Histoire de la grande vitesse ferroviaire en France

L'histoire de la grande vitesse ferroviaire en France, popularisée sous son sigle TGV, commence officiellement en 1976 avec la concession par l'État à la SNCF d'une ligne nouvelle entre Paris et Lyon. Le concept de TGV lui-même a pris naissance dans les années 1965-1966 avec la création au sein de la SNCF d'un « Service de la recherche », devenu plus tard « Direction de la recherche et de la technologie ».

Les éléments précurseurs de cette idée sont multiples : les possibilités techniques d'amélioration de la vitesse sur le réseau classique (sous-tendues par les records de 1955 qui permirent d'atteindre 331 km/h avec des rames tractées par des locomotives électriques classiques), le projet allemand, présenté en 1963, d'évolution du réseau de la DB pour permettre la circulation de trains de voyageurs circulant à 200 ou 250 km/h, la mise en service en octobre 1964 au Japon du premier Shinkansen, circulant à 210 km/h sur une infrastructure dédiée du T?kaid?, enfin, depuis 1964, le projet d'aérotrain de l'ingénieur Bertin qui envisageait alors une liaison Paris-Lyon à 400 km/h, projet qui n'a pas retenu l'attention des ingénieurs de la SNCF attachés au système roue-rail mais qui a éveillé leur intérêt.

En 1967, la SNCF mettait en service Le Capitole, train rapide Paris-Toulouse circulant à 200 km/h sur une partie de son parcours.

L'idée des très grandes vitesses et le développement d'un programme de turbotrains se sont rejoints à la fin des années 1960, et ont certainement été stimulés par le lancement au Japon du programme Shinkansen en 1964.

Ces idées ont pris corps dans un programme de recherches associant la SNCF et l'industrie ferroviaire destiné à explorer les possibilités d'un turbotrain à grande vitesse. Ce projet, lancé en 1967 sous le nom de code C 03, s'intitulait « Les possibilités ferroviaires sur infrastructure nouvelle ».

Le turbotrain expérimental X 4300 TGS, prédécesseur de l'ETG, avait été testé à des vitesses allant jusqu'à 252 km/h en octobre 1971, donnant des résultats prometteurs. Comme la SNCF visait pour de futures lignes à grande vitesse une gamme de vitesse allant de 250 à 300 km/h, elle demanda à Alsthom-Atlantique de construire un turbotrain prototype conçu à cet effet. Ainsi naquit le turbotrain TGV 001, TGV étant l'abréviation de « très grande vitesse ».

Le turbotrain TGV 001 est un train expérimental conçu pour mener un vaste programme de recherches dans le domaine des grandes vitesses en explorant tous ses aspects techniques.

C'était une rame articulée composée de deux motrices encadrant trois remorques, l'ensemble des éléments de la rame étant en permanence accouplés entre eux. Il était motorisé par quatre turbines à gaz issues de l'aéronautique, entraînant un alternateur, lequel alimentait en courant les moteurs de traction. Tous les bogies étaient motorisés.

Le TGV 001 réalisa 5227 marches d'essai, atteignant le 8 décembre 1973 la vitesse de 318 km/h, qui est restée le record du monde de vitesse ferroviaire en traction thermique. Cette campagne d'essais fut une part inestimable du projet C03.

