VAL-JOLY le 30/09/2009 1

V150V150V150V150V150V150V150V150Construction dConstruction dConstruction dConstruction dConstruction dConstruction dConstruction dConstruction d’’’’’’’’un recordun recordun recordun recordun recordun recordun recordun recordAlain JEUNESSE, Alain JEUNESSE, Alain JEUNESSE, Alain JEUNESSE, Alain JEUNESSE, Alain JEUNESSE, Alain JEUNESSE, Alain JEUNESSE, ÉÉÉÉÉÉÉÉliane ALLAIN, Bernard ROURE SNCFliane ALLAIN, Bernard ROURE SNCFliane ALLAIN, Bernard ROURE SNCFliane ALLAIN, Bernard ROURE SNCFliane ALLAIN, Bernard ROURE SNCFliane ALLAIN, Bernard ROURE SNCFliane ALLAIN, Bernard ROURE SNCFliane ALLAIN, Bernard ROURE SNCF

VAL-JOLY le 30/09/2009 2

«««« ÉÉÉÉquipe V150 du CIM quipe V150 du CIM quipe V150 du CIM quipe V150 du CIM »»»»

Éliane Allain: Aérodynamique

Bernard Roure: Mécanique et structuresSpécialiste de la sécurité passive

Alain Jeunesse:Responsable pour le CIM de « l’Opération 150 »Actuellement : responsable technique de la réalisation d’une Locomotive Hybride respectueuse de l’environnement et de l’énergie: «PLATHEE»

Frédéric Desgaches : Bogies Dynamique et Stabilité

Sylvain Le Bourvellec : Roulement et transmissions

Gérard Auditeau : pantographe et captage

Patrick Henry : performances

Etienne Feger : Caisse et structure

Olivier Peretti : performances de freinage

CIM: Centre dCIM: Centre dCIM: Centre dCIM: Centre d’’’’IngIngIngIngéééénierie du Matnierie du Matnierie du Matnierie du Matéééériel, SNCF (Le Mans)riel, SNCF (Le Mans)riel, SNCF (Le Mans)riel, SNCF (Le Mans)

VAL-JOLY le 30/09/2009 3

Construction dConstruction dConstruction dConstruction dConstruction dConstruction dConstruction dConstruction d’’’’’’’’un recordun recordun recordun recordun recordun recordun recordun recordune opportunitune opportunitune opportunitune opportunitune opportunitune opportunitune opportunitune opportunitéééééééé pour Alstom, RFF et la SNCFpour Alstom, RFF et la SNCFpour Alstom, RFF et la SNCFpour Alstom, RFF et la SNCFpour Alstom, RFF et la SNCFpour Alstom, RFF et la SNCFpour Alstom, RFF et la SNCFpour Alstom, RFF et la SNCF

Les études préliminaires – Choix de la zone d’essai– Performances dynamiques du matériel– Études aérodynamiques et captage– Les modifications apportées aux structures

La réalisation:– Composition de la rame expérimentale– Chaîne de traction– Caisse et structures– Bogies

Les marches à très grande vitesse.- Quelques résultas

Bilan.

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Les objectifs techniques: Les objectifs techniques: Les objectifs techniques: Les objectifs techniques:

Côté infra:–Tendre la caténaire : vitesse critique > 600km/h–Corriger les devers–Fournir une tension à la caténaire d’au moins 30kV

Côté rame:–Améliorer le termes C : rame courte + « modifs aéros »–Disposer d’une puissance à la jante d’au moins 18MW–Disposer d’un pantographe léger non agressif–Renforcer la structure avant.

Objectif fondamental: assurer la sécurité du train : comportement dynamique et stabilité

Pour convaincre: atteindre au moins 150m/sPour convaincre: atteindre au moins 150m/s

VAL-JOLY le 30/09/2009 5

Les Les Les Les éééétudes prtudes prtudes prtudes prééééliminairesliminairesliminairesliminaires

VAL-JOLY le 30/09/2009 6

LGV Est Européenne :

mise en service le

10 juin 2007

La LGV EE une opportunitLa LGV EE une opportunitLa LGV EE une opportunitLa LGV EE une opportunitLa LGV EE une opportunitLa LGV EE une opportunitLa LGV EE une opportunitLa LGV EE une opportunitéééééééé

300km de ligne nouvelle

VAL-JOLY le 30/09/2009 7

V150 - domaine d'essais - profil en long

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260

Choix de la zone dChoix de la zone dChoix de la zone dChoix de la zone d’’’’essaisessaisessaisessais

