Photo : S.Chevallier (RTG venant de Boulogne arrive à Paris-Nord - 1991)

Après la construction de la TGS et des ETG, le premier train à grande vitesse expérimental à turbine à gaz est mis en service en mai 1972 sous l'appelation TGV 001. La seconde génération de turbotrains incarnée par les RTG (Rames à Turbine à Gaz) voit le jour à la fin de l'année 1972 au dépôt de Vénissieux.
Dérivés des ETG, les T 2000 sont dotés de deux turbines à gaz Turmo III de 775 kW de puissance chacune et de deux turbines auxiliaires Astazou de 300 kW, seule une des deux suffisant à l'alimentation électrique des rames pour l'éclairage et la climatisation des espages voyageurs.
Esthétiquement similaires à leurs prédécesseurs, les RTG conservent la même cabine de conduite, les caisses étant plus longues et leur nombre porté à cinq par élément.
Chaque turbomoteur est équipé d'un réservoir de 3500 litres de gas-oil nécessaires pour couvrir de longs parcours avec une consommation atteignant 430 litres par heure pour la traction et 150 litres par heure pour l'alimentation électrique des auxiliaires.
Le freinage électropneumatique est réalisé grâce à des semelles en fonte, des freins à disque et des patins électromagnétiques disposés sous chaque bogie pour les arrêts d'urgence.
Les premières rames sont mises en service au départ de Lyon vers Strasbourg puis Nantes et Bordeaux où elles donnent pleinement satisfaction. La capacité des ETG étant nettement insuffisante, le second lot de rames à turbines à gaz commandé permet de les remplacer avantageusement entre Paris, Caen et Cherbourg, les T 1000/T 1500 étant mutés à Vénissieux.
Entre temps, la guerre du Kippour en octobre 1973 entraîne une hausse considérable du prix du pétrole, c'est le premier premier choc pétrolier. Cet épisode a des conséquences néfastes sur l'avenir des RTG, grosses consommatrices de gas-oil ainsi, les livraisons s'achèvent en 1976 alors que la grande vitesse s'oriente définitivement vers la traction électrique.
La composition maximale des RTG de dix caisses en jumelage s'avère nettement insuffisante lors des pointes aussi, elles reçoivent une remorque intermédiaire supplémentaire entre 1978 et 1981.
Le second choc pétrolier en 1979 entraîne un nouveau renchérissement des produits pétroliers, aussi Turboméca fournit pour les turbomoteurs pairs une nouvelle turbine à gaz de type Turmo XII, nettement moins consommatrice de carburant et bien plus puissante avec 1150 kW.
Contrairement aux ETG qui ne seront pas modifiés, les RTG sont rendues aptes à la circulation en unité multiple ce qui permet l'utilisation d'un seul agent de conduite.
En 1981, le TGV Sud-Est est mis en service entre Paris et Lyon alors que les projets d'électrification des principales radiales voient progressivement le jour. L'avenir des RTG commence à s'assombrir durant les années 1990 ainsi, les T 2000 disparaissent de Lyon-Strasbourg en 1995 puis de Paris-Caen-Cherbourg en 1996, ces lignes étant nouvellement électrifiées en 25 kV.
Les modernes BB 26000 reprennent notamment leurs trains avec les nouvelles voitures Corail Plus bien plus confortables. La liaison Lyon-Nantes est quant à elle confiée aux BB 67400 en UM ou aux CC 72000.
Le parc de Caen n'est alors plus utilisé, les unités disposant encore d'un potentiel kilométrique conséquent étant mutées à Vénissieux.
Les RTG ne circulent plus que sur l'axe Lyon-Bordeaux où elles s'avèrent indispensables pour maintenir un bon temps de parcours étant donné leur vitesse plus élevée en tant qu'éléments automoteurs et leur réversibilité permettant de gagner de préciseuses minutes sur les quatre rebroussements.
Réduit à moins de dix rames, le parc de Vénissieux reste toujours sollicité étant donné l'absence de matériel automoteur pouvant le remplacer. Une modernisation des rames aurait dû voir le jour avec la mise en place d'un nouveau modèle de turbine à gaz de type Makila de 1200 kW, nettement moins consommatrice et moins polluante.
Le coût de transformation final et l'absence de financement de la part de l'État, de la SNCF et des régions entraîneront l'abandon de ce projet. Les rames survivantes équipées de la radio sol-train depuis déjà quelques années reçoivent le contrôle de vitesse par balises durant l'année 2000. Le parc résiduel est alors conservé malgré le mauvais état des caisses souffrant de corrosion à cause notamment de l'éloignement des révisions générales.
Ainsi des rames hybrides sont formées avec les turbomoteurs restants afin de prolonger au maximum l'espérance de vie de la série.
Alors qu'il subsistait encore sept turbotrains en 2002, le parc tombe à six éléments en 2003 puis à cinq à l'été 2004. Les quatre dernières rames encore en circulation sont retirées du service en bloc le 11 décembre 2004 ce qui entraîne un allongement du temps de parcours entre Bordeaux et Lyon de 7h30 à 9h.
À noter que les turbomoteurs impairs T 2077 et 2081 ont constitué la RTG Haute Vitesse Pendulaire (HVP) bicaisse encore dénommée Axis. À cette occasion, cette rame a reçu une seyante livrée, de nouveaux bogies ainsi que des aménagements intérieurs inédits. Ces modifications ont eu lieu aux usines ANF de Crespin en 1997 et les premiers essais de pendulation en ligne ont été lancés en 1998 par Bombardier Transport. Cette rame a ainsi atteint la vitesse de 230 km/h sur ligne classique.