Avec la crise pétrolière de 1973, la traction thermique des futurs trains à grande vitesse ne parut plus économiquement viable. Le choix de la traction électrique imposa une reprise importante de la conception et des programmes d'essais. En avril 1974, l'automotrice électrique expérimentale Z 7001, surnommée « Zébulon », commença ses essais. Zébulon fut reconstruite à partir de l'automotrice Z 7115 qui avait été radiée. Ce véhicule était équipé d'un nouveau bogie moteur Y 226 (précurseur de l'Y 230 des TGV de série) qui fut mis au point et testé, avec ses moteurs de traction suspendus et sa transmission à cardans tripode. Le montage suspendu des moteurs de traction fut une innovation importante ; il autorisait une réduction considérable (3300 kg) de la masse du bogie moteur, lui donnant une vitesse critique très élevée et une stabilité exceptionnelle. Zébulon servit également à la mise au point d'un pantographe à double étage pour la grande vitesse, qui sera plus tard le pantographe AM-PSE des TGV Sud-Est, ainsi que d'un nouveau type de freins à courants de Foucault. Le frein à courants de Foucault exerce un effort de rétention magnétique, sans aucun contact avec le rail. La promesse d'une très grande efficacité et d'une faible fatigue fut toutefois contrebalancée par des problèmes de surchauffe du rail, et le projet fut abandonné. La suspension de Zébulon, de conception non-pneumatique, donna entière satisfaction et fut adoptée pour le nouveau train à grande vitesse à la place de la suspension pneumatique du TGV 001.

Sur une période de vingt mois, Zébulon parcourut près d'un million de kilomètres, dont 25 000 à des vitesses supérieures à 300 km/h. La vitesse maximum atteinte par Zébulon fut de 309 km/h. Les recherches du projet C03 étaient réalisées. La construction d'une ligne à grande vitesse électrifiée entre Paris et Lyon commença aussitôt après.

Le dessin intérieur et extérieur du premier TGV est du à Jacques Cooper (son grand-père était anglais), designer industriel, né en France le 23 janvier 1931. Au milieu des années 1950, il travailla pendant plusieurs années avec le designer américain d'origine française Raymond Loewy. A la fin des années 1960, alors qu'il commençait à travailler pour Brissonneau-et-Lotz, on demande à Jacques Cooper de dessiner « un train qui ne ressemblait pas à un train ».

C'est lui qui conçut les lignes intérieure et extérieure du turbotrain TGV 001, et crée très rapidement le « style TGV ». Dès 1975 (?), Cooper avait dessiné des trains qui ressemblaient étonnamment au TGV Duplex qui naîtra vingt ans plus tard. Mais si son projet fut immédiatement accepté pour la ligne extérieure, il fut invité à de nombreuses reprises à reprendre les aménagements intérieurs, depuis les sièges jusqu'aux poignées de porte.

Les nombreuses exigences de conception étaient parfois contradictoires, et Cooper devait trouver la solution optimale. Les espaces intérieurs devaient être accueillants et confortables, reposants, calmes, faciles à nettoyer et à fixer, et doucement intégrés pour créer une atmosphère unique. Le confort devait être rendu accessible à tous les voyageurs, tout en gardant un certain style. L'objectif d'ensemble était de concevoir un espace intérieur qui soit à la fois délassant et agréable.

La conception du premier TGV fut achevée vers la fin des années 1970. La première commande de rames fut lancée le 4 novembre 1976. Au cours des vingt années suivantes, plus de 600 exemplaires du nez de TGV de Cooper, mondialement célèbre, allaient être produits.

Le 28 juillet 1978, les deux rames de pré-séries sortirent de l'usine Alsthom de Belfort. Numérotées TGV 01 et 02, elles reçurent les surnoms de « Patrick » et « Sophie » (Patrick pour Paris, SophiE pour SE). Au cours de la période d'essais, plus de 15 000 modifications furent apportées à ces deux rames, ce qui fut loin d'être facile. Un des problèmes les plus difficiles à résoudre fut celui des vibrations : les nouveaux trains n'étaient pas du tout confortables en vitesse de croisière. La solution fut lente à venir, et retarda le programme. Finalement on trouva que l'insertion de blocs de caoutchouc sous les ressorts de suspension primaire éliminait le problème. D'autres difficultés concernant la stabilité des bogies à grande vitesse furent surmontées en 1980, année où le premier tronçon de la ligne nouvelle Paris-Lyon était censé être mis en service. La première rame de série, n° 03, fut livrée le 25 avril 1980.

La livraison de la commande de 87 TGV était en cours lorsque la rame n° 16 fut utilisée pour battre un record de vitesse, dans le cadre de l'« opération TGV 100 » (en référence à l'objectif de vitesse de 100 mètres par seconde, soit 360 km/h). L'objectif fut dépassé le 26 février 1981, la rame n° 16 atteignant la vitesse de 380 km/h dans des conditions de sécurité parfaites.