Vallée de la Meuse

Zone de départ

Trois Domaines

Gare Meuse

Courbes25 25

1616

16

25 12

1010

8 88

12

16

30kV

Zone à V maximale

pk194 à 191

Passavent en Argonne

VAL-JOLY le 30/09/2009 8

ÉÉÉÉÉÉÉÉtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prééééééééliminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: ddddddddééééééééfinition de lfinition de lfinition de lfinition de lfinition de lfinition de lfinition de lfinition de l’’’’’’’’alimentation alimentation éélectrique pour un record: lectrique pour un record:

SSP181

Sst Trois Domaines

Pk112

30kV

SSPPk 245 effacée

Le RêlePk270

25kV

30kV

Zone à VmaxPk194 à 191

25kV 25kV

Gare Meuse Pk 214

Le Chemin Pk191 capacité

de compensation

Vigneules Pk254 capacité de

compensation et SNOP Provisoire

RTE240kV

RTE 240kV

schschééma de principe simplifima de principe simplifiéé

VAL-JOLY le 30/09/2009 9

ÉÉÉÉÉÉÉÉtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prééééééééliminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: profil de vitesse et tension (mprofil de vitesse et tension (mprofil de vitesse et tension (mprofil de vitesse et tension (mprofil de vitesse et tension (mprofil de vitesse et tension (mprofil de vitesse et tension (mprofil de vitesse et tension (méééééééécanique ) de la catcanique ) de la catcanique ) de la catcanique ) de la catcanique ) de la catcanique ) de la catcanique ) de la catcanique ) de la catéééééééénairenairenairenairenairenairenairenaire

Vitesse calculée du train

Profil des la vitesse limite autorisé

Tension mécanique des portées de caténaire

VCritique =k√√√√T/m

VAL-JOLY le 30/09/2009 10

Constitution de la rame Constitution de la rame Constitution de la rame Constitution de la rame Constitution de la rame Constitution de la rame Constitution de la rame Constitution de la rame «««««««« V150 V150 V150 V150 V150 V150 V150 V150 »»»»»»»»

Choix:

Motrices: TGV POS en cours de livraison – adaptations SNCF

Tronçon: 2 remorques TGV Duplex en cours de livraison + construction d’une remorque R4 avec substitution des équipements auxiliaires par la motorisation AGV - adaptations Alstom

VAL-JOLY le 30/09/2009 11

Configuration de la rame dConfiguration de la rame dConfiguration de la rame dConfiguration de la rame dConfiguration de la rame dConfiguration de la rame dConfiguration de la rame dConfiguration de la rame d’’’’’’’’essaiessaiessaiessaiessaiessaiessaiessai

PRINCIPALES CARACTERISTIQUES :PRINCIPALES CARACTERISTIQUES :PRINCIPALES CARACTERISTIQUES :PRINCIPALES CARACTERISTIQUES :PRINCIPALES CARACTERISTIQUES :PRINCIPALES CARACTERISTIQUES :PRINCIPALES CARACTERISTIQUES :PRINCIPALES CARACTERISTIQUES :

•• 2 motrices TGV POS extraites de la rame de s2 motrices TGV POS extraites de la rame de séérie nrie n°°2; 2; •• trontronççon duplex composon duplex composéé de 3 remorques;de 3 remorques;•• ∅∅ roues 1090mm roues 1090mm àà la place de 920mm;la place de 920mm;•• 8 essieux moteurs POS fournissant 1800 kW 8 essieux moteurs POS fournissant 1800 kW àà la jante chacun;la jante chacun;•• 4 essieux moteurs AGV fournissant 800 kW 4 essieux moteurs AGV fournissant 800 kW àà la jante chacun;la jante chacun;•• Puissance totale de 17,6 MW aux jantes avant rPuissance totale de 17,6 MW aux jantes avant rééglage;glage;•• Environ 600 points de mesure, dont 150 pour la sEnviron 600 points de mesure, dont 150 pour la séécuritcuritéé des des

circulations;circulations;•• Modifications aModifications aéérodynamiques sur les motrices, les rodynamiques sur les motrices, les

intercirculations et les bogies;intercirculations et les bogies;•• Longueur = 107 m;Longueur = 107 m;•• Masse = 270 t.Masse = 270 t.

Sens de marche

M2M2M2M2 R8R8R8R8 R4R4R4R4 R1R1R1R1 M1M1M1M1Remorque laboRemorque laboRemorque laboRemorque labo Remorque motorisRemorque motorisRemorque motorisRemorque motorisééééeeee Remorque VIPRemorque VIPRemorque VIPRemorque VIP

Bogies AGVBogies AGVBogies AGVBogies AGVEssieux InstrumentEssieux InstrumentEssieux InstrumentEssieux Instrumentééééssss

Pantographe actif InstrumentPantographe actif InstrumentPantographe actif InstrumentPantographe actif Instrumentéééé

