EAD - TGS

L'application de la propulsion par turbine à gaz nécessitera trois types de tests :
- des essais du turbomoteur en poste fixe, réalisés au CEP (Centre d'Essais des Propulseurs) à Saclay,
- des essais en ligne pratiqués principalement entre Orléans et Vierzon (voie limitée à 200 km/h - bon profil),
- des essais au banc, à l'Agence d'Essais Ferroviaires de la SNCF à Vitry-sur-Seine.

Le choix d'un autorail bi-caisse s'est révélé judicieux car le moteur diesel se charge de la propulsion jusqu'à 70 km/h environ.

Le turbomoteur est alimenté durant sa phase de démarrage par du PSP (pétrole sans paraffine), avec une consommation de 2 à 3 litres. Ensuite, pour la phase de marche normale, le combustible utilisé est le gas-oil standard. La version aéronautique du "TURMO III C" fonctionne exclusivement au kérosène et l'introduction du gas-oil présentait intrinsèquement une inconnue quant au comportement de la turbine. Les essais montreront que la turbine à gaz choisie accepte bien le gas-oil, sous réserve de réglages particuliers au niveau des diverses pressions.

La motrice à turbomoteur comporte 2 réservoirs d'une capacité de 750 litres de gas-oil qui permettent un autonomie moyenne de 4 heures. La consommation s'élève à 330 kg/h environ. Entre 200 et 230 km/h, la turbine exige 1,4 litre par kilomètre. A titre indicatif, il s'agit de la consommation d'un autorail X 2800 qui tracte 2 remorques en condition assez-sévère.

La transmission est relativement simple puisqu'elle peut s'affranchir d'une boîte de vitesses. Un réducteur "Minerva" est cependant présent dans la chaîne cinématique.

La principale difficulté à résoudre a été la diminution des bruits extérieurs, liés à la présence de la turbine à gaz. Le turbomoteur ne comportant pas d'élément en mouvement alternatif, les vibrations sont quasiment absentes. De plus, la combustion étant continue, il faut aller chercher ailleurs l'origine principale du bruit qui est principalement lié à l'admission d'air frais et à l'échappement des gaz brûlés.

L'aspiration : le débit d'air aspiré, environ 5 m³/s, s'effectue en traversant successivement des persiennes anti-neige, un abat-son et des filtres de grande dimension ne générant pas de perte de charge sensible. Le captage de l'air frais est assuré par une écope orientable suivant le sens de la marche. Le dépassement extérieur de l'écope, sur le côté gauche de l'élément, s'inscrit dans le gabarit UIC. Il faut noter que le seuil de filtration est moins important qu'avec un moteur diesel, la turbine étant relativement tolérante à ce niveau.

L'échappement : le volume des gaz à évacuer peut atteindre 25 m³/s à pleine charge. Un échappement très fortement dimensionné, d'une masse d'environ 1 tonne, participe à la ventilation du compartiment moteur, par effet venturi. Sur le pavillon, l'échappement nécessite une ouverture de 3,50 m x 1,40 m. La difficulté a été de faire un compromis entre l'abaissement du niveau sonore et l'augmentation des pertes de charge, nuisibles aux performances.

Le niveau sonore est conforme aux normes en vigueur à l'époque, mais le bruit strident (fréquences élevées) est particulièrement désagréable à l'extérieur, surtout lors des séjours dans les gares équipées de quais couverts.

Une turbine à gaz comporte des zones très chaudes qui peuvent provoquer un incendie en cas de fuite de carburant ou de lubrifiant. Un dispositif d'extinction automatique a donc été installé. Des rampes d'aspersion sont alimentées par 2 bouteilles de fréon (15 kg sous 17 bars), en cas de départ de feu détecté par des capteurs bilames présents autour du turbomoteur.

L'automoteur expérimental TGS aura parcouru plus de 250 000 km, dont plus de 500 marches à des vitesses comprises entre 200 et 252 km/h.



Vue en coupe du turbomoteur "TURMO III C". (document SNCF)

- Points forts : la turbine à gaz permet de concevoir des rames autonomes légères, rapides et fiables qui permettent de valoriser l'infrastructure existante. Le prix d'un turbomoteur est très compétitif par rapport à un moteur diesel de puissance équivalente. L'absence de mouvement alternatif permet d'éliminer bon nombre de vibrations.

- Points faibles : la consommation spécifique d'une turbine à gaz est plus élevée que celle d'un moteur diesel. Le faible couple procuré par un turbomoteur à bas régime permet difficilement de s'affranchir d'un moteur diesel pour les phases de démarrage, d'évolution à vitesse réduite ou en profil sévère.

- L'après-TGS : cette expérimentation débouchera sur la production des ETG (éléments à turbine à gaz) par ANF Industrie à partir de 1969. Leur mise en service s'étalera de 1970 à 1973, la radiation du dernier exemplaire aura lieu en 1999. Les ETG étaient munis, comme l'automoteur expérimental, d'un turbomoteur et d'un moteur diesel Saurer. Il faudra attendre l'arrivée des RTG (rames à turbines à gaz) pour voir mise en application la propulsion assurée exclusivement par des turbomoteurs. En 2001, des RTG sont toujours en service, mais leur remplacement commence à être sérieusement envisagé.

Turbotrains RTG à propulsion intégrale par 2 turbines à gaz, photographiés chez ANF Industrie.
On distingue de gauche à droite les versions suivantes : Iranienne, SNCF et Amtrak (États-Unis).
(document ANF Industrie)

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