Un treno ad alta velocità è, secondo l' Unione Internazionale delle Ferrovie (UIC):
In Francia, nei progetti di infrastrutture ferroviarie, si parla più di TAGV (Treni adatti all'alta velocità) per ottemperare alle regole europee di apertura alla concorrenza.
L'alta velocità è nata in Giappone nel 1964 con lo Shinkansen , poi si è diffusa in diversi paesi dell'Europa e dell'Asia. Ha trasformato il trasporto di passeggeri su treno e ha dato nuovo impulso a questa modalità di trasporto.
Questo articolo cita anche, in via secondaria, i veicoli a levitazione magnetica, che non possono essere definiti apparecchiature ferroviarie poiché non sono guidati da rotaie, non hanno ruote e non hanno alcun contatto con la loro infrastruttura di guida.
Fu in Giappone che apparvero i primi treni ad alta velocità. Sviluppato dalla società giapponese Japanese National Railways (dal1 ° aprile 1987 : Ferrovie Giapponesi ). Entrarono in servizio nel 1964 con l'inaugurazione della prima linea ad alta velocità che collegava Tokyo ad Osaka . Il tutto viene quindi battezzato Shinkansen che letteralmente significa "nuova linea principale". Solo nel 1981 un secondo Paese, la Francia, inaugurò un proprio treno ad alta velocità con il TGV progettato dalla società Alstom , che non nasconde di aver studiato a lungo lo Shinkansen giapponese.
Nel 2017, dopo 10 anni di sviluppo di linee ad alta velocità in Cina , China Railway ha presentato la sua nuova gamma di treni ad alta velocità, denominata Fuxing (CR) , di tecnologia interamente cinese, che mira a sostituire i treni Hexie (CRH) , da tecnologie straniere. I nuovi treni Fuxing viaggiano a una velocità commerciale di 350 km/h , che è la più veloce al mondo, davanti a Francia o Giappone ( 320 km/h ).
Tuttavia, nello stesso periodo, viene studiato un altro concetto di treno ad alta velocità. Anche in Giappone , nel 1962, quando i primi Shinkansen non erano ancora in servizio, fu studiato il sistema di levitazione magnetica. Da lì nasce il Maglev , un treno che non viaggia su rotaie , ma "galleggia" a pochi centimetri da terra tramite elettromagneti . Sebbene la resistenza al rotolamento di un treno TGV rappresenti solo il ~ 19% della sua resistenza al movimento a 320 km/h, potrebbe essere interessante liberarsene e passare alla levitazione magnetica. I giapponesi sono così i detentori di due record di velocità per un treno magnetico, con il JR-Maglev MLX01, che raggiunse i 581 km/h nel 2003 , velocità battuta il 21 aprile 2015, quando un MAGLEV raggiunse i 603 km/h .
La Francia è detentrice del record di velocità su rotaia , ottenuto da un TGV che ha raggiunto i 574,8 km/h su3 aprile 2007.
Fu la prima, nel 1955 , a superare la soglia dei 300 km/h .
Nel 1988 , la DB è stata la prima a superare la soglia dei 400 km/h .
I 500 km/h furono superati per la prima volta dalla SNCF nel 1990 con 515,3 km/h .
Alcuni esperimenti hanno utilizzato turbine a gas : TGV 001 o treno passeggeri Advanced per esempio. Il JetTrain di Bombardier Transportation , con una velocità di 240 km/h arriva ad alta velocità.
Ad eccezione dei treni (prossimamente sostituiti) circolanti sulla Direttissima Roma-Firenze, alimentati a 3.000 V DC, i treni ad alta velocità utilizzano un'alimentazione in corrente alternata ad alta tensione: 15 kV sulle reti dove viene utilizzato questo sistema lo standard, con due frequenze simili: 16,667 Hz (paesi scandinavi) o 16,7 Hz (paesi germanici); 25 kV 50 Hz o 60 Hz in gran parte del mondo, 20 kV - 50 o 60 Hz in Giappone. Solo questi sistemi consentono le elevatissime richieste di potenza istantanea necessarie per l'accelerazione. A seconda delle tratte da effettuare sulle reti preesistenti, alcuni treni sono multicorrente (caso TGV Thalys , TGV POS e ICE 3 in particolare).