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Modified front glass

Specific fairings in underfloor

Closed pantograph cavity

Standard TGV Duplex in wind tunnel with moving belt

VAL-JOLY le 30/09/2009 13

ÉÉÉÉÉÉÉÉtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prééééééééliminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: AAAAAAAAéééééééérodynamique: gains estimrodynamique: gains estimrodynamique: gains estimrodynamique: gains estimrodynamique: gains estimrodynamique: gains estimrodynamique: gains estimrodynamique: gains estiméééééééés*s*s*s*s*s*s*s*

* Résultats confidentiels

VAL-JOLY le 30/09/2009 14

Adaptations aAdaptations aAdaptations aAdaptations aAdaptations aAdaptations aAdaptations aAdaptations aéééééééérodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiques

Vitrage affleurant

Motrice de tête

Césure remorque

Diminution garde au rail

Fermeture sous caisse

fermeture cavité panto

Optimisation cavitépantographes

Fermeture sous caisse

Motrice de queue

Diminution garde au

rail

VAL-JOLY le 30/09/2009 15

Diminution de la hauteur sous

caisse par adjonction d’un

carénage spécifique

Fermeture partie arrière de la

caisse en aval du bogie

Étrave renforcée et abaissée

ÉÉÉÉÉÉÉÉtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prééééééééliminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: Adaptations aAdaptations aAdaptations aAdaptations aAdaptations aAdaptations aAdaptations aAdaptations aéééééééérodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiques

Baie frontale pour assurer

une continuitéde forme

Fermeture de la cavité

pantographe

Motrice de tête M2Motrice de tête M2

VAL-JOLY le 30/09/2009 16

Captage: Captage: Captage: Captage: Captage: Captage: Captage: Captage: éééééééétudes des contraintes sur le tudes des contraintes sur le tudes des contraintes sur le tudes des contraintes sur le tudes des contraintes sur le tudes des contraintes sur le tudes des contraintes sur le tudes des contraintes sur le pantographepantographepantographepantographepantographepantographepantographepantographeVitesse de lVitesse de l’é’écoulement autour du pantographe coulement autour du pantographe àà 160m/s160m/s

200m/s

0 m/s

VAL-JOLY le 30/09/2009 17

Zones de dépression sur la motrice

Gains aGains a éérodynamiquesrodynamiques

ÉÉtudes prtudes pr ééliminairesliminaires

VAL-JOLY le 30/09/2009 18

ÉÉÉÉÉÉÉÉtudes des structures avant:tudes des structures avant:tudes des structures avant:tudes des structures avant:tudes des structures avant:tudes des structures avant:tudes des structures avant:tudes des structures avant:Pression sur la motrice de tête Pression sur la motrice de tête àà 160m/s160m/s

compression

dépression

Angle 0°

Angle 5°

VAL-JOLY le 30/09/2009 19

Pression aérodynamique

Calcul des déformations

ÉÉÉÉÉÉÉÉtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prtudes prééééééééliminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: liminaires: Pressions aPressions aPressions aPressions aPressions aPressions aPressions aPressions aéééééééérodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiquesrodynamiquescalcul des structures sur la forme avant, dcalcul des structures sur la forme avant, dééfinition finition

des renforts des renforts

Forme avant

VAL-JOLY le 30/09/2009 20

Renforcement de la structure de caisseRenforcement de la structure de caisseRenforcement de la structure de caisseRenforcement de la structure de caisseRenforcement de la structure de caisseRenforcement de la structure de caisseRenforcement de la structure de caisseRenforcement de la structure de caisse

Renforcement de l’étrave

Renforcement des fixations de la PCP: forme avant

VAL-JOLY le 30/09/2009 21

Remorque R4 Remorque R4 Remorque R4 Remorque R4 Remorque R4 Remorque R4 Remorque R4 Remorque R4 –––––––– AGV : AGV : AGV : AGV : AGV : AGV : AGV : AGV : éééééééétudes des structurestudes des structurestudes des structurestudes des structurestudes des structurestudes des structurestudes des structurestudes des structures

VAL-JOLY le 30/09/2009 22

Renforcement de lRenforcement de lRenforcement de lRenforcement de lRenforcement de lRenforcement de lRenforcement de lRenforcement de l’é’é’é’é’é’é’é’étravetravetravetravetravetravetravetrave

VAL-JOLY le 30/09/2009 23

AmAmAmAmAmAmAmAmééééééééliorations du nez de la motrice de liorations du nez de la motrice de liorations du nez de la motrice de liorations du nez de la motrice de liorations du nez de la motrice de liorations du nez de la motrice de liorations du nez de la motrice de liorations du nez de la motrice de tête tête tête tête tête tête tête tête «««««««« M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 M2 »»»»»»»»........

