L’AGV, le dernier-né des trains à très
grande vitesse d’Alstom, réalise ses premiers tests
dynamiques en République Tchèque

Plus de 15 ingénieurs, issus des différents sites
industriels d’Alstom Transport, se relayeront
jusqu’en septembre 2008 pour mener ces essais sur le
prototype de l’AGV. Durant les 4 mois de tests,
l’AGV va parcourir près de 60 000 km
équipée de plus de 2000 capteurs. Les mesures et les
données recueillies seront transmises et analysées
par les départements d’ingénierie
d’Alstom qui proposeront les réglages et les
modifications nécessaires à la validation du train.



Dès 2003, Alstom a décidé d’anticiper les
besoins du marché en lançant une 4e
génération de train à très grande vitesse
qui réponde à un impératif précis :
proposer une gamme de trains à 1 niveau,
complémentaire de son offre Duplex, offrant un niveau de
performance élevé, une fiabilité et des
coûts maîtrisés, pour offrir aux opérateurs
un avantage concret en termes de sécurité, de
confort, de respect de l’environnement, et de
maîtrise des coûts d’utilisation. Pour
concevoir et développer ce train, Alstom s’est
appuyé sur son expérience de plus de 30 ans dans la
très grande vitesse, tout en optant pour une démarche
radicalement nouvelle dans l’industrie ferroviaire :
financer intégralement l’AGV sur fonds propres, sans
cahier des charges d’un client déterminé. La
réalisation d’un prototype, qui permette de
vérifier « grandeur nature » les simulations et
les modélisations informatiques réalisées par
les ingénieries et les bureaux d’études,
s’est ainsi très rapidement imposée.
Véritable laboratoire roulant, le prototype composé
de 7 voitures est aujourd’hui entièrement
configuré pour les besoins de la campagne d’essais
dynamiques menée à Velim. Seules 2 voitures sont
équipées de sièges, les 5 suivantes ayant
été intégralement aménagées pour la
réalisation des tests : les deux premières servent de
poste de travail pour les ingénieurs, la troisième
accueille le groupe électrogène qui alimente les
instruments de mesure en électricité, la
quatrième sert de magasin de pièces de rechange pour
le train et la cinquième de zone de vie à bord.



Conformément au schéma industriel d’Alstom
Transport, les éléments qui composent la
première AGV ont été conçus et mis au point
dans les différents Centres d’Excellence de
l’entreprise : Tarbes pour la chaîne de traction, Le
Creusot pour les bogies, Villeurbanne pour
l’électronique de commande, Ornans pour les moteurs
de traction et La Rochelle pour la structure de caisse et
l’aménagement de la rame. C’est dans cette
même logique qu’ont été réalisés
à Reischoffen les premiers crash-tests, et à La
Rochelle les premières mesures en chambre climatique.
C’est également à La Rochelle, après
l’assemblage et la mise en rame du train, que le
programme d’essais a débuté avec une série
de mesures et de validations en statique et à faible
vitesse. Seules les principales fonctions, tels que le pilotage
de la chaîne de traction, les commandes de montée et
de descente des pantographes, ou d’ouverture et de
fermeture des portes, ont été vérifiées
sous deux niveaux de tension (25 kV et 3000 V). Quelques
opérations complémentaires de vérification (ex :
gestion du disjoncteur principal, mise en service des batteries
et des onduleurs auxiliaires) ont également été
opérées lors des premiers tours de roues,
jusqu’à 40 km/h.


Un programme de validation à très grande
vitesse

Long de plus de 13 km, l’anneau de vitesse du centre
d’essais ferroviaire de Velim est l’un des seuls au
monde qui permette de faire rouler des trains à la vitesse
de 200 km/h. Pilotée par un conducteur tchèque
formé à La Rochelle, l’AGV y suivra
jusqu’à septembre un long programme de tests,
d’abord à vitesse réduite puis progressivement
à plus vive allure jusqu’à 200 km/h. Bien que
réalisés à une vitesse inférieure à
celle pour laquelle l’AGV a été conçue
(360 km/h en exploitation commerciale), ces tests offrent un
aperçu très fidèle du comportement dynamique du
train et de la plupart de ses composants.



Les mesures réalisées par les ingénieurs
d’Alstom vont notamment porter sur la dynamique
roue-rail, c’est-à-dire sur la qualité du
contact entre ces deux éléments. Très difficile
à modéliser par informatique, ces tests consistent
à vérifier le niveau vibratoire perçu par les
passagers en plaçant des capteurs sur les bogies et à
l’intérieur de la rame. Dans le cas de l’AGV,
premier train à très grande vitesse entièrement
composé de voitures articulées, il s’agit
également de contrôler le comportement dynamique de
la rame.


Les ingénieurs d’Alstom vont par ailleurs porter
leur attention sur le couple pantographe-caténaire.
Installé au niveau de la première intercirculation,
le pantographe est très exposé aux turbulences
provoquées par le nez du train. Des caméras
placées sur le toit vont permettre d’observer
l’effort produit par le pantographe sur la caténaire
à différentes vitesses, ainsi que sa qualité de
captage du courant. Ce sont notamment le nombre et la
durée des arcs électriques qui renseigneront les
experts sur les réglages à apporter. La pression du
pantographe sur la caténaire peut être en permanence
ajustée grâce à l’utilisation d’un
système entièrement piloté.



