TGV

Un TGV est un train à grande vitesse propulsé par des moteurs électriques (à l’exception du prototype TGV 001, à turbines à gaz) et atteignant 320 km/h sur des lignes spécifiques (lignes à grande vitesse). Il a atteint 574,8 km/h lors d'une tentative réussie de record du monde de vitesse sur rail.
Un TGV est composé de deux locomotives, ou motrices, indépendantes encadrant un tronçon de huit ou dix voitures articulées, sauf le TGV TMST d'Eurostar qui présente des particularités liées au franchissement du tunnel sous la Manche. Les TGV sont conçus et construits par la société Alstom, à Belfort pour les motrices et à Aytré pour les remorques.
Hormis 3,5 TGV spécifiquement aménagés (7 demi-rames) utilisés par La Poste entre Paris et Cavaillon (Vaucluse), les TGV assurent exclusivement le transport de voyageurs. Ils circulent en France (ils sont alors exploités par la SNCF), entre la France et un autre pays (ils sont exploités par une de ces entreprises ferroviaires : Eurostar, Thalys, Lyria, Artesia ou Alleo), en Espagne (Alta Velocidad Española AVE) ou en Corée du Sud (Korea Train Express).

Le nom TGV et le logo associé
Le sigle TGV signifiait à l’origine « Turbotrain à Grande Vitesse » dans la dénomination du premier turbotrain expérimental TGV 001. Il s’agissait de marquer une nouvelle étape, en dépassant les 200 km/h pratiqués (parcimonieusement) sur le réseau classique depuis 1967. L’usage courant de ce sigle pour désigner cette rame a fait évoluer naturellement sa signification vers « Train à Grande Vitesse ».
Aujourd’hui, « TGV » est une marque déposée de la SNCF. Le logo de la marque TGV, à l’aspect métallisé, est censé évoquer la fluidité, la vitesse et la puissance du train. À l’envers, le logo peut évoquer un escargot, la vitesse du TGV étant ainsi mise en opposition de ce symbole de lenteur.

Aux origines du TGV
L’idée de créer un train à grande vitesse pour relier les principales villes françaises a émergé au cours des années 1960, après que le Japon eut commencé la construction du Shinkansen en 1959. À l’époque, la SNCF cherchait un moyen de redresser la fréquentation de ses trains, qui baissait inexorablement. Une augmentation substantielle de la vitesse apparut comme la solution qui lui permettrait de concurrencer efficacement l’automobile et l’avion. Elle était stimulée par les expérimentations du projet d’aérotrain qui faisait appel à la technologie du coussin d’air radicalement différente du contact roue/rail du chemin de fer classique. Elle expérimentait également la voie des turbotrains légers testant dès 1967 le prototype TGS.

Le 1er août 1966, un service de la recherche naît à la SNCF, avec le lancement de l’étude « possibilités ferroviaires à très grande vitesse sur infrastructures nouvelles », le projet « CO3 ». Ce projet innove à la fois par l’idée de la création de lignes nouvelles et par l’attention portée à la qualité de service et à la tarification, alors que la politique de la SNCF visait à cette époque prioritairement la réduction des coûts. Après avoir été présenté aux pouvoirs publics en 1969, le projet CO3 est adopté en comité interministériel le 25 mars 1971. Toutefois, la mise en concurrence de ce projet avec celui de l'aérotrain laisse planer un doute sur l'issue de cette opération. Valéry Giscard d'Estaing, ministre des finances, s'y oppose, comme bien d'autres. La décision est prise en 1974 lors d'un conseil interministériel restreint sur les économies d'énergie. Jules Antonini rédige une note qu'il dépose en bas de la pile de dossiers. Le président Pompidou, déjà malade, abrège les débats au bout de trois heures et le projet TGV est acté.

Dans sa première version, le TGV devait être mû par des turbines à gaz. Ce choix était motivé par la taille relativement petite des turbines, leur puissance massique élevée et leur capacité à délivrer une puissance élevée pendant un temps important. Le premier prototype TGV 001 sortit des ateliers Alsthom de Belfort le 25 octobre 1971 et fut la 1ère rame de ce type construite. La seconde ne vit jamais le jour pour cause de budget serré.