Trappe dTrappe d’’attelage mono bloc, baie frontale attelage mono bloc, baie frontale et et éétrave renforctrave renforcééee

VAL-JOLY le 30/09/2009 24

La rLa rLa rLa rLa rLa rLa rLa rééééééééalisationalisationalisationalisationalisationalisationalisationalisation

VAL-JOLY le 30/09/2009 25

La chaLa chaLa chaLa chaLa chaLa chaLa chaLa chaîîîîîîîîne de traction: principene de traction: principene de traction: principene de traction: principene de traction: principene de traction: principene de traction: principene de traction: principe

Capter l’énergie électrique à la caténaire

La transformer et contrôler le courant et la tension

Pour créer l’effort de traction (ou de freinage) et alimenter

les moteurs.

Collecteur

Emetteur

Gr ille

VAL-JOLY le 30/09/2009 26

La motorisation moderne :La motorisation moderne :La motorisation moderne :La motorisation moderne :La motorisation moderne :La motorisation moderne :La motorisation moderne :La motorisation moderne :Le moteur asynchrone associLe moteur asynchrone associéé àà son onduleur, son onduleur,

Utilisation dUtilisation d’’un interrupteur de puissance moderne: un interrupteur de puissance moderne:

le module IGBT: 1200A 3300Vle module IGBT: 1200A 3300V

Performance: un essieu moteur : 1160kW Performance: un essieu moteur : 1160kW àà la jantela janteC ol lecteur

Emetteur

Grille

Coll ecte ur

Emett eu r

Gr ille

Module IGBT

Moteur asynchrone

(Ou moteur Synchrone à aimant

permanent)Onduleur à IGBT

Moteur

VAL-JOLY le 30/09/2009 27

Co llecteur

Emetteur

Grille

La chaLa chaLa chaLa chaLa chaLa chaLa chaLa chaîîîîîîîîne de traction: ne de traction: ne de traction: ne de traction: ne de traction: ne de traction: ne de traction: ne de traction: «««««««« IGBT IGBT IGBT IGBT IGBT IGBT IGBT IGBT insideinsideinsideinsideinsideinsideinsideinside »»»»»»»»

VAL-JOLY le 30/09/2009 28

Architecture traction de la Architecture traction de la Architecture traction de la Architecture traction de la Architecture traction de la Architecture traction de la Architecture traction de la Architecture traction de la ramerameramerameramerameramerame V 150V 150V 150V 150V 150V 150V 150V 150Deux motorisations rDeux motorisations rDeux motorisations rDeux motorisations rDeux motorisations rDeux motorisations rDeux motorisations rDeux motorisations rééééééééunies pour le meilleurunies pour le meilleurunies pour le meilleurunies pour le meilleurunies pour le meilleurunies pour le meilleurunies pour le meilleurunies pour le meilleur

Bloc

auxiliaire

TGV-POS Motrice 2 TGV-POS Motrice 1 R4 Duplex

380V-50Hz triphasé

« 720V"DC auxiliaires traction

ASM

ASM

ASM

ASM

"530V"DC auxiliaires confort

BlocMoteur

POS

ASM

ASM

ASM

ASM

CVS Z2

3 AC380V-50Hz

PM

SM

Bloc moteur

AGV

PM

SM

PM

SM

PM

SM

R8 Duplex R1 Duplex

R8 R4 R1M2 M1

Labo Alstom

Labo SNCF Espace VIP Salon

Salon

Bloc

Moteur

POS

Bloc

Moteur

POS

Bloc

MoteurPOS

Bloc moteur

AGV

Bloc

auxiliaire

Transformateur AGV

Transformateur TGV-POS

Transformateur TGV-POS

1500V

VAL-JOLY le 30/09/2009 29

disposition des disposition des disposition des disposition des disposition des disposition des disposition des disposition des ééééééééquipements de tractionquipements de tractionquipements de tractionquipements de tractionquipements de tractionquipements de tractionquipements de tractionquipements de traction

Compresseur

Motrice 2

Remorque 4

Bloc moteur 1 Bloc moteur 2 TFP Bloc commun

Coffre Traction 2 Coffre Traction 1 TFP Coffre commun Coffre self 2 Coffre self 1

VAL-JOLY le 30/09/2009 30

Moteur type 12 LCS 3550 B

– 12 moteurs par rame AGV (AGV 11)– 1 onduleur par moteur

moteur synchrone à aimants ,12 pôlesautoventilémontage en bogie

– transversal,– fixation sur traverse,– accouplement à dentures

masse 775 kg+/- 1%encombrement 680 mm x 690 mm x 735 mm (H x l x L)Puissance continue 730 kW de 3000 à 4570 tr/minVitesse maximale 4570 tr/min

Le moteur synchrone Le moteur synchrone Le moteur synchrone Le moteur synchrone Le moteur synchrone Le moteur synchrone Le moteur synchrone Le moteur synchrone àààààààà aimants aimants aimants aimants aimants aimants aimants aimants permanentspermanentspermanentspermanentspermanentspermanentspermanentspermanents

