Records du monde de vitesse sur rail en France

La SNCF a battu en France trois records du monde de vitesse sur rail lors de quatre opérations appelées TGV 100 (1981), TGV 117, TGV 140 (1989-1990), et V 150 (2007) qui se sont déroulées sur plusieurs lignes, la LGV Sud-Est, la LGV Atlantique et la LGV Est européenne. 

Trois records de vitesse ont été établis : 
  :  lors de l'opération TGV 100 ;
  :  lors de l'opération TGV 140 ;
  :  lors de l'opération V 150.

Un record de vitesse moyenne sur une longue distance a été battu par la SNCF lors de l'opération Sardine, le , durant laquelle un TGV a parcouru  entre Calais et Marseille en , à la vitesse moyenne de .

Programme de 1981 (TGV 100) 

Le , la rame TGV Sud-Est  de la SNCF a atteint  sur la ligne à grande vitesse Paris-Sud-Est au nord de Pasilly, dans l'Yonne. La tension était augmentée à  (au lieu de ) les roues étaient d'un plus grand diamètre et le rapport d'engrenage entre les moteurs et les roues était augmenté. La tension mécanique de la caténaire était aussi augmentée pour élever sa vitesse critique (vitesse de propagation des ondulations provoquées par la pression du pantographe sur le fil de contact). Cette rame a fait l'objet d'une rénovation de type 1 le . 

Le 100 du nom de l'opération TGV 100 faisait référence à l'objectif de vitesse de . En effet, l'essai était prévu pour atteindre . Jean Dupuy, alors directeur général adjoint de la SNCF, donne l'ordre au pilote du train d'augmenter la vitesse, et finalement lui donne l'ordre de freiner à . La raison de cette limite était, comme Dupuy l'a expliqué par la suite, d'éviter un enroulement de la caténaire. L'objectif de l'essai était en effet de démontrer aux journalistes présents dans la rame que l'on avait dépassé de  la vitesse de mise en service commerciale de la voie Paris-Lyon sans prendre de risque inconsidéré et sans abîmer les installations fixes de la voie.

Programmes de 1989 et 1990 (TGV 117 et TGV 140) 

Le record du monde de vitesse du TGV () est l'aboutissement d'un programme d'essais menés par la SNCF en 1989 et 1990 (avant l'ouverture au service commercial de la branche sud de la LGV Atlantique), essais visant à explorer les possibilités extrêmes du système TGV. 
L'objectif de ces essais était d'atteindre la vitesse maximum possible avec une rame TGV dans des conditions permanentes de sécurité.

Les opérations TGV 117 et TGV 140, en référence aux objectifs de vitesse exprimés en mètres par seconde furent menées par la SNCF de  à . Le point d’orgue de ces essais fut l’établissement le  du nouveau record mondial de vitesse ferroviaire à  par la rame .

Le parcours d'essais 
Les essais se sont déroulés sur un tronçon de la LGV Atlantique quelques mois avant la mise en service commercial de la ligne. La réalisation des essais ne nécessita pas de modifications significatives de la voie ou de la caténaire. Certaines sections de la ligne avaient été planifiées dès 1982 (peu de temps après le record de février 1981 sur la LGV Sud-Est) pour permettre des marches à très hautes vitesses.

La section d’essais commençait sur le tronc commun, au kilomètre 114, à l’embranchement de Dangeau. Elle s’étendait au-delà de la bifurcation de Courtalain sur la branche sud-ouest en direction de Tours. Du kilomètre 135 au kilomètre 170, la ligne fut tracée avec des courbes de plus en plus larges, atteignant un rayon minimum de  après le kilomètre 150. Ces courbes furent construites avec un dévers supérieur à ce qui était strictement nécessaire pour une vitesse commerciale de . Au kilomètre 160, la ligne traverse la gare de Vendôme TGV. Au kilomètre 166, il y a une longue descente, avec une pente de 2,5 %, vers la vallée du Loir, affluent de la Loire que la ligne franchit par un pont de . C’est le point où il était prévu d’atteindre les vitesses les plus élevées et la plus grande partie de l’activité se concentra dans cette zone.

La branche sud-ouest (Tours) de la ligne fut contrôlée à l'aide d'un équipement spécial informatisé de maintenance de la voie, de la direction de l'Infrastructure de la SNCF. Comme sur toutes les LGV, les rails sont alignés avec une tolérance de , et le ballast fut soufflé pour le purger des graviers trop fins. Les marches d'essai eurent peu d'effets sur la voie. Il y eut jusqu'à quatre marches par jour. Après les essais la voie n’a nécessité que de légères reprises. Il s'agit d'une différence notable avec les conditions du record de vitesse de 1955, au cours duquel la voie fut fortement déformée durant la marche de la  à . Des jauges de contraintes furent placées en plusieurs endroits, en particulier sur les joints de dilatation aux extrémités du pont sur le Loir.

