AGV - Automotrice Grande Vitesse

L'aérodynamisme

Sommaire:

Notion d'aérodynamisme

L'aérodynamique est une branche de la dynamique des fluides qui porte principalement sur la compréhension et l'analyse des écoulements d'air, ainsi qu'éventuellement sur leurs effets sur des éléments solides qu’ils environnent.
L'aérodynamisme (terme non technique) qualifie un corps en mouvement dans l’air. Le champ d’études peut se subdiviser en aérodynamiques incompressible et compressible en fonction du nombre de Mach, c'est-à-dire en fonction du rapport entre la vitesse de l'écoulement et celle du son.

  • L’aérodynamique incompressible concerne les écoulements pour lesquels le nombre de Mach est inférieur à 0,25 environ, et se placer dans cette classe d'écoulements permet de prendre certaines hypothèses simplificatrices lors de l'étude des ces écoulements. (la vitesse de 0.25 Mach correspond environ à 320 km/h)

  • L’aérodynamique compressible quant à elle se subdivise en aérodynamique : subsonique à Mach compris entre 0,25 et le Mach critique, ce qui correspond à une vitesse d'écoulement localement supérieure à la vitesse du son

Mach: rapport de la vitesse « v » d’un mobile par rapport a la vitesse « c » du son.
Cette vitesse varie cependant en fonction de l'altitude et de la température.

Dans notre cas seul le phénomène de la traînée nous intéresse car c’est la composante majeure des forces s’opposant à l’avancement du train.

LA TRAINEE: force parallèle et opposée à l’écoulement La traînée est proportionnelle à:

  • la valeur au carré de la vitesse.

  • la surface exposée au vent

  • la masse volumique du fluide traversé.

  • un coefficient de profil de l'obstacle. (coefficient de traînée)




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Application à l'AGV

Il est donc très important que le train soit aérodynamique, car les forces qui en découlent ne sont pas négligeables.

A une vitesse de 300 km/h, 90% de la résistance totale à l’avancement d’un TGV provient de la traînée. Les principales sources de cette force résistante sont la partie avant, la partie arrière, l’écartement entre les voitures et la rugosité des surfaces.
L’aérodynamisme est important pour la stabilité du train, la vitesse, la consommation, la beauté, l’acoustique.
Chez l’AGV la partie avant est élancée.
Les concepteurs du train se sont inspirés d’un avion de chasse conçu en 1970, le F15.



Comme nous pouvons le voir la face avant est très effilée. En plus d’une partie avant bien étudiée, les ingénieurs d’Alstom ont pensés à recouvrir le dessous du train avec un capot pour améliorer l’aérodynamisme, ils ont également recouvert la toiture avec un capot pour que l’AGV ait une forme très aérodynamique.

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Les avantages et performance du train

Grâce à tous les changements opérés par rapport à un train à grande vitesse classique, l’AGV est plus aérodynamique que ses prédécesseurs.
En effet, les avantages apportés ses améliorations permettent :

  • Consommation moins importante suite à la diminution de la résistance à l’avancement par rapport à ses concurrents (chute de 10 à 20%) car la traînée est 5 fois plus faibles que celle d’un TGV.
    Ce qui permet une réduction des turbulences sonores, l’acoustique est similaire à 360 km/h chez l’AGV qu’à 320km/h chez le TGV

  • Les transformations apportées à l’AGV par rapport au TGV pour améliorer l’aérodynamisme ont engendré un allégement de 70 tonnes ce qui a permis de grandes économies au niveau des coûts en énergie.

  • Pas de problème d’effet de souffle sur les ouvrages d’art

    Effet de souffle: La circulation d’un train provoque un déplacement d’air et des turbulences qu’on appelle effet de souffle.
    Un ouvrage d'art désigne une construction de grande importance entrainée par l'établissement d'une voie de communication tel qu’une voie ferrée

  • Réduction des émissions de CO2 (Voir graphique)







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