VAL-JOLY le 30/09/2009 31

Les bogies de la rame V150Les bogies de la rame V150Les bogies de la rame V150Les bogies de la rame V150Les bogies de la rame V150Les bogies de la rame V150Les bogies de la rame V150Les bogies de la rame V150

VAL-JOLY le 30/09/2009 32

Les chaLes chaLes chaLes chaLes chaLes chaLes chaLes chaîîîîîîîînes cinnes cinnes cinnes cinnes cinnes cinnes cinnes cinéééééééématiquesmatiquesmatiquesmatiquesmatiquesmatiquesmatiquesmatiques

Réducteur- pont sur essieu

Moteur fixéau bogie

Accouplementà dentures

Moto- réducteur fixé sous caisse

Transmission tripode

Pont-moteur sur essieu

TGV-POS AGV

VAL-JOLY le 30/09/2009 33

Vitesses de rotation des organes de Vitesses de rotation des organes de Vitesses de rotation des organes de Vitesses de rotation des organes de Vitesses de rotation des organes de Vitesses de rotation des organes de Vitesses de rotation des organes de Vitesses de rotation des organes de transmission (tr/mn)transmission (tr/mn)transmission (tr/mn)transmission (tr/mn)transmission (tr/mn)transmission (tr/mn)transmission (tr/mn)transmission (tr/mn)

TGV

AGV

Série POS (Roues usées)

VAL-JOLY le 30/09/2009 34

Marches Marches Marches Marches Marches Marches Marches Marches àààààààà trtrtrtrtrtrtrtrèèèèèèèès grande vitesse:s grande vitesse:s grande vitesse:s grande vitesse:s grande vitesse:s grande vitesse:s grande vitesse:s grande vitesse:quelques rquelques rquelques rquelques rquelques rquelques rquelques rquelques réééééééésultatssultatssultatssultatssultatssultatssultatssultats

159,66m/s159,66m/s159,66m/s159,66m/s159,66m/s159,66m/s159,66m/s159,66m/s

VAL-JOLY le 30/09/2009 35

Les phases de lLes phases de lLes phases de lLes phases de lLes phases de lLes phases de lLes phases de lLes phases de l’’’’’’’’OpOpOpOpOpOpOpOpéééééééération V150ration V150ration V150ration V150ration V150ration V150ration V150ration V150V150. Evolution vitesse max

0

100

200

300

400

500

600

15-janv 22-janv 29-janv 5-févr 12-févr 19-févr 26-févr 5-mars 12-mars 19-mars 26-mars 2-avr 9-avr 16-avr

flasque

flasqueflasque

marche record3 avri l 2007

574,8

limitation cause autocollant qui

se décolle

limitation cause présence neige sur la

voie

limitation cause présence brouillard

limitation cause vent

casse TFP M2 en statique avant

départ

casses PALIX2 sur essieu 3 des

2 motrices

mise au point et réglages montée en vitesse Analyse résultats montée en

vitesse

record marches VIP

568km/h559,4km/h

VAL-JOLY le 30/09/2009 36

La marche La marche La marche La marche La marche La marche La marche La marche «««««««« record record record record record record record record »»»»»»»»

VAL-JOLY le 30/09/2009 37

V150: les Profils ligne et vitesseV150: les Profils ligne et vitesseV150: les Profils ligne et vitesseV150: les Profils ligne et vitesseV150: les Profils ligne et vitesseV150: les Profils ligne et vitesseV150: les Profils ligne et vitesseV150: les Profils ligne et vitesse

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

175 180 185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 255

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

Rampe de 35‰

V max

Trois Domaines

Rampe de 35‰

Rampe de 17‰Objectif assigné: 570km/h 0,+5

Réalisé: 574,8km/h

490

VAL-JOLY le 30/09/2009 38

La limite du couple catLa limite du couple catLa limite du couple catLa limite du couple catLa limite du couple catLa limite du couple catLa limite du couple catLa limite du couple catéééééééénaire naire naire naire naire naire naire naire pantographepantographepantographepantographepantographepantographepantographepantographe

Décembre 1989: LGVA, rame 325, pantographe GPU 482 km/h

Vitesse critique : 509 km/h marge 27 km/h

VAL-JOLY le 30/09/2009 39

le captage : le captage : le captage : le captage : le captage : le captage : le captage : le captage : «««««««« catcatcatcatcatcatcatcatéééééééénaire naire naire naire naire naire naire naire -------- pantopantopantopantopantopantopantopanto : RAS : RAS : RAS : RAS : RAS : RAS : RAS : RAS »»»»»»»»