La caténaire était une caténaire LGV standard, sans aucune modification, mise à part la tension du fil car lorsqu'un pantographe se déplace sous une caténaire, il crée une perturbation en forme d’onde qui se propage le long du fil à une vitesse déterminée par la tension du fil et sa masse par unité de longueur. Si le pantographe se déplace à la même vitesse que la perturbation, il provoque un déplacement vertical important et dangereux du fil de contact avec un risque de décollement et d'interruption du contact. Cette vitesse est la vitesse « critique », qui constitue une limite à celle pouvant être atteinte par le train. Ce problème fut au cœur des essais, puisqu'on désirait atteindre des vitesses bien supérieures à la vitesse critique de la caténaire standard des LGV. Il y avait deux solutions : augmenter la tension du fil ou réduire sa masse par unité de longueur.

Il fut envisagé de remplacer le fil de contact en cuivre par un fil plus léger en alliage de cadmium, mais il a fallu renoncer pour des questions de délai et de coût. La vitesse critique de la caténaire de la ligne d’essais dut donc être relevée seulement par l’augmentation de la tension mécanique du fil de contact. Pour les marches d’essais, la tension habituelle de  fut portée à  et exceptionnellement à . 

Au kilomètre 166, les poteaux caténaires étaient équipés de capteurs pour mesurer le déplacement du fil de contact. Lors du record à , le , des déplacements verticaux de presque  furent enregistrés, à 1 ou  seulement des prévisions réalisées par simulations informatiques. La vitesse critique de la caténaire pour cette marche particulière fut de .

En raison des puissances appelées par la rame, pour certaines des marches les plus rapides, au-delà de , la tension électrique d'alimentation de la caténaire fut porté à , la tension nominale des lignes en exploitation étant de .

Les trains d’essais 

Au cours des premières étapes alors que l’opération TGV 117 était encore en phase de définition, différents critères ont été retenus dans la préparation d’un train d’essais. Ils concernaient l’aérodynamique, la traction et les systèmes électriques, les rails et le contact avec la caténaire

L’objectif principal du programme d’essais était d’explorer les limites du système TGV et de caractériser son comportement à de très hautes vitesses. Un principe avait guidé les techniciens : utiliser une rame TGV de série et la modifier le moins possible. La rame  du TGV Atlantique (la  de la série Atlantique) fut choisie de manière arbitraire pour être le point de départ des modifications. Il faut souligner que cette rame n’avait rien de spécial, et qu’elle retourna après les essais au service commercial auquel elle était destinée.
Actuellement, les seuls signes distinctifs de la rame 325 qui la démarquent des autres rames Atlantiques sont un ruban bleu peint sur le nez et des plaques de bronze rivées sur les flancs des deux motrices pour commémorer l’évènement.

Rame 325, première version 

Les modifications, lors de la préparation de la seconde campagne d’essais, commencèrent par un raccourcissement de la rame qui passa de sa composition normale à dix caisses à seulement quatre caisses, entraînant une augmentation importante de la puissance massique. La composition était la suivante : motrice TGV24049, remorque R1 TGVR241325, remorque R4 TGVR244325, remorque R6 TGVR246325, remorque R10 TGVR240325 et motrice TGV24050. La longueur de la rame était réduite à  au lieu de 237 et sa masse à  au lieu de 490.

L’aérodynamique du TGV Atlantique était déjà très bonne et fut très peu améliorée. On décida que la rame 325 aurait un « avant » et un « arrière » pour les marches à grande vitesse, de façon à simplifier les modifications. Normalement, une rame TGV est symétrique et réversible, mais les deux motrices de la rame 325, 24049 et 24050, furent définies, respectivement, comme motrice de tête et motrice de queue. Sur le toit de l’élément de tête, 24049, les pantographes furent déposés et le carénage du toit étendu sur l’ouverture, on fit de même pour le pantographe  DC de la motrice de queue 24050. Un seul pantographe devait être utilisé à grande vitesse : le modèle GPU (Grand Plongeur Unique) de Faiveley subsistant sur la motrice 24050. Comme dans un TGV normal, la motrice de tête devait être alimentée depuis la motrice de queue par la ligne de toit courant sur toute la longueur de la rame. D’autres améliorations, comme des membranes de caoutchouc obturant l’espace entre deux remorques, et un spoiler arrière sur la motrice 24050 furent envisagées, puis abandonnées.

Les moteurs de traction synchrones à courant alternatif (type SM47) des motrices 24049 et 24050 ne pouvaient pas tourner trop vite, à cause des limitations de la commutation de fréquence de l’alimentation électronique. Les techniciens ont choisi  tours par minute à  comme ratio optimum, à la suite des essais de la rame 325 à grande vitesse avec les équipements de traction de série. Le nouveau ratio de traction fut obtenu en changeant le rapport de transmission et en augmentant le diamètre des roues. Comme pour la campagne d’essais de 1981 sur la rame TGV PSE , les roues d’origine des motrices 24049 et 24050 de  furent remplacées par des roues de .