Totalement inédits, les moteurs synchrones à aimants
permanents de l’AGV sont équipés des derniers
développements en terme d’électronique de
puissance, leur permettant de fonctionner sur les quatre types
de tension électrique présents en Europe : 1 500, 3
000, 15 000 Volts et plus largement utilisé dans le reste
du monde, 25 000 Volts. Leur fonctionnement sous ces tensions,
ainsi que celui de la chaîne de traction, demandent une
mise au point très pointue. C’est notamment leur
pilotage qui est surveillé, afin de maîtriser les
phénomènes de patinage des roues lors des phases de
démarrage et d’enrayage (blocage des roues) lors des
phases de freinage. Comme sur les automobiles modernes, ce sont
des systèmes électroniques qui régulent les
phénomènes physiques.



Sur le même schéma que les essais statiques
menés à La Rochelle, l’ensemble des
éléments fonctionnels du train est validé en
dynamique à Velim. Il s’agit notamment de tester, en
mode normal de fonctionnement du train et en mode
dégradé, plus d’une centaine de fonctions
commandées depuis le poste de conduite : contrôle des
pantographes, des choix de tension, d’éclairage
intérieur et extérieur du train, de climatisation, ou
encore de fermeture des disjoncteurs. Ces tests vont
également permettre de vérifier qu’en cas de
dysfonctionnement d’un appareil du train la
procédure de remontée des informations au conducteur
se fasse de façon adéquate.


Le système de freinage de l’AGV est l’un des
éléments les plus complexes du train. Son
dimensionnement est par ailleurs un axe sécuritaire
primordial, très précisément
réglementé. Celui-ci est ainsi testé dans les
conditions les plus extrêmes, en situation
d’urgence, en mode normal et en mode dégradé,
en conditions d’adhérence normale et réduite,
et ceci à différentes vitesses entre 30 km/h et 200
km/h. L’un des tests consiste à déclencher le
freinage du train sur une portion de rail rendue glissante par
de l’eau savonneuse, simulant par exemple la
présence de feuilles d’arbre sur la voie. La mesure
des distances d’arrêt du train indiqueront les
réglages à opérer. Si le système de
freinage de l’AGV s’avère complexe,
c’est aussi parce qu’il combine un frein
rhéostatique et un frein à récupération
d’énergie. Lorsque l’énergie
générée par les moteurs lors de phases de
freinage n’est pas consommée par le train, elle peut
être renvoyée sur le réseau national. Ce
système, qui requiert de nombreux réglages, sera
également validé à Velim.



L’AGV est un mode de transport conforme aux
impératifs du développement durable, avec de
très faibles émissions de gaz à effet de serre.
Il n’émet en effet que 2,2 gr/km/passager, soit 13
fois moins qu’un bus (30 g), 50 fois moins qu’une
automobile (115 g) et 70 fois moins qu’un avion (153 g) .
Or si la résistance à l’avancement, qui
représente l’une des composantes majeures de la
consommation du train, peut être assez
précisément simulée en soufflerie, il convient
cependant d’en vérifier la conformité dans des
conditions réelles. C’est le coefficient
aérodynamique (Cx) de l’AGV que les ingénieurs
d’Alstom vérifieront.



La réduction des nuisances sonores est un autre aspect
environnemental auquel les ingénieurs d’Alstom se
sont particulièrement intéressés lors de la
conception de l’AGV, avec l’objectif de maintenir
le confort acoustique à 360 km/h au même niveau que
celui de ses concurrents à 300 ou à 320 km/h. A
Velim, les tests acoustiques consisteront à disposer,
conformément aux normes en vigueur, des micros le long de
la voie d’essais pour mesurer le bruit émis lors du
passage du train. Synonyme de confort pour les passagers et le
conducteur, la réduction des bruits aérodynamiques et
de roulement est également minutieusement
étudiée. Des micros installés à
différentes hauteurs dans la cabine, dans les voitures et
dans les intercirculations permettent de simuler la perception
des passagers en position assise et debout.



Au terme de la campagne d’essais dynamiques à Velim,
l’AGV entamera de nouvelles sessions de tests en France
qui la mèneront jusqu’à sa vitesse commerciale
maximale de 360 km/h. Elle roulera également courant 2009
sur le réseau ferré italien en vue de son
homologation pour la livraison des rames commandées par
NTV . La nouvelle compagnie de transport italienne a
commandé 25 rames fermes (et 10 en option), avec un
contrat associé de maintenance pour une durée de 30
ans. Les premiers trains de série lui seront livrés
à partir de 2010.


A propos d’Alstom Transport

Dans une logique de mobilité durable, Alstom
Transport développe et propose la gamme de systèmes,
d’équipements et de services la plus complète
du marché ferroviaire. Alstom Transport est capable de
gérer l’ensemble d’un système de
transport, comprenant le matériel roulant, la
signalisation et les infrastructures, et d’offrir des
solutions « clés en main ». Au cours de
l’exercice 2007-2008, Alstom Transport a enregistré
des commandes en hausse de 39% et un chiffre d'affaires en
progression de 4% par rapport à l’exercice
précédent.


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