Le TGV, fleurons de la technologie française, et le train à grande vitesse célèbre pour ses record de vitesse, le dernier datant du 24 avril 2007 avec une vitesse de pointe de 574,8km/h. En vitesse de croisière, le TGV circule à 300km/h, mais sur les nouvelles “ligne grande vitesse”,  il est prévue de faire circuler les trains à 320km/h.

Quel puissance faut t-il pour lancer un TGV à pleine vitesse , et quel sont les limites qui empêcherai de faire circuler les TGV à plus de 300 km/h ?

 Nous étudierons dans cette article l’aspect motorisation du TGV ainsi que les limites de celui-ci. Nous verrons également les différent types de TGV.

Moteur du TGV

Après l’abandon de conception du TGV à gaz à la suite du choc pétrolier, la SNCF se tourne vers l’électricité. Ainsi naît le TGV Paris Sud Est (noté PSE) en 1981 doté de moteur à courant continu, puis dans les années 90, des moteurs à courant alternatif. Il y a un moteur par essieux, 4 par motrice, soit 8 pour une rame simple, et 16 pour une double rame. L’électricité et capté par le pantographe dans la caténaire. Un pantographe pèse 750 kg

Schéma fonctionnement d’un pantographe (http://gparam.free.fr)

Fonctionnement du moteur et type de courant qui alimente les moteurs

 Le TGV PSE est une rame bi-courant capable de fonctionner aussi bien sur les lignes classiques utilisant un courant continu de 1500 Volts (noté C.C.). Sur le nouveau réseau construit spécialement pour lui utilisant un courant alternatif de 25000V de fréquence 50Hz ce qui lui permet d’être plus puissant. Le TGV PSE fournit alors une puissance de 6450KW sur son réseau spécial.

TGV PSE : rame bi-courant

1500 VDC sur lignes classiques, 25 kV AC 50 Hz sur LGV (plus puissant)

TGV sur 1500V DC : alimentation du moteur avec hacheur (modulation PWM).

Schéma d’un moteur TGV Triphasé. Les bobines à la périphérie sont alimentés en courant alternatif, légèrement décalé. Ce décalage permet de faire tourner la bobine centrale, car comme des aimants, les polarités des bobines se repousse. (http://tpe-tlm-sfa-bam.e-monsite.com)

Capacité du TGV a circulé sur d’autre réseau ferré, ….

Sur le nouveau réseau construit spécialement pour lui utilisant un courant alternatif de 25000V de fréquence 50Hz ce qui lui permet d’être plus puissant.

Les moteurs synchrones fonctionnent en courant continu, on les utilise car ils sont capables de maintenir un régime constant précis de part leur fréquence de rotation. Dans le cas du TGV, il est alimenté sur les lignes grande vitesse en courant 25000V; 50Hz.

Besoins énergitiques du TGV

L’électricité dans la caténaire, capté par le pantographe arrive dans la motrice vers des transformateur qui font passé la tension de 25 000V à 1800V pour la rendre utilisable par les moteurs. Cette énergie entraine également un alternateur afin de produire de l’électricité pour subvenir au besoins du Train, comme le 230V, alimenter les lumières, etc…

Etude des différents moteurs des différents TGV existant ( Thalys, Eurostar, Duplex, POS, PSE, Atlantique….

Les TGV,  Thalys, Eurostar, POS, peuvent capter plusieurs types de courants électrique, étant donné qu’ils circulent dans toutes l’Europe et que le courant est différant d’un pays à un autre.

Cependant, une motrice d’Eurostar, de Thalys ou de POS, couteux deux fois plus cher qu’une motrice standard de TGV Atlantique, Duplex ou PSE.

Limite du TGV

Les TGV ne peuvent dépasser actuellement 300km/h en raison de plusieurs phénomène physique:

• Le mur de la caténaire: Il s’agit d’une onde mécanique qui se propage le long de la caténaire, bien avant le train. Si le TGV va plus vite que l’onde, il la rattrape, et se retrouverai dans le creux de l’onde, et ses système de sécurité ferai dijoncter les moteurs, et le train s’immobiliserait.
• Puissance moteur: Pour dépasser les 300km/h, il faudrait remplacer les moteurs actuel par des moteurs plus puissant et probablement qui consomme plus d’énergie.
• L’aérodynamisme: Pour plus de vitesse sans frottement, il faudrait revoir les formes aérodynamique du TGV, repartir de zéro sur la conception de la forme.