Locomotive à turbine à gaz 40512 27958718 2008-03-30T17:36:05Z Badmood 4507 nouveau style de bandeau de portail, voir [[Wikipédia:Prise de décision/Bandeaux de portail]] Les '''locomotives à turbine à gaz''' ont été mises au point dans plusieurs pays au {{XXe siècle}}. Elles utilisent une [[turbine à gaz]] similaire à celle que l'on rencontre dans les [[avion]]s ou les [[hélicoptère]]s pour entraîner un axe de sortie. La transmission rencontre alors à peu près les mêmes contraintes que pour les [[locomotive diesel|locomotives diesel]] et on observe les mêmes solutions : transmission ''mécanique'', transmission ''électrique'' (similaire à la solution ''diesel-électrique'') ou transmission ''hydraulique''. Elles ont été essayée sous plusieurs formes depuis les [[années 1920]] mais surtout dans les [[années 1960]] et [[années 1950|1950]] alors que le prix du pétrole était bas. Elles ont largement été délaissées au profit des locomotives électriques en [[Europe]] et diesel en [[Amérique]] par la suite. De plus, le niveau sonore qu'elles produisaient présentait également trop d'inconvénients en matière de [[pollution]] sonore pour être utilisée dans le transport ferroviaire. Le développement des réacteurs dans l'aéronautique a permis d'améliorer perfomances et niveau sonore et dans les [[années 2000]], la compagnie [[Bombardier Transport]] a présenté son [[JetTrain]] qui tentent une nouvelle percée de cette technologie. ==Description== {{Article détaillé|Turbine à gaz}} [[Image:Turbine_à_gaz_animée.gif|thumb|400px]] La turbine à gaz est un [[moteur]] thermique réalisant les différentes phases de son cycle [[thermodynamique]] dans une succession d’organes traversés par un fluide moteur gazeux en écoulement continu. C’est une différence fondamentale par rapport aux moteurs à pistons qui réalisent une succession temporelle des phases dans un même organe (généralement un cylindre). Dans sa forme la plus simple, la turbine à gaz fonctionne selon le cycle dit de [[Joule]] comprenant successivement et schématiquement<ref name="NE2">{{en}} {{Lien web |url=http://www.northeast.railfan.net/pro_faq2.html#turbine |titre=Gas Turbine locomotive FAQ |consulté le=2007-07-15 |éditeur=}}</ref>: * une [[compression]] [[ adiabatique]] qui consomme de l’énergie mécanique, * un chauffage [[Isobare (thermodynamique)|isobare]] comme pour un moteur [[Moteur Diesel|diesel]], * une [[détente adiabatique]] jusqu’à la pression ambiante qui produit de l’énergie mécanique, * un refroidissement isobare. Le [[rendement]] est le rapport du travail utile (travail de détente – travail de compression) à la chaleur fournie par la source chaude. Le rendement théorique croit avec le taux de compression et la température de [[combustion]]. Il est supérieur à celui du cycle Diesel car sa détente n’est pas écourtée. La turbine à gaz peut être couplée à un arbre de transmission mécanique ou hydraulique pour transmettre le mouvement aux essieux directement; ou bien à un [[alternateur]] pour produire du courant. Les turbines à gaz ont un rapport ([[poids]], encombrement) / [[Puissance (physique)|puissance]] très avantageux par rapport à un moteur diesel équivalent. De plus, la turbine a peu de pièces mobiles ce qui diminue la détérioration par friction et donc l'entretien. Ceci représentait un net avantage pour les compagnies de chemin de fer. Cependant, la puissance et l'efficacité d'une turbine diminue rapidement lorsqu'on diminue la vitesse de [[rotation]] contrairement à un moteur à pistons dont la courbe est relativement constante. Ce type de locomotive est donc idéal pour de long trajet à grande vitesse constante. Elles ont également souffert d'être très bruyantes et polluantes jusqu'à récemment et leur coûts d'opérations dépend fortement de celui du [[pétrole]]. {{clr}} == Histoire == Les premières expériences d'utilisation