Pour prévenir des problèmes électriques, des composants semi-conducteurs (en particulier des thyristors) furent sélectionnés avec une attention spéciale à leur qualité. Le transformateur principal de chaque motrice fut remplacé par un modèle plus grand, capable de supporter , près de 45 % de plus que les transformateurs de série. Des essais poussés furent réalisés sur les systèmes électriques, pour déterminer leurs limites d'utilisation. Ces essais ont permis de s'assurer que des températures acceptables ne seraient jamais dépassées au cours des essais.

Ensuite, l’interface roue-rail fut étudiée. Les roulements des essieux ne furent pas modifiés, une rupture pour  en service commercial sur la LGV Sud-Est. Les amortisseurs anti-lacets furent resserrés et doublés de chaque côté, ce qui porta leur nombre à un total de quatre amortisseurs anti-lacets sur chaque bogie, redondance destinée à faire face à une éventuelle avarie à grande vitesse. À la suite des premiers essais et des simulations informatiques, les amortisseurs transverses furent resserrés sur les bogies moteurs.

La campagne d’essais de 1981 avait fourni des données précieuses et des modèles informatiques sur l’interaction entre le pantographe et le fil de contact de la caténaire, et donné un éclairage sur la dynamique très sensible de ce système. Une très grande excursion verticale du fil de contact (plus de ) a été observée au cours des essais de 1981, et fut attribuée au rattrapage par le pantographe de l’onde qu’il crée devant lui dans le fil de contact.
Pour cette raison, il fut non seulement nécessaire de régler la caténaire pour augmenter la vitesse de propagation de l’onde, mais aussi d’ajuster finement le pantographe lui-même.

Le modèle de pantographe équipant la rame 325 était le GPU de Faiveley. L’archet équipant ce pantographe pèse moins de  et est monté sur un amortisseur vertical avec un débattement de . La structure principale du pantographe est constituée de tubes cylindriques, ce qui (selon Faiveley) réduit la sensibilité du pantographe aux variations aléatoires des facteurs environnementaux. Les seules modifications apportées au pantographe GPU furent une augmentation de la rigidité des amortisseurs pneumatiques et une réduction de la portance aérodynamique de la structure.

La suspension des remorques fut relevée de  en surgonflant les boudins de la suspension secondaire et en insérant des cales, pour augmenter le débattement de la suspension et s’adapter aux plus grandes roues des motrices.

Les freins des remorques furent réglés pour permettre une dissipation d'énergie de  par disque au lieu des  habituels, avec un total de 20 disques.

Beaucoup des modifications énumérées ci-dessus, y compris sur les moteurs de traction synchrones, furent testées à des vitesses supérieures à  sur la rame TGV Sud-Est . Au cours d’un essai à grande vitesse, les techniciens ont cherché à provoquer une oscillation instable sur un bogie en réduisant fortement l’amortissement anti-lacet, sans y parvenir.

Enfin, la plupart des sièges de la remorque R1 furent enlevés et l’espace transformé en laboratoire pour produire et enregistrer les données d’essais sur la dynamique des véhicules, la dynamique et le contact avec la caténaire, les efforts de traction, l’aérodynamique, le confort intérieur et le bruit, ainsi qu’une série d’autres paramètres.

Le , la rame 325 est sortie des ateliers de Châtillon et acheminée sur le parcours d’essais pour sa première course d’essai. Les techniciens de Châtillon ont consacré  de travail sur les modifications, ce qui est impressionnant si on considère que leur première mission, et leur priorité, est la maintenance de routine du parc des TGV Atlantique assurant le service commercial. La première campagne d’essais menée avec la rame 325, jusqu’au  est résumée dans la chronologie des marches du record ci-dessous.

Rame 325, seconde version 

Le  à , la rame 325 est retournée aux ateliers de Châtillon pour un long moment. Elle avait alors établi un nouveau record du monde à  le . Les techniciens avaient jusqu’au  pour réaliser un nouveau programme de modifications destinées à permettre de recueillir de nouvelles données et réaliser un coup publicitaire autour des . Ce second tour de modifications devait tirer un avantage direct de l’expérience engrangée lors de la première phase.

Les essieux des motrices 24049 et 24050 furent déposés et envoyés aux ateliers de Bischheim en Alsace le  pour les adapter à des roues plus grandes de . L’essieu de tête de la motrice 24049 fut équipé de jauges de contrainte et renvoyé à Châtillon 8 jours après les autres essieux le . À l’origine, le second essieu devait aussi être équipé de la sorte, mais l’échéance du  n’en laissait pas le temps. Pour s'adapter aux roues plus grandes, des patins de frein spéciaux ont été usinés pour les sabots de freins des motrices 24049 et 24050. Avec  d’épaisseur, deux arrêts d’urgence seulement étaient garantis.

