L'avant du Shinkansen, le train grande vitesse japonais, ressemble à un bec, et pour cause : pour résoudre les problèmes liés à la compression de l'air quand le train passe dans des tunnels (nuisances sonores et brusques variations de pression), les concepteurs se sont inspirés du Martin-pêcheur. L'oiseau est en effet capable de changer de milieu (lorsqu'il plonge dans l'eau) en provoquant un minimum de perturbations.
En modifiant le nez du Shinkansen, les ingénieurs ont pu fortement réduire les problèmes de surpression, mais aussi augmenter la vitesse et réduire la consommation énergétique du train.
Commentaires préférés (3)
Pourquoi les TGV, qui semblent soumis aux mêmes problématiques, n’affichent-ils pas le même profil ?
Il me semble que c'est parce qu'au Japon, il y a beaucoup de tunnels, deux tgv classiques arrivant au même moment auraient pu faire éclater le tunnel de par la pression créée. Et agrandir ces tunnels était juste trop cher. Du coup ils ont fait un train qui coupe mieux le vent
Parce que les contraintes techniques sont différentes dans les 2 pays. Les ondes de pressions en entrée de tunnels posent des problèmes identiques pour les 2 trains (bang sonore, inconfort des passagers si les cabines ne sont pas suffisamment étanches) mais le tracé des lignes diffère.
Les TGV roulent majoritairement en atmosphère ouverte. Ils franchissent des ponts, des viaducs, des tunnels et des pentes, mais en France les tunnels sont relativement longs et peu nombreux. Au Japon, les tracés sont faits d'une multitude de petits tunnels en zone urbaine/périurbaine, beaucoup de gens vivent a proximité de ces tunnels.
Donc en France on a travaillé les entrées de tunnels afin d'absorber les ondes de pression. Entrées fuselées, ouvertures de ventilation, fenêtres d'échappement et puits verticaux. Des dispositifs qui laissent progressivement s'échapper la masse d'air sous pression poussée par le train. Tandis qu'au Japon ils ont préféré travailler l'aérodynamique du train à l'extrême parce que c'était plus pertinent dans leur cas. Ceci dit ils utilisent les mêmes techniques sur certains longs tunnels.
Pour info on parle de pression d'environ 1kPa soit 100kg par mètre carré lorsque les trains entrent à 300/320km/h dans un tunnel. Rien de capable d'endommager un tunnel à court terme. Mais sur le long terme, des ondes de chocs répétées endommageraient les trains et les infrastructures en fatigue. Sans compter l'inconfort pour les passagers (oreilles bouchées alternativement).
Tous les commentaires (12)
Pourquoi les TGV, qui semblent soumis aux mêmes problématiques, n’affichent-ils pas le même profil ?
À vos copies, vous avez 2 heures... ;-)
Il me semble que c'est parce qu'au Japon, il y a beaucoup de tunnels, deux tgv classiques arrivant au même moment auraient pu faire éclater le tunnel de par la pression créée. Et agrandir ces tunnels était juste trop cher. Du coup ils ont fait un train qui coupe mieux le vent
Parce que les contraintes techniques sont différentes dans les 2 pays. Les ondes de pressions en entrée de tunnels posent des problèmes identiques pour les 2 trains (bang sonore, inconfort des passagers si les cabines ne sont pas suffisamment étanches) mais le tracé des lignes diffère.
Les TGV roulent majoritairement en atmosphère ouverte. Ils franchissent des ponts, des viaducs, des tunnels et des pentes, mais en France les tunnels sont relativement longs et peu nombreux. Au Japon, les tracés sont faits d'une multitude de petits tunnels en zone urbaine/périurbaine, beaucoup de gens vivent a proximité de ces tunnels.
Donc en France on a travaillé les entrées de tunnels afin d'absorber les ondes de pression. Entrées fuselées, ouvertures de ventilation, fenêtres d'échappement et puits verticaux. Des dispositifs qui laissent progressivement s'échapper la masse d'air sous pression poussée par le train. Tandis qu'au Japon ils ont préféré travailler l'aérodynamique du train à l'extrême parce que c'était plus pertinent dans leur cas. Ceci dit ils utilisent les mêmes techniques sur certains longs tunnels.
Pour info on parle de pression d'environ 1kPa soit 100kg par mètre carré lorsque les trains entrent à 300/320km/h dans un tunnel. Rien de capable d'endommager un tunnel à court terme. Mais sur le long terme, des ondes de chocs répétées endommageraient les trains et les infrastructures en fatigue. Sans compter l'inconfort pour les passagers (oreilles bouchées alternativement).
"...Sans compter l'inconfort pour les passagers (oreilles bouchées alternativement). ..."
un coup l’oreille droite, un coup l'oreille gauche? ^^
Fascinant!! Je me suis toujours demandé pourquoi le nez des tgv asiatiques était aussi moches (oui, les nôtres sont plus beaux...^^), j'imaginais bien qu'il y avait une bonne raison mais je n'aurai jamais pensé cela possible, qu'un train lancé à pleine vitesse puisse endommager les parois du tunnel qu'il traverse.
Bêtement, je pensais que le bouchon d'air comprimé à l'avant du train ne pouvait que le ralentir! et lui faire consommer plus d'énergie! Finalement, l'idée de l'yperloop n'est pas si idiote que ça
JMCMB. :)
Biomimetisme
Moi je lui trouve un air plus joli que le notre.
Mais j'ai jamais trouvé qu'il ressemblait à un martin-pêcheur, plutôt une tête de serpent.
Et sur le débat "pourquoi on a pas fait pareil ?", je pense qu'on aurait dû car les 16% d'economie d'énergie et 10% de gain de vitesse, c'est pas négligeable, j'espère que les raison est plus à chercher dans des brevets ou d'autres contraintes (longueur de quai ou de locomotive ?) sinon c'est vraiment bête de se passer de tels gains !
Excellente explication, merci.
Il est aussi bon de remarquer que le TGV a été conçu en 1971 (proto 001) et le Shinkansen dans les années 90 (ok, le martin-pêcheur était déjà connu en 71).
Je me souviens que le problème de passage à grande vitesse avait été évoqué lors la mise en service du TGV Atlantique en 1989.
Le problème n’existait pas pour le TGV Sud-est mis en service en 1981 car il n’y a pas de tunnel à franchir à grande vitesse entre Paris et Lyon.
Merci. Oui. Après le TGV a évolué tout au long de sa carrière. Plusieurs géométries de nez ont été testées pour améliorer son aérodynamique, réduire sa consommation, etc. Au quotidien ils n'utilisent pas la version la plus aérodynamique (V150) pour tout un t'as de raisons techniques.
Un nez plus long et profilé réduit sa capacité d'emport, pose de contraintes au niveau des longueurs de quais, augmente les coûts d'exploitation, et n'a que peu d'intérêt de part le faible nombre de tunnels problématiques.
Le nouveau TGV M rentrera très bientôt en exploitation et reprend les développements les plus intéressants du V150, il réduira la consommation d'environ 20%.
Il y a un point qui aussi souvent négligé dans la comparaison entre notre TGV et le shinkansen, c'est que chez eux, la plupart des tunnels sont des petites tunnels à voie unique. Pour des raisons de topographie, les tunnels pour chaque sens sont parfois espacés de quelques mètres. Alors qu'en France, les tunnels que passent les TGV, contiennent une double voie, donc plus d'espace et permet à l'air de se déplacer sur le côté du train.