datent des années 1920. L'âge d'or se situe durant les années 1950-60 alors que le développement des moteurs à réactions pour les avions enflamment l'imagination. Elles offraient encore un avantage tant que le prix de celui-ci est resté bas mais la technique est devenue économiquement peu rentable avec la montée de ce dernier après les [[chocs pétroliers]] des [[années 1970]]. [[Union Pacific]] opéra la plus large flotte de locomotives à turbine au monde et fut la seule à les utiliser dans le transport de marchandises. Les autres utilisateurs les cantonnèrent dans le transports passagers mais ce fut dans un rôle limité<ref name="NE2"/>. === Premières livraisons === Les [[Chemins de fer fédéraux suisses]] commandèrent leur première locomotive turbine-électrique en 1939. Elles furent livrées en [[1941]]-[[1942|42]] par la compagnie [[Brown Boveri]]<ref name="VOE">{{de}} {{Lien web |url=http://www.voepelm.de/t_b/sbb5/SBB%20Am%204-6%201101/SBB%20Am%204-6%201101.htm |titre=Locomotives à turbine de Suisse |consulté le=2007-07-15 |auteur=Thomas Brian}}</ref>. Elles avaient une puissance de 1,6 [[Mégawatt|MW]] et c'était la première application commerciale de ce principe. Les turbines ne seraient mis en production pour l'aviation qu'à la fin de la [[Seconde Guerre mondiale]]. Le [[Great Western Railway]], de [[Grande-Bretagne]], commanda deux locomotives turbine-électriques durant les [[années 1940]] mais elles ne furent livrées qu'après la nationalisation des chemins de fer en [[1948]]. La première, ''British Rail 18000'', fut construite par ''Brown Boveri'' en Suisse, avait une puissance de 1,9 MW et était du type industriel. La seconde, ''British Rail 18100'', fut construite en Grande-Bretagne par [[Vickers|Metropolitan Vickers]] à partir d'une turbine d'avion et produisait 2,2 MW. La vitesse maximale dans les deux cas était de 145 km/h<ref>{{en}} {{Lien web |url=http://www.greatwestern.org.uk/m_in_cas_18000.htm |titre=British Railways 18000 |consulté le=2007-07-15 |éditeur=The Great Western Archives}}</ref>. === Les grandes années === ==== Amérique du Nord ==== [[Image:Union Pacific 18.jpg|thumb|250px|right|Locomotive UP 18, au musée ''Illinois Railway Museum'']] [[Union Pacific]] commença à utiliser des locomotives turbo-électriques dans les années 1950, surtout pour les trains de marchandises sur longue distance<ref name="UP">{{en}} {{Lien web |url=http://www.uprr.com/aboutup/history/loco/locohs05.shtml |titre=Historical UP locomotives: Gas turbine locomotives |consulté le=2007-07-15 |éditeur=[[Union Pacific]]}}</ref>{{,}}<ref name="RailP">{{en}} {{Lien web |url=http://www.railpower.com/2support/locomotives.htm |titre=Gas Turbine-Electric Locomotive Completes Preliminary Road Tests |date=juillet 1949 |consulté le=2007-07-15 |éditeur=Rail Power |auteur=Locomotive Engineers Journal}}</ref>. On utilisait le [[mazout]] lourd de classe C, un résidus de raffinage habituellement réservé aux navires, ce qui rendait l'opération rentable mais encrassa prématurément les turbines<ref name="NE1">{{en}} {{Lien web |url=http://www.northeast.railfan.net/turbine_faq.html |titre=Gas turbines FAQ: What fuel did GE's Turbines use?|consulté le=2007-07-15 |éditeur=North East Rails}}</ref>. Jusqu'à dix pourcent (10%) de la flotte de cette compagnie mais furent abandonnés durant les années 1970 avec la montée des prix du pétrole. Durant les [[années 1960]], la compagnie américaine [[United Aircraft and Transport Corporation|United Aircraft]] construisit le [[Train Turbo (United Aircraft Corporation)|Train Turbo]] pour le service passager<ref name="Turbo">{{en}} {{lien web |url=http://www.sikorskyarchives.com/train.html |titre=Turbo Train |consulté le=2007-07-15 |série=Archives |éditeur=[[Sikorsky Aircraft Corporation]]}}</ref>. Il fut testé par le [[Pennsylvania Railroad]] et plus tard le [[Canadien