Le , les remorques furent soulevées et la remorque R6 enlevée de la rame. Cela portait la rame 325 à la composition minimum possible puisque la remorque bar R4 fait fonction de « clef de voûte » dans la conception articulée du TGV. La rame 325 pesait maintenant  et mesurait  de long. Du 7 au , les trois remorques restantes subirent d’autres modifications. La ligne de toit en  servant à alimenter la motrice de tête fut remplacée par un simple câble ; ce qui permit de déposer les isolateurs qui la soutenaient entre les caisses et qui perturbaient l’écoulement de l’air. Des membranes de caoutchouc furent installées pour couvrir l’espace entre les remorques et les bogies Y237B furent relevés de .

Dans l’intervalle entre motrices et remorques, de grands carénages furent installés. Ces « chasse-neige », montés sous les attelages, étaient conçus pour empêcher la formation d’une zone de basse pression entre les véhicules, qui avait provoqué une traînée significative lors des essais précédents. Sur les motrices, des boucliers en tôle métallique furent apposés sur les bogies, et le carénage frontal fut allongé vers le bas de  pour compenser la plus grande taille des roues. Enfin, un spoiler amovible fut installé sur le nez de la motrice de queue 24050.

Les améliorations de l’aérodynamique étaient censées entraîner une réduction de 10 % de la traînée. Au cours de la précédente phase d’essais, la force de la traînée atmosphérique avait atteint la valeur de  à la vitesse de . Sur la nouvelle version de la rame 325, cette valeur ne devait pas être atteinte, selon les prévisions, avant .

Le , après accouplement des deux rames, la rame 325 sortit des ateliers de Châtillon pour la seconde fois, avec deux jours d’avance sur le programme. Cette fois, il fallut  de travail en atelier pour effectuer les modifications. La seconde campagne d’essais, qui culmina avec l’établissement du record mondial de vitesse de  est résumée dans la chronologie du record ci-dessous.

Chronologie des essais

Première campagne : de novembre 1989 à février 1990 

 Premier jour d’essai. À , la rame 325 quitte les ateliers de Châtillon derrière la rame 308. La rame 325 ne pouvait pas rejoindre le secteur des essais par ses propres moyens parce que le système de traction sous  continu avait été déposé et que plusieurs sections de voies entre Paris et Massy sont électrifiées en . Arrivée à Massy à . Après contrôle des détecteurs de boîtes chaudes et du système électrique, la rame 325 est dissociée de la rame 308 à 8 h 21 et quitte Massy. À , la rame 325 dépasse la voie de garage de Dangeau, au kilomètre 114, et pénètre dans la zone d’essais. Les conditions météo sont communiquées par radio à l’équipe de conduite : température, -  ; température du rail, -  ; vent d'est,  ; visibilité, . Un cerf sur les voies retarde la première marche et une équipe est appelée pour l’endormir. La deuxième marche de la journée commence à  et la rame 325 atteint  au kilomètre 169, s’arrêtant à  au kilomètre 210, à la fin du secteur d’essai. Au cours du retour sur Dangeau à vitesse réduite, la rame 325 est lancée pour une troisième marche d’essai et atteint  au kilomètre 142.

  Les conditions météo causent des problèmes de captage, avec la présence de givre sur la caténaire. Au cours de la première marche de la journée, les moniteurs vidéo montrent d'intenses étincelles entre le pantographe et le fil de contact. Les essais sont interrompus et la caténaire mise à la terre tandis que les techniciens grimpent sur le toit de la motrice 24050 pour examiner le pantographe. Le pantographe est réglé pour assurer un contact plus ferme avec le fil et les marches suivantes ne rencontrent pas de problèmes. Au cours de la troisième et dernière marche de la journée, la rame 325 atteint la vitesse de  au kilomètre 164,3.

 Comme à l’habitude, la rame 308 ouvre le parcours d’essais et signale du givre sur certaines sections de la caténaire et faible adhérence du rail. Malgré un léger glissement, la rame 325 atteint  lors de sa première marche, au kilomètre 165. Deuxième marche, . La troisième marche n’atteint que  à cause d'un double déclenchement du coupe circuit principal. Le soir, la décision est prise d’augmenter la tension mécanique de la caténaire de  dans la section la plus rapide du parcours d’essais. (La tension normale est de ).

  La journée commence par un temps très froid avec une première marche à . La rame 325 retourne se garer à Dangeau et attend l’autorisation de s’élancer à nouveau. À , la rame 308 annonce par radio que la voie est prête, après un passage à . Le directeur des essais, Pierre Delfosse, exprime son espoir que la marche suivante sera bonne. La rame 325 quitte Dangeau à 11 h 36 et commence à accélérer : kilomètre 124,1 :  ; kilomètre 129 :  ; les aiguilles de la bifurcation de Courtalain sont franchies à  sans une secousse ; kilomètre 149,5 :  ; kilomètre 154,8 :  ; kilomètre 163,9 :  ; kilomètre 166 : . 600 mètres plus loin, à , le nouveau record mondial est établi à . Au kilomètre 169, on demande au conducteur, Michel Boiteau, de mettre la puissance à zéro. Les chiffres de la marche sont calculés. À partir d’un départ arrêté : 6 min 15 s et  pour , 8 min et  pour , 9 min et  pour . La fin de cette marche, la rame 325 a parcouru  à des vitesses supérieures à . Un enregistrement des marches du record est diffusé dans le monde entier.