Le 27 septembre 1981, ce fut la mise en service commerciale des TGV sur la ligne Paris-Lyon, cinq jours après l'inauguration officielle par le président de la république François Mitterrand. Cette date marqua un tournant dans les services ferroviaires de voyageurs en France.

• 1er août 1966 : création du « Service de la recherche » à la SNCF
• 5 décembre 1966 : lancement du projet C03
• 25 avril 1967 : début des essais du TGS
• 11 juillet 1969 : commandes des deux rames expérimentales TGV 001 et 002 ; seule la première sera construite
• 12 février 1976 : commande à Alsthom (aujourd'hui Alstom) de 87 rames TGV
• 4 décembre 1978 : décret approuvant la convention État-SNCF pour la construction et l'exploitation de la ligne nouvelle entre Paris et Lyon
• 26 février 1981 : la rame TGV n° 16 établit le record du monde de vitesse ferroviaire à 380 km/h
• 27 septembre 1981 : mise en service du premier tronçon de ligne nouvelle entre Saint-Florentin et Sathonay et première exploitation commerciale du TGV sur la relation Paris-Lyon.
• 25 septembre 1983 : mise en service du deuxième tronçon de la ligne nouvelle entre Combs-la-Ville et Saint-Florentin
• 24 septembre 1989 : mise en service de la première branche (ouest) de la LGV Atlantique
• 18 mai 1990 : la rame TGV Atlantique n° 325 établit le nouveau record du monde de vitesse ferroviaire à 515,3 km/h
• 30 septembre 1999 : mise en service de la seconde branche (sud-ouest) de la LGV Atlantique
• 23 mai 1993 : mise en service partielle (entre Paris et Arras) de la LGV Nord
• 26 septembre 1993 : mise en service complète de la LGV Nord
• 6 mai 1994 : début du service commercial d'Eurostar
• 10 juin 2001 : mise en service de la LGV Méditerranée entre Valence, Marseille et Manduel à l'est de Nîmes
• 4 avril 2007 : La rame V150 pulvérise l'ancien record de vitesse sur rails, en atteignant 574.8 km/h

Le projet TGV doit aussi son succès à une ligne qui lui est dédiée.

A la mise en service du Capitole Paris-Toulouse, la ligne Paris Lyon est saturée. Il est envisagé de la quadrupler pour assurer l'ensemble des trafics: grande ligne, fret, service régional. L'idée nait alors de créer une ligne destinée exclusivement à la grande vitesse (LGV). Elle sera construite au plus court, évitant le détour par Dijon de l'ancienne ligne dite "impériale".

Le projet de LGV, ligne à grande vitesse, sera la colonne vertébrale du système TGV. Les essais de matériels différents démontrent que le projet initial de matériel roulant n'était pas finalisé. Celui de la LGV l'était.

Cette priorité donnée à la voie rapide, montre actuellement sa pertinence : la trame s'étend petit à petit et grignote des parts de marché au transport aérien. Car la concurrence train-avion est nettement à l'avantage du train en dessous de 3 heures de trajet, puisque les gares sont au centre des villes et que les temps d'embarquement sont réduits au minimum.

Des lignes modernisées recevant du matériel rapide pendulaire ont été présentées, un temps, comme un système alternatif moins cher (l'investissement pour construire des LGV étant très élevé). Ce système, très cohérent dans les pays très urbanisés et aux distances faibles entre grandes villes (Pays-Bas, Allemagne, Suisse...), n'est pas aussi adapté en France : seules des lignes LGV permettent des vitesses proches de 300 km/h et des temps de trajet de l'ordre de 3 heures entre Paris (ou Lille) et Marseille, Bordeaux. Et dans un premier temps les lignes ne sont pas obligatoirement entièrement à grande vitesse, par exemple entre Paris et Bordeaux (ou Rennes).

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