TrazioneCi sono treni motorizzati distribuiti come lo Shinkansen in Giappone (motorizzazione completa o meno, a seconda del tipo di materiale), l' ICE 3 e i suoi derivati ( Velaro ) hanno un asse su due motorizzati.
Gli ICE erano in precedenza a motorizzazione concentrata: ICE 1 , convogli lunghi con due motori terminali e convogli corti ICE2 con un solo motore e accoppiabili a coppie. In Francia, i TGV e i loro derivati, Thalys , Eurostar , AVE , KTX, Acela , sviluppati da Alstom in collaborazione con SNCF , utilizzano convogli composti da due unità motrici con due carrelli fiancheggianti una sezione articolata, costituita da rimorchi i cui carrelli intermedi sono comune a due box adiacenti. I due carrelli terminali della sezione articolata possono essere motorizzati ( TGV PSE, Eurostar ).
Potenza e consumo di energia elettricaL'impatto ambientale dei treni ad alta velocità viene utilizzato sia come argomento di marketing dagli operatori, ad esempio il programma Green Travel della società Eurostar, sia come argomento contro i progetti di linee ad alta velocità.
Il rumore è il fastidio principale per i residenti locali.
Si misura in Laeq (Francia) o LDEN (Europa).
Ci sono meno lamentele da parte dei residenti in LGV che da parte dei residenti in autostrada, osservazioni supportate da studi che hanno dimostrato che il rumore ferroviario era meglio tollerato rispetto al rumore stradale (differenziale di 5 dB a parità di sensazione di fastidio).
Rumore di rotolamentoIl rumore di rotolamento è causato da difetti nella finitura superficiale della ruota. Provocano vibrazioni trasmesse dall'aria (rumore aereo) e dal suolo (rumore strutturale).
I rumori di solidarietà sono molto comuni sulle vecchie linee (possiamo sentirli ad esempio negli edifici costruiti sopra le linee della metropolitana di Parigi). Oggi sappiamo come costruire i binari per evitare questo problema.
I difetti delle ruote sono dovuti all'usura. Sul treno, è stata diminuita sostituendo i freni a ceppo con freni a disco .
Rumore aerodinamicoTrascurabili sui treni convenzionali, diventano predominanti a partire da 300 km/h .
Possono essere limitati migliorando l'aerodinamica.
Impatto delle infrastruttureLa traiettoria laterale di un treno TGV è precisa entro 2 cm , il che consente di installare barriere antirumore il più vicino possibile al binario, aumentandone l'efficienza. Sono costruiti utilizzando materiali assorbenti (tecnica poco utilizzata in Francia), oppure sono costituiti da pareti in cemento o schermi di vetro. Possono anche essere semplici terrapieni (Merli), dove ci sono sufficienti diritti di passaggio. I merli di terra sono economici e possono essere vegetati. Lo scavo di una trincea non è necessariamente più costoso di un muro su un nuovo binario e questa soluzione è più discreta.
Poiché la maggior parte del rumore proviene dal suolo (contatto ruota-rotaia, aerodinamica dei carrelli, ecc. ), è spesso possibile realizzare muretti (o trincee) che permettano ai viaggiatori di vedere il paesaggio.
La trincea coperta, o anche la galleria, forniscono una soluzione più radicale al problema del rumore; ma è la tecnica più costosa da implementare.
Un certo numero di tecnologie utilizzate sui LGV consentono di evitare le vibrazioni dei binari:
Progressi esistono anche sul materiale rotabile:
Può anche essere vantaggioso seguire il percorso di un'autostrada a brevi distanze per mutualizzare i fastidi, la legge di addizione del rumore non essendo lineare. Ad esempio, la somma di due rumori di 63 dB equivale a un rumore di 66 dB , mentre fisiologicamente la sensazione di disagio raddoppia quando il rumore aumenta di 10 dB .