Du  au   Les essais se poursuivent. La rame 325 appelle  sur le rail, à peu près la même puissance que deux rames de série du TGV Atlantique. Des essais de croisements à grande vitesse sont effectués avec les rames 308 et 325, réalisant une vitesse relative de . Tous les essais se déroulent sans anicroche et les paramètres de sécurité définis par précaution au début ne sont jamais outrepassés. Les données recueillies au cours des essais depuis le record du  indiquent que les limites du système TGV n’ont pas encore été atteintes. À la lumière de ces résultats, on décida de tenter une seconde phase d’essais, pour tester des vitesses de l’ordre de . L’équipe chargée des essais devait aller vite car la mise en service commerciale de la ligne était programmée pour le mois de .

  Pour la première fois, les marches d’essais à grande vitesse sont tentées sur la voie 2. Roulant sur la voie de droite (« à contresens ») la rame 325 franchit les aiguilles en gare de Vendôme à .

  Dernière marche de cette première série d’essais. À , la rame 325 retourne aux ateliers de Châtillon. Elle y restera un mois, pour y subir de nouvelles modifications en vue de la seconde série d’essais.

Seconde campagne : de mars à mai 1990 

  Première marche de la rame 325, version 2, à . Pour le retour au garage de Dangeau, l’équipe de conduite change de cabine pour une seconde marche. Quand la rame est remise sous tension, une panne électrique détruit le transformateur principal de la motrice arrière 24050. Cela met fin à la journée d’essais et la rame 325 est renvoyée de Châtillon accouplée à la rame 308. Le soir même, le transformateur endommagé est remplacé par un transformateur standard plus petit. Les techniciens passèrent toute leur nuit à réparer le système électrique de la motrice 24050. De nombreux circuits  et  avaient été gravement endommagés par le  lors de la panne.

  Après de nombreuses marches au ralenti sur les voies des ateliers pour régler finement le nouveau transformateur, la rame 325 repart une nouvelle fois pour les voies d’essais à . Elle n’y parvint pas, tombant en panne à nouveau à Saint-Léger, avant d’être remorquée vers Châtillon par la rame 308.

  À , les techniciens sont encore occupés à changer un moteur de traction et l’électronique basse tension. Il faut encore plus de temps pour remettre la rame 325 en forme. À 19 h 00, on annonce que la SNCF a décidé de repousser les essais jusqu’à ce que la motrice 24050 soit rééquipée du transformateur installé avant l’incident du 5 mars. Il est en effet douteux que la rame 325 puisse disposer d’assez de puissance avec le transformateur standard pour atteindre les .

  La rame 325 est de retour sur les voies d’essais pour sa seconde journée. Le record du 5 décembre est battu, avec une vitesse de plus de . le seuil des  semble proche.

  Un cerf sur la section d’essais retarde la première marche de la journée de plus d’une heure. Lors de la troisième marche, démarrée à Dangeau à 14 h 38, la  rame 325 écrit l’histoire en franchissant les  au kilomètre 164,8. À , la rame 325 atteint la vitesse record de , au kilomètre 165,9. Au cours de cette marche, plus de  sont parcourus à des vitesses supérieures à . La quatrième marche commence avec  l’habituel bulletin météo. Courtalain : température , température du rail  ; kilomètre 166 : température , température du fil de contact , vent, ouest, . la marche se déroule comme suit :
kilomètre 124,4,  ;
kilomètre 130,1,  ;
kilomètre 137,0,  ;
kilomètre 146,6,  ;
kilomètre 153,0,  ;
kilomètre 156,6,  ;
kilomètre 162,0, .

À , quelques secondes plus tard, les chiffres clignotent sur les écrans  . Cette marche est remarquable en ce sens que cette vitesse a été atteinte sans l’aide de la pente au kilomètre 166. Les aiguilles en gare de Vendôme furent passées à .

 Première marche impeccable à . Deuxième marche, pas si bonne. Troisième marche, problème. À la vitesse de , l’archet du pantographe commence à sauter sur le fil de contact. La rame 325 retourne à Dangeau à vitesse réduite et la caténaire est mise à la terre pour permettre aux techniciens d’inspecter le pantographe. On suppose qu’un fil d'accéléromètre a interféré avec l’archet ; le fil est remplacé. Quatrième marche, l’archet recommence à sauter sur le fil de contact. Lors du retour à Dangeau, l’amortisseur du pantographe est remplacé. Cinquième marche, même phénomène, à . Les essais sont arrêtés pour la journée.

  La SNCF annonce une interruption du programme d’essais à cause d’un « problème mineur » sur l’interface pantographe/fil de contact. Après un examen minutieux du pantographe, la rame 325 continue les essais malgré les mauvaises nouvelles et réalise des marches à  et .

