le zig-zag de la caténaire (bien visible sur la vidéo) est prévu exprès pour ne pas cisailler le panto
Qu’à ces vitesses, les cailloux du ballast s’envolent comme des fétus de paille !
Que pratiquement, le plus dangeureux de la marche… c’est après le record, où à cette vitesse il n’est pas indiqué de freiner, mais de laisser la rame perdre toute seule de la vitesse.
Et on y voit :
Le panto se baisser et se relever au sectionnement d’entrée du 31kV (et la vitesse baisser entre-temps, puisque dans l’intervalle la rame n’est tout simplement plus alimentée !)
Les marches d’essais des jours précédents
 
Sympa pour l’ambiance, en anglais et presque tout depuis le biréacteur Corvette :
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Notez, au sol, le bruit exactement similaire de la rame à 570 km/h avec celui d’un avion à réaction, ce qui indique qu’à ces vitesses, l’énorme majorité du bruit provient du frottement aérodynamique, et non des moteurs.
 
Joli montage en musique :
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La veille du record, sur France 2 - Intéressant interview d’un mécano TGV avec vue de la cabine et panorama Grande Vitesse dans le monde :
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La veille du record, le reportage France 3
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Une vue sympa de la belle rame de servitude, la S4 (non commentée !)

Le reportage LCI
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Vidéo amateur 1, par fanfan2304. Belles images de la S4.
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Vidéo amateur 2, par emajestik : brève, mais vaut le coup d’œil (… et d’oreille !!).
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Notez l'impressionnante - et inquiétante - vibration de la caténaire après le passage de la rame. Il n'est pas douteux que les AGV devront, à terme, s'affranchir de ce mode de captage... rétrograde.

Vidéo amateur 3, par Herbert-Leonard : que de l’émotion !
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Mini histoire des records de vitesse sur rail
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Superbes images intérieur de cabine d’une marche d’essai pré-record de 1990… Oh la la ils montent à 480 km/h sur un TGV-A, avec les moteurs synchrones autopilotés du Thalys… Remarquez que toute l’instrumentation, à l’époque, est encore dénuée d’interface informatique : les données se lisent directement sur les racks d’électronique ! (donc il faut s’asseoir devant !). Historiquement excellent.
gg

 Avril 2007.
Questions ou remarques

Autres News intéressantes

- Depuis décembre 2006 des TGV Duplex sont affectés au service Paris-Nantes. La raison : cette année (2007), la rénovation des TGV Atlantiques va immobiliser 10 rames d’un coup. L'intérieur des rames TGV Atlantiques est refait selon le design des TGV POS (design "Lacroix"). Quelques-unes sont déjà en service sur la ligne : non ce n'est pas un POS qui s'est égaré !
http://www.fnaut-paysdelaloire.org/article-4854998.html

- Le Shinkansen Class 395 débarque en Europe : les quatre premières rames sur 29 arriveront par bateau à Southampton en juillet 2007. Elles rejoindront les ateliers d'Ashford, à la sortie du tunnel sous la Manche. Après les essais, le Shinkansen sera mis en service en 2009 entre Ashford et Londres (à 225 km/h), divisant le temps de parcours actuel par 3.
http://passion-trains.over-blog.com/archive-12-19-2006.html

- La « HSL Zuid » (LGV Sud) ouvre en 2007 entre Amsterdam et la frontière belge. Elle fera gagner pratiquement une heure aux Thalys Amsterdam-Paris (3h13).
http://www.hslzuid.info/hsl/uk/hslzuid/

- Le nouveau viaduc deux voies de 435 mètres de long surplombant les 22 voies de la gare de Bruxelles Midi, relie le prolongement de la LGV Ouest directement aux quais de la gare, côté rue de France, et diminue de 3mn le trajet des Thalys Paris-Bruxelles depuis décembre 2006 (1h22 au lieu de 1h25).
http://www.b-rail.be/php/press/index.php?lang=F&task=view&id=1590

- 14 novembre 2007 : la LGV britannique sera ouverte du Tunnel à la nouvelle gare de St Pancras International (centre de Londres), qui constituera le nouveau terminus des TMST (Eurostar) à la place de Waterloo Station. Les temps de parcours seront ainsi réduits de 20 à 25 minutes : le trajet de Paris Gare du Nord à St Pancras prendra 2h15 minutes, de Lille Europe 1h20 minutes et de Bruxelles 1h51 minutes.
http://minilien.com/?WSyzPfPQkI

Avril 2007.

Questions ou remarques
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