Pantographe Cx asservi à la vitesse en service sur PLT, Duplex et POS

Un archet mono bande , carbone triplex

800Aeff sous 30kV, sur une génératrice de longueur : 60mm

Vitesse critique : 615km/h marge 40km/h

VAL-JOLY le 30/09/2009 40

Captage: soulCaptage: soulCaptage: soulCaptage: soulCaptage: soulCaptage: soulCaptage: soulCaptage: soulèèèèèèèèvement de la catvement de la catvement de la catvement de la catvement de la catvement de la catvement de la catvement de la catéééééééénairenairenairenairenairenairenairenaire

Soulèvement aux supports du PMCA en fonction de la vitesse

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

300 350 400 450 500 550 600 650 700

vitesse en km/h

soul

ève

men

t en

cm

PMCA support n°1

PMCA support n°2

PMCA support n°3

PMCA support n°4Soulèvt maxi au passage du pant o

Vitesse critique

Simulation : soulèvement en fonction de la vitesse

20 à 22mm

So u lè v em en t a u x s up p o r t s, ma rc h e 0 93 - 02 , vi te s se c o rr ig é e 5 72 km/ h

A1 = 1 3 0 N, K = 0 , A1 = 1 3 x 1 0-5 et B 1 = 0

- 6

- 4

- 2

0

2

4

6

8

1 0

1 2

1 4

1 6

1 8

2 ,5 3 3 ,5 4 4, 5 5

Tem p s ( s)

Sou

lèv

em

en

t (c

m)

Enregistrements au Pk 195 570km/h

Soulèvement 18mm

VAL-JOLY le 30/09/2009 41

V150 marche record 3 avril 2007 paramètre IFTE

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

180 190 200 210 220 230 240 250

24,5

25

25,5

26

26,5

27

27,5

28

28,5

29

29,5

30

30,5

31

31,5

32UcatIcat

Vite

sse

km/h

pk

Marche record du 3 avril 2007Marche record du 3 avril 2007Marche record du 3 avril 2007Marche record du 3 avril 2007Marche record du 3 avril 2007Marche record du 3 avril 2007Marche record du 3 avril 2007Marche record du 3 avril 2007Vitesse, Tension et Courant Vitesse, Tension et Courant Vitesse, Tension et Courant Vitesse, Tension et Courant Vitesse, Tension et Courant Vitesse, Tension et Courant Vitesse, Tension et Courant Vitesse, Tension et Courant àààààààà la catla catla catla catla catla catla catla catéééééééénairenairenairenairenairenairenairenaire

30<Ucat<30,6kV Icat ≅≅≅≅ 800Aeff

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V150 le 3 avril 2007 - marche 93-02

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

185 190 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 255

pk

7000

9000

11000

13000

15000

17000

19000

21000

23000

25000

Marche record du 3 avril 2007Marche record du 3 avril 2007Marche record du 3 avril 2007Marche record du 3 avril 2007Marche record du 3 avril 2007Marche record du 3 avril 2007Marche record du 3 avril 2007Marche record du 3 avril 2007Vitesse, Puissance, Effort et Courant Vitesse, Puissance, Effort et Courant Vitesse, Puissance, Effort et Courant Vitesse, Puissance, Effort et Courant Vitesse, Puissance, Effort et Courant Vitesse, Puissance, Effort et Courant Vitesse, Puissance, Effort et Courant Vitesse, Puissance, Effort et Courant àààààààà la catla catla catla catla catla catla catla catéééééééénairenairenairenairenairenairenairenaire

Puissance au pantoI panto

Vite

sse

km/h

pk

Ppanto ≅≅≅≅ 24MW

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60 120 180 240 300 360 420 480 540 600

15 avril 2007 marche 105-04 Vitesse, Effort, I lign e et Pu issance f(t)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0

0

2200

4400

6600

8800

11000

13200

15400

17600

19800

22000

Puissance KW

Vitesse km/h

Effort moteur kN

Intensité au panto Aeff

DerniDerniDerniDerniDerniDerniDerniDernièèèèèèèère marche: le 15 avril 2007re marche: le 15 avril 2007re marche: le 15 avril 2007re marche: le 15 avril 2007re marche: le 15 avril 2007re marche: le 15 avril 2007re marche: le 15 avril 2007re marche: le 15 avril 2007Vitesse puissance, effort et courant catVitesse puissance, effort et courant catVitesse puissance, effort et courant catVitesse puissance, effort et courant catVitesse puissance, effort et courant catVitesse puissance, effort et courant catVitesse puissance, effort et courant catVitesse puissance, effort et courant catéééééééénairenairenairenairenairenairenairenaire