L' incidente ferroviario di Eschede , che ha coinvolto un ICE il 3 giugno 1998, è il più grande disastro ferroviario ad alta velocità del mondo. Ha lasciato 101 morti e un centinaio di feriti.
Lo Shinkansen ha subito un deragliamento parziale su un viadotto durante il terremoto del 23 ottobre 2004 nella regione di Niigata; non ha fatto vittime. Un treno (senza passeggeri) è parzialmente deragliato vicino a Kumamoto nel 2016 durante un forte terremoto
Il TGV subì tre deragliamenti ad alta velocità : il 14 dicembre 1992 a 270 km/h alla stazione Mâcon-Loché-TGV , il 21 dicembre 1993 a 249 km/h ad Ablaincourt-Pressoir e il 5 giugno 2000 nei pressi di Arras. Questi incidenti hanno causato solo lievi ferite.
L' incidente ferroviario del 2011 a Wenzhou , in Cina, quando due treni ad alta velocità si teletrasportò, lasciò 38 morti e 192 feriti il 23 luglio 2011.
L' incidente ferroviario di Santiago de Compostela del 2013 ha coinvolto un S-730, una versione ibrida modificata degli S-130 , in partenza da Madrid diretto a Ferrol in Galizia e con a bordo 222 persone, che è deragliato in una curva prima della stazione di Saint-Jacques-de -Compostelle per eccessiva velocità (colpa del conducente). Il bilancio finale mostra 79 morti e 143 feriti.
L' incidente ferroviario di Eckwersheim è un deragliamento (tipo ribaltamento) avvenuto in Francia sulla linea ad alta velocità dell'Europa orientale (LGV) il 14 novembre 2015 a Eckwersheim , nei pressi della stazione di Vendenheim , una decina di chilometri a nord di Strasburgo , nella Bassa Reno . L'incidente ha coinvolto un treno speciale TGV che era in viaggio per effettuare le prove di omologazione per la seconda tratta di questa nuova linea. Questi test sono stati supervisionati da Systra, una società di ingegneria ferroviaria. Il treno trasportava cinquantatré persone, ferrovieri e ospiti (compresi bambini), undici dei quali rimasero uccisi o gravemente feriti. Prima di questo incidente, in Francia sono avvenuti altri deragliamenti del TGV, che al massimo hanno causato solo lievi feriti. Il deragliamento di questo treno è quindi il primo a provocare morti e feriti gravi (causa principale: procedura di decelerazione del convoglio troppo tardiva rispetto alla configurazione del binario LGV in questa località).
Panoramica del sito di deragliamento a Eckwersheim, il 15 novembre 2015.
Vista ravvicinata lo stesso giorno.
Il primo costruttore di treni ad alta velocità fu l'italiana Fiat Ferroviaria (acquisita nel 2001 da Alstom ) , che dal 1967 studiò i convogli ad assetto variabile attivo Pendolino ETR 401 , che furono messi in servizio dalle ferrovie italiane solo nel 1976. L' ETR 450 , ETR 460 , ETR 470 , ETR 480 e ETR 610 vi seguirà .
Attualmente, i primi otto produttori di treni ad alta velocità nel mondo sono:
Tra i derivati si possono citare:
Fuxing CR400AF, Cina.
Fuxing CR400BF, Cina.
Fuxing CR300BF, Cina.
Hexie CRH380A, Cina.
Hexie CRH2E, Cina.
Shinkansen E5 a Sendai, Giappone.
ICE 3 alla stazione Paris-Est .
KTX-I , Corea del Sud.
KTX-II , Corea del Sud.
Thalys TGV PBKA n o 4302 alla stazione Paris-Nord .
S-102 alla stazione di Valladolid, Spagna.
Acela Express , Stati Uniti.
Pendolino nel Regno Unito.
TGV Lyria, Francia.
TGV Oceano, Francia.
ICN RAB Da 500 a Twann .
ETR 610 nella stazione di Sion .
CE 205 (RABe 503) in prova.
RGV 2N ha firmato Al Boraq alla stazione di Tangeri-Ville .