  Un ajustement délicat de la rame 325, destiné à optimiser l’effort de traction à très grande vitesse, provoque un problème électrique. Les techniciens choisissent des réglages moins ambitieux pour éviter ce problème.

 La première marche atteint  au kilomètre 166,2. Jacques Fournier, président de la SNCF, présent à bord de la rame 325 ce jour-là, félicite l’équipe de conduite pour cette nouvelle marche au-dessus des . Deuxième marche : . Troisième marche :  au kilomètre 166,8. Ces deux dernières marches sont impeccables, sans aucun des problèmes électriques rencontrés précédemment.

  Jour de repos pour l’équipe. La rame 325 stationne dans sa base, les ateliers de Châtillon.

  C’est le dernier jour d’essai programmé. À l’aube, la rame 308 accoste à nouveau la 325 et l’attelage Scharfenberg est enclenché. La rame 325 est remorquée vers la zone d’essais, avec l’arrêt habituel à Massy pour embarquer l’équipe technique. La remorque laboratoire R1 a été convertie en studio, puisque ce jour-là les marches sont programmées comme un évènement médiatique. La remorque R10 sera remplie de journalistes. À , les rames 308 et 325 arrivent à Dangeau et sont désaccouplées. La rame 313 arrive derrière et permet à Michel Delebarre, ministre des transports, de monter dans la cabine de la rame 325. La rame 313 continue jusqu’à la gare de Vendôme avec un contingent de dirigeants de la SNCF, conduits par le président Jacques Fournier, et diverses personnalités invitées. À 8 h 43, un cerf est signalé sur le parcours d’essais. Après un léger retard pour dégager la voie, la rame 325 quitte le garage de Dangeau à 9 h 51. La tension de la caténaire a été portée de 25 à . 15 minutes plus tard, à 10 h 06, la rame 325 accroche le nouveau record mondial de vitesse à  au bas de la descente au kilomètre 166,8. Le train s’arrête quelques minutes plus tard au kilomètre 210 et l’équipage sabre le champagne avec le ministre. Aussitôt après, la rame 325 retourne à la voie 4 de la gare de Vendôme tous feux allumés et actionnant ses avertisseurs, félicitée par une foule de journalistes.

Programme de 2007 (V 150) 

À l'occasion de la célébration des 25 ans du TGV, Anne-Marie Idrac, présidente de la SNCF, a annoncé que l'entreprise envisageait une nouvelle campagne d'essais visant à améliorer le record du monde de vitesse sur rail à l'occasion des tests de la nouvelle LGV Est européenne.

Avant la mise en service de la ligne du TGV Est le , la SNCF, RFF et Alstom ont effectué une campagne à haute vitesse ayant permis d'atteindre . Le nom de code de la campagne d'essais était V 150, pour  () et son coût estimé à 30 millions d'euros (financé à égalité par la SNCF, RFF et Alstom). Deux principaux facteurs ont permis de battre l'ancien record de 1990 :
 une longue section de la LGV Est présente des courbes de très grand rayon, favorables à la circulation à vitesse très élevée. L'ensemble de la ligne est prévu pour permettre aux trains de circuler à au moins . La vitesse commerciale à l'ouverture sera de  (contre  pour la LGV Atlantique sur laquelle eut lieu le record de 1990) ;
 la rame d'essais mobilise les plus récentes technologies d'Alstom. Modifiée à partir d'une rame POS du TGV Est, elle inclut une voiture intermédiaire sur bogies moteurs d'un nouveau type construite spécialement à cette occasion.

Rame d'essai 4402 (V150) 

Le nouveau dessin des trains, aux formes plus arrondies, arrivé avec la troisième génération de TGV (TGV Duplex) en 1996, assure une meilleure aérodynamique aux trains et donc un meilleur comportement des matériaux à très grande vitesse (plus de ). Cette technologie ferroviaire qui a fait des progrès en 17 ans permet de se rapprocher des  que seuls les trains à sustentation magnétique sont censés pouvoir atteindre. 

La rame 4402, aussi appelée rame V 150 (pour  = ), est une rame de service modifiée comme lors du record de 1990, sauf la remorque centrale R4 construite spécifiquement. Celle-ci est constituée de 2 motrices de TGV POS et 3 voitures de TGV Duplex.
Avec une longueur de , elle est environ deux fois plus courte qu'un TGV de série et pèse .

Contrairement à la rame utilisée pour les essais de 1990, la rame 4402 dispose de deux bogies moteurs supplémentaires, à deux essieux, situés de part et d'autre de la voiture centrale utilisant la technologie de l'AGV d'Alstom. Les moteurs sont type synchrones à aimants permanents d'une puissance unitaire de  (environ  pour les moteurs de série), caractérisés par une meilleure puissance massique (inférieure à ). Leur faible taille leur permet une utilisation en traction répartie, comme dans le cas des futures rames AGV. La puissance de cette rame a ainsi été portée à  soit plus du double de celle d'une rame TGV POS classique (). Le diamètre des roues des motrices a été porté à  contre 92 pour une rame de série afin de limiter la vitesse de rotation des moteurs.

