TGV

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TGV
Image illustrative de l'article TGV

Image illustrative de l'article TGV
TGV Duplex sur la LGV Interconnexion Est.

Situation France
Type Train à Grande Vitesse
Entrée en service (35 ans)
Longueur du réseau 2 037 km de LGV
Gares Environ 200
Rames 535 rames (France) (Août 2013)
Trains TGV Atlantique, TGV Duplex, TGV 2N2, TGV PBA, TGV PBKA, TGV Réseau, TGV POS, TGV Sud-Est, TGV TMST
Fréquentation 100 millions par an
Écartement des rails 1 435 mm
Propriétaire SNCF
Exploitant SNCF Voyages
Site internet www.sncf.com/fr/trains/tgv
Vitesse maximale 320 km/h
Réseaux connexes Intercités (SNCF)
TER (SNCF)
Transilien (SNCF)
RER (RATP/SNCF)

Image illustrative de l'article TGV
Lignes à grande vitesse en France (en 2015).

En France, un TGV, sigle de train à grande vitesse, est un train alimenté électriquement et propulsé par des moteurs électriques (à l’exception du prototype TGV 001, dont la puissance était fournie par un groupe électrogène à turbines à gaz) et atteignant régulièrement la vitesse de 320 km/h sur des lignes à grande vitesse (LGV). Il a atteint 574,8 km/h lors d’un record du monde de vitesse sur rail en 2007.

Depuis sa mise en service en 1981, un réseau de lignes nouvelles à grande vitesse a été construit, qui atteint 2 037 km en décembre 2011, le quatrième au monde après ceux de la Chine, du Japon et de l’ Espagne [1].

Les trains ont été conçus et, au départ, construits par des entreprises françaises. Ils ont été initialement conçus par la SNCF et Alstom (anciennement Alsthom) et largement construits par la société Alstom en France, permettant des améliorations de la vie de service, et la modernisation des intérieurs (construits par Bombardier Transport). Les TGV sont notamment fabriqués à Belfort (Alstom) pour les motrices et à Aytré (Alstom) pour les remorques intermédiaires, d'autres composants venant d'autres sites comme Tarbes (Alstom) pour la traction, Le Creusot (Alstom) pour les bogies, etc. D'autres composants essentiels, comme les essieux, étaient initialement fournis par d'autres entreprises françaises.

Un TGV est composé de deux locomotives, ou motrices, indépendantes encadrant une rame articulée de huit ou dix voitures, sauf le TGV TMST d’ Eurostar qui présente des particularités liées aux règles de sécurité pour le franchissement du tunnel sous la Manche.

Depuis le retrait début 2015 des sept demi-rames du TGV postal utilisées 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 ou Alleo), en Espagne ( Alta Velocidad Española AVE) ou en Corée du Sud ( Korea Train Express).

Le TGV Réseau 540 stationne en gare de Rennes
TGV Réseau 540 en gare de Rennes.
Un TGV POS 4417
TGV POS 4417
La rame TGV Duplex 740
TGV Duplex 740 à Figueras (Espagne)

Histoire

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 a commencé en 1959 la construction du premier train à grande vitesse au monde, le Shinkansen, qui fut mis en service en 1964 avec l'inauguration de la première ligne à grande vitesse reliant Tokyo à Osaka.

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 puis les ETG en service commercial dès mars 1971.

Le , un service de recherche naît à la SNCF, avec le lancement de l’étude « possibilités ferroviaires à très grande vitesse sur infrastructures nouvelles », le projet « C03 ». 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 C03 est adopté en comité interministériel le 25 mars 1971 [2]. 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 [pourquoi ?], comme bien d’autres [Qui ?]. 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 Georges Pompidou, déjà malade, abrège les débats au bout de trois heures et le projet TGV est lancé [3].

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 première 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 de la plaine 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, pulvérisant ainsi 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 [4], près de Belfort [5], et l’autre à Bischheim, près de Strasbourg le long de l’autoroute A4 [6], où se situe également un centre industriel de rénovation et d’entretien des rames et des motrices.

La naissance du TGV actuel

Livrée originelle du TGV Sud-Est en 1987
TGV Sud-Est dans sa livrée orange originelle.

À la suite de la crise pétrolière de 1973, le choix fut fait de passer 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 [7] (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 décide du lancement de ce projet plutôt que de celui de l’ aérotrain ( moteur thermique), et le premier ministre Pierre Messmer décide le 5 mars d’engager la construction d’une première ligne entre Paris et Lyon, la LGV Sud-Est (LN1) [2].

Le projet est 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 entraîne 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).

Une campagne d’essais est 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. La France entre ainsi dans l'Histoire ferroviaire à grande vitesse 17 ans après le Japon avec son Shinkansen en service depuis 1964. Entre septembre 1981 et septembre 1983, seule la partie Sud de la LGV Sud-Est (entre Saint-Florentin 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 [8]) permit au rail d’acquérir de nouvelles parts de marché au détriment de l’ automobile et surtout de l’ avion.

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 [réf. nécessaire].

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.

Le , la SNCF dévoile à la gare de Lyon la nouvelle livrée du TGV. Il arbore désormais les couleurs violettes et grises, rappelant les uniformes du personnel dessinés par Christian Lacroix. Tous les TGV seront restaurés dans cette nouvelle livrée parallèlement à l’acquisition de nouvelles rames.

La conquête de la vitesse

Le 26 février 1981, la rame TGV no 16 obtient un premier record de vitesse sur la LGV Sud-Est à 380 km/h [9]. 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 [10]. Le deuxième but était de démontrer l’élargissement possible du transport ferroviaire par rapport à l’aérien, tout en conservant confort, sécurité et rapidité, ainsi que sa faible consommation d'énergie [10].

Après qu’une rame d’essais allemande Intercity-Express (ICE-V) de la Deutsche Bahn (DB) eût roulé à 406,9 km/h sur la LGV Hanovre – Wurtzbourg le 1er mai 1988 [11], la SNCF battit 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 [12].

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 [13] (soit 159,4 m/s). Cette vitesse correspond à Mach 0,47 (pour une température de 15 °C [14]). 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 min (306,3 km/h de moyenne), lors de l’inauguration de la LGV Méditerranée, avec la rame Réseau no 531 ( Opération sardine [15]).

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) [16].

Sigle et identité visuelle (logo)

Le sigle TGV signifie à l’origine « Turbotrain à Grande Vitesse » dans la dénomination du premier turbotrain expérimental TGV 001 [17]. Il s’agit de marquer une nouvelle étape, en dépassant les 200 km/h pratiqués occasionnellement sur le réseau classique français depuis 1967. L’usage courant de ce sigle pour désigner cette rame a fait évoluer sa signification pour « Train à Grande Vitesse ».

« TGV » est une marque déposée de la SNCF. Le troisième logo de la marque TGV, a un aspect métallisé, qui éprouve la fluidité, la vitesse et la puissance du train à grande vitesse. Par détournement, le logo inversé peut ironiquement évoquer un escargot, la vitesse du TGV étant ainsi mise en opposition à ce symbole de lenteur [18].

À partir de juillet 2012 la SNCF choisit de ne plus utiliser de logo pour la marque TGV, comme pour les trains de type Transilien, Intercités et TGV Lyria, pour identifier ses services roulants. Le troisième logo, métallisé, est encore utilisé sur les trains TGV Sud-Est, TGV Réseau et TGV Duplex, en livrée carmillon.

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