Les essais du TGV 001, qui débutèrent le 4 avril 1972 sur la ligne d'Alsace, apportèrent cependant beaucoup d’enseignements utiles à la suite du projet, notamment dans le domaine du freinage à haute vitesse, qui nécessitait de dissiper une importante quantité d’énergie cinétique, de l’aérodynamique et de la signalisation. La rame était articulée, deux caisses adjacentes s’appuyant sur un bogie commun tout en conservant une possibilité de mouvement relatif.

Ce prototype atteignit la vitesse de 318 km/h en 1972, qui reste à ce jour le record du monde de vitesse ferroviaire en traction thermique. Le style du TGV, tant intérieur qu’extérieur avec le nez caractéristique des motrices, est dû au designer français Jacques Cooper et a marqué les générations suivantes de matériel.

Depuis 2003, une des motrices du TGV 001 est exposée aux abords de l’autoroute A36, près de Belfort, et l’autre à Bischheim, près de Strasbourg le long de l'autoroute A4, où se situe également un centre industriel de rénovation et d’entretien des rames et des motrices.

La naissance du TGV actuel
À la suite de la crise pétrolière de 1973, le choix fut fait de revenir à la traction électrique, avec acheminement du courant par caténaires et captage par pantographe. Les raisons de ce choix furent autant politiques que techniques ou économiques : en effet, le coût de l’énergie ne représentait alors que 5 % environ du coût de traction, soit 20 francs de l’époque par rame/km (16 € équivalent 2007), et le coût d’une rame électrique était d’environ 10 % plus élevé que celui d’une rame à turbines, pour une capacité inférieure, sans compter le coût des installations fixes.

Le passage à la traction électrique imposa de reprendre le programme de recherches et d’essais dans nombre de domaines.

La SNCF transforma en 1974 une automotrice Z 7100 pour construire le prototype Z 7001 surnommé Zébulon, qui permit de tester plusieurs innovations :
- pantographes à deux étages ;
- moteurs de traction suspendus à la caisse pour alléger (2,95 t en moins) les masses non suspendues des bogies et réduire ainsi les efforts sur la voie ;
- nouvelles dispositions en matière de suspension et de freinage.
Zébulon parcourut environ un million de kilomètres en marches d’essais.

En 1974, le président Pompidou décida du lancement de ce projet plutôt que de celui de l’aérotrain (moteur thermique), et le premier ministre Pierre Messmer décida le 5 mars d’engager la construction d’une première ligne entre Paris et Lyon, la LGV Sud-Est (LN1).

Le projet fut entièrement financé par la SNCF, essentiellement par emprunts sur le marché international en yens et en dollars US, très fluctuants par rapport au franc. Cela entraîna une explosion de l’endettement de la société nationale. Cet endettement conduira avec d’autres motifs (directives européennes notamment) à la réforme de 1997 qui verra la création de RFF qui devient, dès lors, le maître d’ouvrage de toute nouvelle ligne intérieure (la SNCF n’étant impliquée que dans les prévisions de trafic et de dessertes).

Suivant une campagne d’essais menée avec deux rames de présérie, appelées en interne Patrick et Sophie (initiales de PSE : Paris Sud Est), livrées en 1978. La première commande fut livrée à partir du 25 avril 1980. Le service TGV ouvrit au public entre Paris et Lyon le 27 septembre 1981. Entre septembre 1981 et septembre 1983, seule la partie Sud de la LGV Sud-Est (entre Pasilly et Sathonay) est utilisée pour la grande vitesse. Le partie Nord du trajet s'effectue encore sur les anciennes voies PLM. C'est seulement à partir du service d'hiver 1983 que la LGV est ouverte en intégralité entre Lieusaint et Sathonay.

Le temps de parcours considérablement réduit par rapport à la situation antérieure (grâce aussi au tracé plus direct de la ligne, qui ramenait la distance entre les deux villes de 512 à 426 kilomètres) permit d’acquérir de nouvelles parts de marché au détriment de l’automobile et surtout de l’aviation.

L’innovation était non seulement technique, mais aussi commerciale avec la réservation obligatoire, qui assura un coefficient de remplissage très élevé en contre pointe, contrairement à une tarification calendaire qui ne peut discriminer le sens de trafic.

C'est Jacques Cooper qui a dessiné les prototypes, la livrée et les matériels de série du TGV Sud-Est. Il est également à l'origine de la silhouette du TGV Atlantique, dont le design (principalement intérieur) sera finalisé par Roger Tallon. Ce dernier a ensuite dessiné le Duplex entre 1988 et 1998.

