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Le dossier TGV

mercredi 14 octobre 2015, par rixke

Comme annoncé dans un premier article publié en janvier, nous revenons sur le choix du matériel. Nous nous limiterons au matériel TGV qui circulera (à partir de 1993) dans le tunnel sous la Manche (Transmanche) et qui reliera ainsi les trois capitales, Paris, Londres et Bruxelles entre elles.

Dans une phase ultérieure (à partir de 1995) du matériel adapté sera mis en service sur les liaisons Paris - Bruxelles - Cologne - Amsterdam.

Les rames Transmanche, bien que dérivées des TGV de la SNCF, en diffèrent cependant notablement à cause des contraintes techniques découlant de la circulation dans le tunnel sous la Manche et sur le réseau des BR.

Les différences les plus marquées sont les suivantes :

  • La longueur : 400 m, 2 motrices encadrant 18 voitures. Pour des raisons de sécurité dans le tunnel, l’intercirculation doit exister d’un bout à l’autre du train. Comme il est impossible de réaliser une intercirculation à 300 km/h entre nez aérodynamiques, cette condition impose la rame la plus longue possible compatible avec la longueur des quais pour ne pas perdre des sillons de circulation dans un tunnel et explique la longueur inhabituelle de la rame.
  • Le gabarit anglais : Qui est plus étroit que le gabarit UIC et la captation par un 3e rail, nécessaire sur le réseau anglais.
  • La résistance au feu : Le rame doit pouvoir circuler sans danger pendant 30 minutes en cas d’incendie, de manière à éviter tout arrêt dans le tunnel.
  • La chaîne de traction asynchrone : A été développée par l’industrie britannique. La circulation des rames Transmanche dans le tunnel et sur les 3 réseaux BR, SNCF et SNCB pose bien d’autres écueils que les problèmes techniques proprement dits de construction des rames. Citons : la création d’un centre commun de gestion, la définition de l’appareillage radio compatible avec les installations au sol des 3 réseaux, les problèmes de commutation automatique aux frontières de l’appareillage radio et des dispositifs d’arrêt automatique, pour n’en relever que quelques-uns qui nécessitent une approche pluridisciplinaire et internationale.

Nous donnons ci-après un aperçu des problèmes spécifiques qu’impliquent les projets relatifs au matériel Transmanche.

 L'organisation internationale

L’acquisition du matériel Transmanche, qui doit être commun aux 3 réseaux, BR, SNCF et SNCB est une entreprise de longue haleine, depuis la rédaction des conditions techniques et contractuelles jusqu’à la réception définitive, à l’expiration de la période de garantie.

Afin d’assurer cette tâche complexe avec le maximum d’efficacité et de coordonner leur action vis-à-vis des constructeurs, les 3 réseaux ont décidé de créer un groupe de projet permanent à Paris.

Un représentant des BR assure la direction de l’équipe et prend en charge spécialement les problèmes commerciaux ; un membre de la SNCF coordonne la partie technique, assisté d’un spécialiste de chacun des 3 réseaux.

Ce groupe de projet international travaille sous la supervision d’un comité de pilotage formé par les responsables techniques au plus haut niveau de chacun des réseaux. Pour la SNCB, il s’agit du directeur du Matériel, qui présente cet article.

Le groupe de projet est aidé dans sa tâche par des groupes de travail spécialisés dans chacune des disciplines de construction du matériel (partie électrique, caisse, bogie, frein, aménagement intérieur, poste de conduite), formés par les chefs des divisions techniques de chacun des 3 réseaux.

 Caisses de motrices et de voitures intermédiaires

Pour respecter les considérations en matière de sécurité et pour garantir une circulation fluide, le train complet (2 locomotives et 18 voitures intermédiaires) doit pouvoir être scindé en 2 parties égales.

Les deux voitures de milieu de train sont donc aussi dotées d’une paroi d’about verticale, d’une passerelle désaccouplable et d’un accouplement automatique.

Les voitures motorisées derrière les locomotives sont aussi construites de la sorte mais elles sont dotées d’une passerelle UIC côté motrice.

Toutes les autres extrémités de voiture sont construites pour s’articuler en s’appuyant sur le bogie intermédiaire. Comme pour le TGV français, il n’y a qu’un bogie entre 2 voitures successives sauf derrière la locomotive et en milieu de train. Une extrémité de caisse remplit la fonction de paroi d’about porteuse et assure la liaison avec la suspension pneumatique secondaire.