National]]. Les compagnies ferroviaires se départirent de leurs services passagers non rentables au début des années 1970 et ce sont les compagnies étatiques [[Amtrak]] ([[États-Unis]]) et [[VIA Rail]] ([[Canada]]) qui héritèrent du Turbo. Il fut en service jusqu'au début des [[années 1980]] au Canada, sur la ligne [[Montréal]]-[[Toronto]], alors qu'on le remplaça par le [[train LRC]] à locomotive diesel-électrique. Amtrak de son côté acheta deux types de locomotives à turbine, toutes deux appelées [[Turboliner]]s. La première était assez similaire au [[Turbotrain]] de la [[Société nationale des chemins de fer français|SNCF]] mais plus lourd à cause des ajouts demandés pour la sécurité par le '' Federal Railroad Administration''. La seconde fut du constructeur Rohr. Aucune n'est plus en service du premier type mais des ''Rohr Turboliners de version III'' rénovées roulent encore. ==== Europe ==== [[Image:RTG Houlgate - Digue de la Rue des Bains 1989.jpg|thumb|200px|right|Turbotrain de la [[Société nationale des chemins de fer français|SNCF]] à [[Houlgate]], sur la ligne [[Deauville]]-[[Dives-sur-Mer|Dives]], à l'été [[1989]]]] La [[Société nationale des chemins de fer français|SNCF]] commanda un certain nombre de rame de trains mûs par des locomotives turbo-électriques, les [[Turbotrain]], avant l'électrification de son réseaux de chemins de fer<ref name="Griz">{{fr}} {{Lien web |url=http://leportailferroviaire.free.fr/trains/t2000/index.htm |titre=Rames à Turbines à Gaz (RTG) et Turbotrain - T2000 |consulté le=2007-07-15 |auteur=Guillaume Bertrand }}</ref>. Ces trains avaient en général une locomotive à chaque extrémités et trois wagons de passagers. Le dernier pris sa retraite en [[2005]]<ref name="Griz"/>. On essaya également lors du développement du [[TGV]] de lui associer une locomotive à turbine. Ce prototype, le [[TGV 001]], fut abandonné au profit de la locomotive électrique avec la montée des coûts du pétrole<ref name="TGV1">{{fr}} {{Lien journal |url=http://www.emdx.org/rail/30ansTGV |title=Le turbotrain expérimental T.G.V.-001 |date=mai 1972 |journal = [[Revue générale des chemins de fer]] | accessdate = 2007-07-15 |author=J.Ph. Bernard }}</ref>. La locomotive turbo-électrique du [[British Rail]] APT-E, ''[[Advanced passenger train]]'' à haute vitesse britannique, fut remplacé par une locomotive électrique quand le constructeur de turbine [[British Leyland]] cessa la production du modèle de la turbine utilisé. === Nouvel intérêt === En [[2002]], [[Bombardier Transport]] annonça le lancement de son [[JetTrain]], un [[train pendulaire]] mû par une locomotive turbo-électrique. La turbine fabriqué par [[Pratt & Whitney Canada]] à [[Longueuil (Québec)]] a une consommation de 20% inférieure à l'équivalent diesel et un niveau sonore qui se situe sous les seuils permis par la ''Federal Railways Administration'' [[États-Unis|américaine]]<ref>{{en}}Magazine ''Rail'', volume 550, page 33</ref>. Elle est donc compétitive avec le parc de locomotives diesel qui couvre l'Amérique du Nord et son utilisation avec des wagons pendulaire permet d'obtenir de grande vitesses sans construire de nouvelles lignes dédiées à ce transport. Jusqu'à présent ([[2007]]), aucune commande n'a cependant été passée. == Voir aussi == === Articles connexes === * [[Locomotive]] * [[TGV 001]], ancêtre à turbine du [[TGV]] électrique actuel * [[RTG]] ([[rame à turbine à gaz]]) de la SNCF * [[JetTrain]] de [[Bombardier Transport]] === Liens externes === *{{en}} [http://donsdepot.donrossgroup.net/dr068.htm Photos des locomotives à turbine de l'Union Pacific] == Notes et références == <references /> {{Portail|ferrovipédia|Transpédia}} [[Catégorie:Locomotive à turbine à gaz]] [[en:Gas turbine-electric locomotive]] [[hr:Turbinska lokomotiva]] [[ja:電気式ガスタービン機関車]] [[ru:Газотурбовоз]] [[sh:Turbinska lokomotiva]]