La conquête de la vitesse
Le 26 février 1981, la rame TGV n°16 obtient un premier record de vitesse sur la LGV Sud-Est à 380 km/h. Ce record de vitesse, pour lequel des dizaines de journalistes avaient été conviés, n’avait pas pour but d’ajouter un nouveau record au palmarès de la SNCF, mais plutôt de rassurer les futurs voyageurs, en montrant que les 260 km/h auxquels ils seraient bientôt transportés pouvaient être atteints en toute sécurité.
Après qu’une rame d’essais allemande Intercity-Express (ICE-V) de la Deutsche Bahn (DB) a roulé à 406,9 km/h sur la LGV Hanovre – Wurtzbourg le 1er mai 1988, la SNCF améliora officieusement ce record le 12 décembre 1988 en faisant rouler la rame TGV PSE 88 à 408,4 km/h sur la LGV Sud-Est au cours d’essais de la chaîne de traction synchrone des futurs TGV Atlantique.

Le 18 mai 1990, le TGV a obtenu le record du monde de vitesse sur rail, à 515,3 km/h sur la LGV Atlantique, avec une rame d’essai Atlantique numérotée 325 raccourcie à trois caisses intermédiaires au lieu de dix.

Le 3 avril 2007 sur la LGV Est Européenne, la SNCF bat son propre record en faisant rouler la rame d’essais 4402 à la vitesse de 574,8 km/h (soit 159,4 m/s). Cette vitesse correspond à Mach 0,47 (pour une température de 15 °C). Ce record s’inscrivait dans le cadre du programme « V150 » visant à dépasser la vitesse de 150 m/s (soit 540 km/h). Une rame Duplex composée de trois remorques uniquement avait été spécialement préparée et sa puissance avait été doublée par rapport au TGV classique. Elle possédait des roues d’un diamètre plus important et la voiture au centre de la rame était équipée de bogies motorisés de la future AGV. Pour le reste, ce train était similaire à un train de série SNCF. Durant la phase d’essais, la vitesse de 568 km/h avait déjà été atteinte. Il s’agissait le 3 avril d’obtenir un record de vitesse homologué.

Le TGV a également établi un record de vitesse sur une longue distance, le 26 mai 2001 avec le trajet Calais - Marseille (1 067 km) en 3 h 29 (306,3 km/h de moyenne), lors de l’inauguration de la LGV Méditerranée, avec la rame Réseau no 531 (Opération sardine).

Il a également établi le 17 mai 2006 le « record du monde de la plus longue distance parcourue sans arrêt par un train de voyageurs », en transportant dans une rame TGV TMST d'Eurostar l’équipe du film Da Vinci Code de Londres à Cannes, soit 1 421 km en 7 h 25 (soit une moyenne de 191,6 km/h).

Les différents types de TGV
- Le TGV Sud-Est
Construits entre 1978 et 1985, les TGV Sud-Est sont destinés à l'origine à la LGV Sud-Est à son ouverture. En 2010, ces trains sont numérotés de 0 à 118 dans la série TGV, et sont aptes à 270 km/h pour certains, 300 km/h pour d'autres.
Les TGV SE se composent de 2 motrices encadrant 8 voitures. Les deux voitures d'extrémité possédant chacune 1 bogie moteur.
Toutes les rames sont bi-courants (1500 V continu français et 25000 V alternatif français), cependant, quelques rames (lignes de coeur ou maintenant "lyria") sont tri-courants et peuvent circuler en Suisse.
Les TGV SE ne peuvent être couplés qu'avec d'autres TGV SE.

- Le TGV postal
Il s'agit de TGV SE décorés en jaune La Poste et aménagés pour le transport du courrier. Ils circulent sur le réseau ferré à 270km/h. Chaque nuit, ce train à grande vitesse de La Poste transporte environ 88 tonnes de courriers, colis et presse en liasse (journaux...) entre l’Ile-de-France, la Bourgogne, Rhône-Alpes et Provence-Alpes-Côte d’Azur.
Tout comme les TGV SE, ils sont bi-courants et sont couplables uniquement avec d'autres TGV SE (bien que cela soit rare, mais leur motrices compatibles peuvent parfois remplacer une motrice sur une rame TGV SE).