La conception globale du gros-œuvre des caisses est analogue à celle du TGV Atlantique. Citons quelques-unes de leurs caractéristiques :

  • Les parois latérales des voitures motrices formant poutres, ancrées profondément dans le châssis ;
  • Le toit escamotable enlevable en 2 parties ;
  • La préconstruction robuste du poste de conduite avec une structure en nid d’abeilles au-dessus de l’accouplement automatique ;
  • La caisse de la voiture intermédiaire autoportante (les parois latérales interviennent dans la rigidité de l’ensemble).

Les principales difficultés posées par le projet étaient :

  • La tare qui doit être aussi basse que possible de façon à respecter les 17 t/essieu. C’est pourquoi des aciers spéciaux seront utilisés. De plus, des aciers à haut coefficient d’étirement seront employés pour les points critiques ;
  • L’accouplement à 4,8 km/heure entre 2 demi-rames, avec, pour chacune, une masse de 360 tonnes ;
  • La nécessité de garantir une intercirculation confortable entre ces deux demi-rames.

 Bogies TMST (TransManche SuperTrain)

Pour les vitesses élevées de 300 km/h et plus, le problème fondamental est la stabilité de marche : c’est le bogie qui doit permettre d’atteindre cette vitesse en prévenant les déraillements.

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Fig. A.
  1. L’empattement du bogie doit être choisi aussi grand que possible (3 000 mm) ;
  2. La liaison des trains de roues au bogie doit se présenter avec la rigidité voulue ;
  3. La charge d’essieu sur la voie doit être aussi réduite que possible (17 tonnes) ;
  4. Les roues doivent être prévues avec le profil qui leur est approprié (SNCF GV 1/40) ;
  5. L’application d’amortisseurs antibalancement ;
  6. Les masses non suspendues (roues, boîtes d’essieu, essieux, disques de frein) doivent être aussi légères que possible ;
  7. Les masses sont autant que possible concentrées dans le centre du bogie (pas d’utilisation de traverse de tête).

La stabilité de marche est influencée favorablement par les facteurs évoqués dans la légende de la figure A.

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Fig. B.

Pour le bogie TMST on est parti du bogie du TGV A. Des adaptations doivent toutefois être prévues (voir figure B) ; elles s’imposent par :

  • La composition de la rame TMST qui diffère de la composition de la TGV PSE et TGV A ;
  • La captation de l’information de signalisation chez nous (TBL) et chez les BR (AWS) ;
  • La prise de courant sur le réseau BR à partir d’un 3e rail. C’est pourquoi le bogie est équipé de patins de captation spéciaux rétractables ;
  • Le gabarit réduit d’encombrement du réseau BR, pour lequel les bogies doivent être adaptés.

 L'equipement de traction

L’appareillage de traction pour ce tram se répartit en 2 locomotives — une à chaque extrémité du train —, ainsi que dans une partie des voitures qui jouxtent la locomotive. Le train est pourvu au total de 12 moteurs de traction d’une puissance de chacun 1 Megawat, avec lesquels une vitesse de 300 km/h peut être atteinte sans problème. Les moteurs sont du type asynchrone et sont alimentés par les convertisseurs électroniques les plus modernes avec commande informatisée.

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Photos : SNCB : nouvelle rame transmanche

En outre les locomotives disposent de la possibilité de commuter la traction sur les différents réseaux ferroviaires en fonction des différentes tensions d’alimentation. Celles-ci sont : 25 kV/50 Hz sur les réseaux de la SNCF et Eurotunnel ainsi que sur les nouvelles lignes à grande vitesse de la SNCB, 3 kV de puissance habituelle sur les lignes classiques de la SNCB et 750 V puissance habituelle avec alimentation par un troisième rail sur le réseau des BR.

Les constructeurs ont dû produire des efforts particuliers pour faire en sorte que l’appareillage permettant ces 3 tensions soit limité et s’intègre dans des limites de poids et de volume.

Il a été fait usage des composants les plus modernes, nouveaux systèmes de refroidissement et miniaturisation des conducteurs électroniques.

Sans nul doute, cette réalisation constitue l’une des techniques de pointe les plus avancées dans la traction ferroviaire.


Source : Le Rail, mars 1990