Temps mn

Vite

sse

km/h 542 km/h

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70

78

74

4656 36

3042

3244

AAéérodynamique : disposition des rodynamique : disposition des capteurscapteurs

VAL-JOLY le 30/09/2009 45

M2-30-Pext M2_32-Pext Vitesse

M2_36-Pint M2_36-Pext Vitesse

AAAAéééérodynamique: rrodynamique: rrodynamique: rrodynamique: réééésultats en lignesultats en lignesultats en lignesultats en ligneéééévolution des pressions sur le nezvolution des pressions sur le nezvolution des pressions sur le nezvolution des pressions sur le nez

VAL-JOLY le 30/09/2009 46

AAAAéééérodynamique: le vent et lrodynamique: le vent et lrodynamique: le vent et lrodynamique: le vent et l’’’’influence des talusinfluence des talusinfluence des talusinfluence des talus

Marche 088-4 ==> Vent de 3 à 5 m/s orientation 90/11 0°EstMarche 093-2 ==> Vent de 4 à 5 m/s orientation 15/30 °Nord

Évolution de la pression sur la face latérale de la motrice

Sens de la marche: Est vers Ouest

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AAAAAAAAéééééééérodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: Respiration du nezRespiration du nezRespiration du nezRespiration du nezRespiration du nezRespiration du nezRespiration du nezRespiration du nez……………………

Vitesse < 400km/h !

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FFT_Acc_44_V300

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

029-04

029-02

029-04

030-04030-02

038-04

039-02

039-04

L’étanchéité de l’avant du carénage a pour effet de supprimer les modes à partir de 65 Hz.

AAAAAAAAéééééééérodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse:

VAL-JOLY le 30/09/2009 49

AAAAAAAAéééééééérodynamique et caisse:rodynamique et caisse:rodynamique et caisse:rodynamique et caisse:rodynamique et caisse:rodynamique et caisse:rodynamique et caisse:rodynamique et caisse:Comportement des bavettesComportement des bavettesComportement des bavettesComportement des bavettes

VAL-JOLY le 30/09/2009 50

AAAAAAAAéééééééérodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: rodynamique et caisse: Les persiennes de la R4Les persiennes de la R4Les persiennes de la R4Les persiennes de la R4

Chocs dus au passage des ouvrages d’art

VAL-JOLY le 30/09/2009 51

Les cavitLes cavitLes cavitLes cavitLes cavitLes cavitLes cavitLes cavitéééééééés sous caisse:s sous caisse:s sous caisse:s sous caisse:s sous caisse:s sous caisse:s sous caisse:s sous caisse:éééécran inter caissescran inter caissescran inter caissescran inter caisses

Solution japonaise

Rame V150Danger: remontée de ballaste, → réduction des cavités

VAL-JOLY le 30/09/2009 52

Comportement thermique des Comportement thermique des Comportement thermique des Comportement thermique des Comportement thermique des Comportement thermique des Comportement thermique des Comportement thermique des rrrrrrrrééééééééducteurs TGV POSducteurs TGV POSducteurs TGV POSducteurs TGV POSducteurs TGV POSducteurs TGV POSducteurs TGV POSducteurs TGV POS

88°C maxi

Température maxi atteinte lors de la campagne d’ess ai = 96°C (Réd.C n°48) lors de la marche n°105-04 du 15/04/07 (543 km/h) a vec une ambiante de 30°C

Température ambiante = 13°C

VAL-JOLY le 30/09/2009 53

Comportement thermique des Comportement thermique des Comportement thermique des Comportement thermique des Comportement thermique des Comportement thermique des Comportement thermique des Comportement thermique des roulements de boroulements de boroulements de boroulements de boroulements de boroulements de boroulements de boroulements de boîîîîîîîîtes dtes dtes dtes dtes dtes dtes dtes d’’’’’’’’essieuxessieuxessieuxessieuxessieuxessieuxessieuxessieux

36°C maxi

Température maxi atteinte lors de la campagne d’ess ai = 49°C (essieu A gauche) lors de la marche n°105-04 du 15/04/07 (543 km/h) a vec une ambiante de 30°C

Température ambiante = 13°C

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Marches Marches Marches Marches Marches Marches Marches Marches àààààààà trtrtrtrtrtrtrtrèèèèèèèès grande vitesse:s grande vitesse:s grande vitesse:s grande vitesse:s grande vitesse:s grande vitesse:s grande vitesse:s grande vitesse:bilan pour la SNCF et ses partenairesbilan pour la SNCF et ses partenairesbilan pour la SNCF et ses partenairesbilan pour la SNCF et ses partenairesbilan pour la SNCF et ses partenairesbilan pour la SNCF et ses partenairesbilan pour la SNCF et ses partenairesbilan pour la SNCF et ses partenaires

728 km à V>500km/h (28 marches)

52,7 km à V>550km/hVoie ballastée/voie sur bétonCaptage Adhérence à très haute vitesse

Garnitures et disques de frein Motorisation AGVStructure TGV DuplexDonnées expérimentales/simulationsDonnées de maintenance d’aujourd’hui

pour demain …..