La tension électrique de la caténaire montée à  contre  en temps normal et sa tension mécanique à  daN contre  daN habituellement. La rame est alimentée par un pantographe de type CX (allégé, autopiloté, asservi à la vitesse et mesure : efforts, accélération et déplacement) de la société Faiveley dont l’effort, qui est fonction de la vitesse, est piloté par l’intermédiaire d’une carte électronique. La réaction contrôlée du pantographe suivant la vitesse permet d'annuler les effets aérodynamiques qui se déclenchent à partir de . Le but est d'éviter les disjonctions entre la caténaire et le pantographe pour transmettre le maximum de puissance. La tête de captage est du type monobande. Le matériau employé pour cette bande est un carbone composite appelé « Triplex » qui est déjà utilisé sur les rames Paris-Sud-Est pour le captage en courant continu, il est fourni par la société Carbone Lorraine. Ce matériau est une base de carbone métallisé à laquelle se greffent des éléments de structure verticale, fortement imprégnés et permettant donc le passage d'un courant très élevé. Le courant capté sur cette unique bande est de l'ordre de  pour cette application.

Afin de ne pas gaspiller l'énergie, l'aérodynamique a été optimisée ; pare brise affleurant, abaissement de la garde au rail (sous motrices), capotage complet de la toiture motrice de tête, capotage partiel de la toiture de la motrice de queue (à l'emplacement du pantographe  déposé), continuité sous motrices/tronçon, césure fermée latéralement par un soufflet continu.

Enfin les bouts avant ont été renforcés pour améliorer la tenue aux chocs potentiels avec animaux : étrave métallique, film de renfort des parties polyester. Des renforts ont été également ajoutés pour améliorer la tenue à l'air : points d'appuis latéraux, sangles en toiture sur capot. La rame était démunie d'essuie-vitres.

Plus de 600 capteurs ont été installés à bord afin de recueillir des informations techniques sur les essais à très grande vitesse. À pleine vitesse il faut une distance de  pour arrêter le TGV.

Campagne d'essais 
Avant de réaliser la tentative officielle et homologuée visant à dépasser les  du précédent record du monde, une campagne d'essais a été effectuée à partir du . 40 marches d'essai, mobilisant 300 ingénieurs et techniciens, ont été réalisées à plus de . Chaque essai nécessitait 40 techniciens à bord du TGV.

Le précédent record de 1990 a été battu plus d'une dizaine de fois mais de façon non officielle. La rame d'essai aurait atteint  le  selon un article du journal Le Parisien publié le lendemain ( selon la SNCF) puis  le . La rame est ensuite restée en atelier quelques semaines, au Technicentre Est-Européen de Pantin, pour laisser la place aux cérémonies de livraison de la ligne à grande vitesse à Réseau Ferré de France. Ce délai a été mis à profit pour procéder à l'habillage de la rame V150 dans une nouvelle livrée pour le record du monde officiel.

La SNCF aurait alors déclaré que les  étaient envisageables pour la tentative officielle. Finalement, elle choisit de ne pas dépasser cette limite pour ne pas risquer de casser quoi que ce soit, la principale inquiétude portant sur la caténaire.

Tentative officielle 

Le 26 mars, la SNCF, Alstom et Réseau ferré de France ont présenté officiellement la rame du record du monde à la presse, au cours d'une conférence de presse au Technicentre Est Européen. La livrée, au design retravaillé, représente « la vague de la fusion du métal, de la vitesse, du mercure, façon jet de chrome ».

Les essais ont repris les 28 et 29 mars. Il s'agit de la toute dernière semaine précédant la date prévue pour le record. Le planning est serré pour permettre de rendre la ligne en vue de la préparation de l'ouverture au service commercial prévue le .

Le 28 mars, un incident sans gravité déclenche un freinage d'urgence. La vitesse atteinte n'a été que de  ce jour-là. Une conduite de frein et une vitre cassée sur une voiture Duplex sont réparées pendant la nuit. 

Les essais du 29 mars ont été plus fructueux. Après un premier passage à  spectaculaire sous la pluie, le second essai de la journée se conclut par une pointe à  aux alentours de 15 heures.

Le lundi  est consacré à une répétition officielle. En effet, le record est prévu pour se dérouler le lendemain devant la presse et en présence de nombreux officiels. Il s'agit de tout régler, tout vérifier. Comme pour le lendemain, un seul passage est prévu, vers 13 heures, l'heure du journal télévisé de milieu de journée. Tout se déroule bien, et par beau temps. Pour le plaisir et pour réaliser quelques belles prises de vues, les deux rames (la rame V150 et la rame de balayage 4404) vont se mettre en place à l'extrémité du domaine d'essais en roulant côté à côte. La vitesse atteinte a été .

