APT, turbotrain d’outre-manche

Le prototype de l’Advanced Passenger Train, ou APT, est sorti du Centre de recherche des British Railways, à Derby, en avril 1972. Ce turbotrain, dont la silhouette racée fait penser à un python, est conçu pour rouler à 250 km/h sur des voies existantes. En effet, les BR n’ont pas encore envisagé la construction de lignes nouvelles à grande vitesse, excepté celle du tunnel sous la Manche. L’APT-E (E pour expérimental) est une rame articulée en alliage léger, composée de quatre éléments, soit deux motrices encadrant deux remorques laboratoires, reposant sur cinq bogies dont les deux extrêmes sont moteurs. Mais les rames futures pourraient comporter sept ou même dix éléments. L’APT-E permet d’essayer en ligne, outre la traction à turbines, diverses nouveautés : la conception des bogies porteurs, le système d’articulation entre les caisses, le système de compensation de dévers et le freinage « hydrocinétique ».

 les motrices

Les caisses des motrices sont autoportantes et réalisées en tôles d’alliage d’aluminium soudées. Elles comportent une ossature tubulaire en acier. Pour des raisons d’aérodynamique et de gabarit, le poste de conduite a été disposé dans l’axe du véhicule, dans une cabine pressurisée et insonorisée, sorte de cockpit d’avion. Le nez caréné est moulé en fibre de verre. Pour l’instant, chaque motrice est équipée essentiellement de quatre turbo-alternateurs alimentant seulement deux moteurs de traction, d’un dispositif de contrôle des turbines, d’un équipement de freinage rhéostatique et d’un cinquième turbo-alternateur pour l’alimentation des auxiliaires en triphasé 415 V 50 Hz. Sous le plancher, on notera la présence des réservoirs d’air comprimé, des entrées d’air et du ventilateur du frein rhéostatique, du réservoir à combustible, du radiateur et du réservoir à fluide du frein hydrocinétique.

Dans la cabine, le pupitre de commande comporte deux panneaux latéraux où sont groupés les boutons poussoirs lumineux de contrôle des auxiliaires, et un panneau central portant les indicateurs de vitesse, d’accélération et de décélération et l’ampèremètre de traction. Deux manettes de contrôle de puissance et de freinage affichent un programme établi par calculateur électronique en fonction de la puissance exigée, de la vitesse du train et du freinage désiré. La vitesse du train est enregistrée par un système de radar Doppler dont les indications ne sont nullement affectées par le patinage ou l’usure des bandages des roues.

Le combustible d’alimentation des turbines est le gasoil normalement utilisé, en traction diesel. Le système de ventilation de la salle des machines limite la température ambiante à 20° C maximum.

Chaque motrice comporte un seul bogie moteur, en tête, doté de deux moteurs de traction. Les alternateurs triphasés alimentent ces moteurs en courant continu. Le frein rhéostatique, qui utilise la puissance des moteurs, est employé aux vitesses comprises entre 250 et 70 km/h.

 les remorques

Les caisses des remorques, du type semi-monocoque, sont réalisées selon la technique aéronautique, en tôles d’alliage d’aluminium rivetées. Seuls les éléments d’extrémité des châssis sont en acier. L’intérieur de chaque remorque se présente sous la forme d’une salle de 17,200 m de long, 2,580 m de large et 2,030 m de haut, de construction modulaire, pourvue de huit baies à double vitre de chaque côté. Ces remorques, équipées du conditionnement d’air, renferment le matériel de contrôle réparti en plusieurs postes : turbines, transmission, suspension, structures, adhérence, dynamique de circulation, acoustique.

La liaison entre les quatre éléments de la rame est assurée au moyen de caissons d’intercirculation disposés dans l’axe vertical des bogies porteurs. Ces caissons servent aussi de plates-formes d’accès et sont pourvus à cet effet de doubles portes pivotantes de chaque côté. Les bogies porteurs sont dotés d’une suspension secondaire entièrement nouvelle.

 autres particularités

Pour négocier les courbes à grande vitesse, l’APT-E est équipé d’un système de compensation de dévers [1] qui permet au véhicule de s’incliner jusqu’à neuf degrés dans les deux sens. Cela permet à l’APT-E de s’inscrire dans les courbes à des vitesses doubles de celles qui sont admises pour les trains conventionnels.

Lancé à 250 km/h. l’APT-E doit pouvoir s’arrêter sur la distance de 1940 mètres qui sépare deux signaux. Cela représente une décélération de 1,50 m/sec², impliquant une puissance de freinage de 1920 ch par essieu porteur. Neutraliser une telle puissance au moyen de freins ordinaires à sabots provoquerait un échauffement excessif et la détérioration des bandages. Pour éviter cela, de nouveaux freins hydrocinétiques sont installés à l’intérieur des essieux porteurs, de 500 mm de diamètre, et agissent par utilisation d’un mélange d’eau et de glycol. Ce fluide est ensuite refroidi dans un radiateur logé sous le plancher des motrices. Le freinage à faible vitesse est assuré par un frein hydraulique à friction.

 où en sont les essais ?

Les premiers essais à faible vitesse se sont déroulés à partir du 25 juillet 1972 sur une section de huit km de la ligne Derby - Sheffield. Une voie d’essai spéciale de 22 km a été réalisée près de Nottingham sur une ligne désaffectée. Les essais à grande vitesse qui devaient débuter en août 1972 n’ont pu commencer que le 11 octobre 1973. Ils se poursuivent avec succès, mais la rame ne comporte plus momentanément qu’une seule remorque intermédiaire, la seconde subissant des essais de résonance au Centre de Derby. La mise en service de deux rames de présérie, une à turbine à gaz, l’autre « tout électrique », était prévue en 1975 et la livraison des premières rames de série en 1977. A cause du retard pris par rapport au programme initial, les BR envisagent actuellement la mise en service d’un prototype électrique en 1975 et peut-être d’un engin de présérie à turbine en 1978. Les premières rames électriques de série apparaîtraient en 1979.

 caractéristiques générales

• Ecartement : 1,435 m ;
• constructeurs principaux : ateliers BR de Derby (motrices, bogies, montage général), English Electric Aircraft Division (remorques), Leyland (turbines, réducteurs), Houchin (alternateurs), General Electric (moteurs de traction) ;
• puissance thermique installée : 2400 ch (8 X 300 ch) ;
• capacité des soutes à combustible : 2720 l de gasoil (2 X 1360 l) ;
• vitesse max. prévue : 250 km/h ;
• poids en service : 145 t (une motrice pèse 491) ;
• charge par essieu : 14,5 t ;
• empattement bogies moteurs : 3,170 m ;
• diamètre roues : 0,914 m ;
• empattement bogies porteurs : 2,400 m ;
• diamètre roues : 0,750 m ;
• longueur d’une motrice : 23 m ;
• longueur d’une remorque (entre axes bogies) 20,810 m ;
• longueur totale : 87,620 m ;
• largeur caisse : 2,685 m ;
• hauteur 3,640 m à l’orifice des échappements.