- Le TGV Atlantique
Construits entre 1988 et 1992, les TGV Atlantique sont destinés à l'origine à la LGV Atlantique à son ouverture. En 2010, ces trains sont numérotés de 301 à 405 dans la série TGV, et sont aptes à 300 km/h.
Ils sont bi-courants et se composent de 10 voitures encadrées par 2 motrices. Ils ne sont compatibles qu'avec d'autres TGV A et ceci uniquement sur le réseau Atlantique en raison de la longueur des rames supérieure aux autres TGV (237m contre 200).

- Le TGV Réseau
Construits entre 1992 et 1994, les TGV Réseau sont destinés à l'origine à la LGV Nord à son ouverture. Il existe une version tricourant capable de rouler sous tension de 3kV pour assurer les relations Bruxelles province et Paris-Milan, sur lesquelles ils sont toujours en service.
C'est la première génération de TGV a utiliser la TVM 430
Les trains bicourant ont beaucoup assuré les relation intersecteur et nord avant de tous être regroupés au technicentre est-européen pour assurer les services nationaux sur la LGV est.
En 2011, ces trains sont numérotés de 501 à 553 (bicourant) et de 4501 à 4540 (tricourant) dans la série TGV, et sont aptes à 320 km/h pour certains (TGV PBA, pour Thalys), 320 km/h pour d'autres.

- Le TGV TMST (Eurostar)
Construits entre 1993 et 1996, les TGV TMST sont destinés à l'origine à traverser le tunnel sous la Manche à son ouverture. Le TGV TMST peut circuler en service commercial à la vitesse de 300 km/h. Son alimentation électrique était à l'origine compatible avec trois types de courant : 750 V en courant continu délivré par 3e rail (supprimé en 2008), 3 000 V en courant continu délivré par caténaire, et 25 kV en courant alternatif à 50 Hz délivré par caténaire. Il est moins large que les autres types de TGV, pour se conformer au gabarit anglais.

- Le TGV PBKA (Thalys)
Construits dans les années 1990, les TGV PBKA sont destinés à l'origine à circuler entre Paris et Cologne.
Le TGV PBKA peut circuler en service commercial à la vitesse de 320 km/h. Son alimentation électrique est compatible avec quatre types de courant délivrés par caténaire : 1 500 V en courant continu, 3 000 V en courant continu, 15 kV en courant alternatif à 16 2/3 Hz, et 25 kV en courant alternatif à 50 Hz.
Le TGV PBKA est compatible avec les éléments de sécurité ferroviaire suivants : KVB et TVM (utilisés en France), ATB (utilisé aux Pays-Bas), TBL (utilisé en Belgique), PZB et LZB (utilisés en Allemagne), et enfin ERTMS de niveau 2 (système européen de contrôle des trains) depuis la rénovation du matériel effectuée en 2009.

- Le TGV Duplex 
Ce TGV a été commandé par la SNCF pour répondre à l'augmentation du trafic sur le réseau Sud-Est où on le voit le plus souvent. Il y a eu trois générations de TGV duplex (Duplex, Réseau-duplex, Dasye).
Les TGV duplex sont coupables avec les TGV réseau dont ils reprennent la chaine de traction (pour la première génération) et les TGV-POS (meme chaine de traction que les Dasye).

- Le TGV Duplex 2N2
Ce TGV peut-être considéré comme la quatrième génération de Duplex. Cette série a été commandé par la SNCF pour des liaisons vers l'Allemagne et la Suisse et pour faire face à l'augmentation du trafic du a l'ouverture de la LGV Rhin-Rhone. En 2011 trois train sont en cours d'essais.

- Le TGV POS
Construits dans les années 2000, les TGV POS sont destinés à l'origine à la LGV Est européenne à son ouverture. En 2010, ces trains sont numérotés de 4401 à 4419 dans la série TGV.
Le TGV POS peut circuler en service commercial à la vitesse de 320 km/h. Son alimentation électrique est compatible avec trois types de courant : 1 500 V en courant continu délivré par caténaire, 15 kV en courant alternatif à 16 2/3 Hz délivré par caténaire, et 25 kV en courant alternatif à 50 Hz délivré par caténaire.
Le TGV POS est compatible avec les éléments de sécurité ferroviaire suivants : KVB et TVM (utilisés en France), PZB et LZB en Allemagne, ZUB en Suisse, et enfin ERTMS de niveau 2 (système européen de contrôle des trains).
Enfin, il est à noter que les TGV POS sont l'association de motrices neuves et de voitures de TGV réseau.