Le mardi  est le jour de la tentative officielle. Aux commandes de la rame : Éric Pieczak, conducteur d'essais de la SNCF. À son bord : deux huissiers, des techniciens d'Alstom, de la SNCF et de RFF, des journalistes et des invités, dont Anne-Marie Idrac, le commissaire européen Jacques Barrot soit en tout une centaine de personnes. Le TGV s'est élancé à 13h01 de la commune de Prény (Meurthe-et-Moselle) dans le sens Nancy-Paris. Également, la tentative est retransmise en direct à la télévision, lors des journaux télévisés de  sur TF1 et France 2, ainsi que sur les chaînes d'information en continu.

Après , l'unique pantographe de la rame est baissé pendant , et le train traverse la zone dans laquelle l'alimentation passe de  à , tension permettant de fournir la puissance nécessaire pour dépasser les . Le pantographe est ensuite de nouveau relevé, et au bout de 10 minutes, la vitesse de  (précédent record officiel) est dépassée. Après 13 minutes de parcours, la vitesse maximum de  (soit  par seconde) est atteinte sur la commune de Éclaires (Marne), au PK 193,2, dépassant ainsi l'objectif initial de  ().

À son arrivée en gare de Champagne-Ardenne, la rame V150 avait parcouru  en 30 minutes. Une réception est organisée dans la nouvelle gare en présence de nombreux invités. Vers 16 heures, pour le retour vers Paris, la rame du record roule à côté du TGV qui ramène les journalistes pendant .

Après le record 
Du 10 au , la rame du record a encore effectué deux marches par jour pour recevoir des invités, VIP ou personnels des entreprises de SNCF, Alstom, RFF ayant participé à la préparation du record. Le dimanche , pour la dernière marche et pour dire adieu à la rame V150, l'équipe fait une pointe à la vitesse de .

La rame a ensuite été démontée en plusieurs tronçons pour être exposés en plusieurs endroits afin de célébrer le record - et prolonger l'effort de communication au-delà de l'élection présidentielle, qui a eu tendance à faire oublier le record du monde de vitesse sur rails. L'événement le plus spectaculaire après le record du monde a été la navigation sur la Seine.

La motrice M2 (motrice arrière de la rame POS 4402 mais motrice avant côté Paris pour le record du monde sur la rame V150) et la remorque Duplex laboratoire ont été montées sur une barge au Port de Gennevilliers. Après un parcours de Gennevilliers au Port Suffren le , l'opération «  sur Seine » était organisée le  à Paris. Le tronçon de la rame V150 avec quelques membres de l'équipe du record sur la barge a effectué une traversée de Paris saluée par des orchestres et la foule. L'ensemble a ensuite été exposé pendant une semaine au pied de la Tour Eiffel.

Après leur retour à Gennevilliers, les deux éléments ont été envoyés en Alsace, exposés à la Cité du Train à Mulhouse, et pour finir, au Jardin des Deux Rives, sur le Rhin, entre France et Allemagne, à l'occasion des cérémonies d'ouverture au public de la ligne à grande vitesse Paris-Strasbourg.

La rame a ensuite été « remise au type » pour s'intégrer dans la flotte des rames commerciales. Les deux motrices sont redevenues des motrices standard sur la rame POS 4402, qui a revêtu en 2013 la livrée des TGV Lyria circulant entre la France et la Suisse, puis la livrée Carmillon avec logo TGV inOui (en date de ). Les deux voitures Duplex d'extrémité seront intégrées à la rame TGV Réseau Duplex 618. Et la voiture-motrice intermédiaire est repartie chez Alstom.

Informations diverses 

L’équipe projet (Alstom) : 60 personnes
Les heures de développement : environ  heures
La puissance :  (environ  ch)
Tension d'alimentation :  dans la zone du record (contre  normalement)
Le poids : 
La longueur : 
Le nombre de marches d’essais : 40 marches à des vitesses supérieures à 
Le nombre d’heures d’essais : 200 h
Les kilomètres d’essais parcourus : 
728 kilomètres au-dessus de  au cours de 28 marches
Le nombre de points de contrôle : 350
Coût de ce record : 30 millions d'euros
Coût en électricité de la tentative officielle :  facturés
Plus de 350 capteurs, pour plus de 500 paramètres qui furent analysés dans la voiture R8 par plus de 40 techniciens.

Culture 
De nombreux produits dérivés aux couleurs de la rame V150 ont vu le jour.

Jouef et d'autres marques ont commercialisé la rame V150 en HO.

En 2007, La Vie du Rail a publié un numéro spécial consacré au record du  dont certains exemplaires étaient offerts au personnel SNCF.

Les trois rames du record ainsi que les LGV Atlantique et Est ont été modélisées pour Microsoft Train Simulator. La LGV Atlantique a aussi été créée pour Train Simulator 201x.

Notes et références

Annexes

Articles connexes 
 Record de vitesse sur rail

Bibliographie 
 La Vie du Rail, , , et , .
 

Rail en France
TGV