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Bilan et innovations:Bilan et innovations:Bilan et innovations:Bilan et innovations:Bilan et innovations:Bilan et innovations:Bilan et innovations:Bilan et innovations:

Structure capacitaire à 2 niveaux apte à la très grande vitesse

Allègement des structures et des équipements

La captage à grande vitesse

La motorisation et ses composants : puissance 9 à10MW: 320 km/h en commercial, vers 350 ou 360

•Les semi conducteurs de puissance

•Les équipement électronique de contrôle commande

•Le moteur à aimants permanents

Freinage par récupération d’énergie: vers une efficacité énergétique accrue, rendement élevé 88%

Globalement : une réduction du coût énergétique et du coût de maintenance à la place

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Les records de vitesse et les technosLes records de vitesse et les technosLes records de vitesse et les technosLes records de vitesse et les technosLes records de vitesse et les technosLes records de vitesse et les technosLes records de vitesse et les technosLes records de vitesse et les technos……………………

TGV Sud Est: 26 février 1981, 380km/h.

Rame articulée, 1 niveau; V commerciale 270 puis 300km/h

Moteur à collecteur, redresseur à thyristors.

TGV Atlantique: 18 mai 1990, 515,3km/h.

Rame articulée, 1 niveau, V commerciale 300km/h;

Moteur synchrone, redresseur et onduleur à thyristors.

TGV POS AGV « V150 »: 3 avril 2007, 574,8km/h.

Rame articulée, 2 niveaux, V commerciale 320km/h;

Moteur asynchrone et moteur à aimants permanents, redresseur et onduleur à IGBT

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Histogramme comparatif :Histogramme comparatif :Histogramme comparatif :Histogramme comparatif :Histogramme comparatif :Histogramme comparatif :Histogramme comparatif :Histogramme comparatif :km parcourus entre les campagnes km parcourus entre les campagnes km parcourus entre les campagnes km parcourus entre les campagnes km parcourus entre les campagnes km parcourus entre les campagnes km parcourus entre les campagnes km parcourus entre les campagnes àààààààà trtrtrtrtrtrtrtrèèèèèèèès grande s grande s grande s grande s grande s grande s grande s grande vitesse du vitesse du vitesse du vitesse du vitesse du vitesse du vitesse du vitesse du «««««««« 515.3 515.3 515.3 515.3 515.3 515.3 515.3 515.3 »»»»»»»» (1990) et du (1990) et du (1990) et du (1990) et du (1990) et du (1990) et du (1990) et du (1990) et du «««««««« 574.8 574.8 574.8 574.8 574.8 574.8 574.8 574.8 »»»»»»»» (2007)(2007)(2007)(2007)(2007)(2007)(2007)(2007)

Campagnes d'essai à haute vitesse et projet V150

2173

19771873

15541447

1311

1032

721

408

288202

1206,2 1,7

1862

0

500

1000

1500

2000

2500

400 410 420 440 450 460 480 500 510 520 530 540 550 560 570 574

Vitesse (km/h)

Pa

rcou

rs c

umul

és (

km)

Campagnes d'essai précédentes Projet V150

Plus de 720km à V>500km/h

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Marche 88Marche 88Marche 88Marche 88Marche 88Marche 88Marche 88Marche 88--------04 du 29 mars 200704 du 29 mars 200704 du 29 mars 200704 du 29 mars 200704 du 29 mars 200704 du 29 mars 200704 du 29 mars 200704 du 29 mars 2007

Vmax 568,0 au pk 196,06 : 14ième marche à V>500. Distance parcourue à V>500 : 392km La puissance à la jante est voisine de: 20MW ! La puissance captée au panto est de 24,3MW

Coup de cCoup de cCoup de cCoup de cCoup de cCoup de cCoup de cCoup de cœœœœœœœœur ur ur ur ur ur ur ur …………………… hommage hommage hommage hommage hommage hommage hommage hommage «««««««« aux anciens aux anciens aux anciens aux anciens aux anciens aux anciens aux anciens aux anciens »»»»»»»» de 1955de 1955de 1955de 1955de 1955de 1955de 1955de 1955

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Mise en service de la Mise en service de la Mise en service de la Mise en service de la Mise en service de la Mise en service de la Mise en service de la Mise en service de la LGV EE le 10 juin LGV EE le 10 juin LGV EE le 10 juin LGV EE le 10 juin LGV EE le 10 juin LGV EE le 10 juin LGV EE le 10 juin LGV EE le 10 juin

20072007200720072007200720072007

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Merci de votre attentionMerci de votre attentionMerci de votre attentionMerci de votre attentionMerci de votre attentionMerci de votre attentionMerci de votre attentionMerci de votre attention