Train à grande vitesse pendulaire

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Jusqu'à une période récente, les trains classiques (en particulier du temps de la vapeur) bénéficiaient d'une puissance limitée. Pour que des trains puissent circuler en toute circonstance avec un tonnage économiquement rentable et une vitesse acceptable, il était donc impératif que les voies qu'ils empruntaient présentent une déclivité aussi faible que possible. Les lignes ont donc souvent été tracées en fond de vallée, en suivant les cours d'eau. Elles sont ainsi très souvent sinueuses. La sinuosité d'une ligne était sans grande conséquence à l'allure des anciens trains, mais devient un inconvénient lorsqu'elle doit être parcourue par un train plus rapide, et donc soumis à une force centrifuge plus intense. Cet inconvénient peut être compensé par la pendulation, et peut permettre dans certains cas d'atteindre la haute vitesse sur ligne classique sinueuse.

Dans les conditions adaptées, le train pendulaire permet d'emprunter à grande vitesse les courbes des lignes classiques. Le gain de vitesse qui peut être obtenu sur ligne classique par la mise en œuvre de trains pendulaires est très variable. Il dépend de nombreux paramètres, tels que les tolérances acceptées sur une ligne donnée quant à son insuffisance de dévers. Plus ces tolérances sont élevées et plus le dévers en courbe est faible, moins la pendulation aura d'influence sur le gain de vitesse mais elle permettra alors d'améliorer le confort postural des voyageurs en limitant les déséquilibres causés par les accélérations horizontales de la force centrifuge. Il peut cependant causer chez certains passagers une cinétose spécifique qui semble due aux mouvements de l'horizon^[1].

Le mélange des deux techniques, TGV et pendulaire, permet la création d'engins ferroviaires mixtes capables de circuler à la fois en mode TGV classique sur les lignes à grande vitesse et en mode pendulaire sur des lignes classiques. Dans plusieurs des pays européens, les deux techniques sont développées en parallèle, à savoir par exemple l'ICE (Train à grande vitesse), le VT 610 (pendulaire) pour l'Allemagne ou encore l'ETR 450/460 pendulaire italien ou l'Avelia Liberty d'Alstom.

Sur les lignes classiques, le train à grande vitesse doit cohabiter avec des trains plus lents (fret, trains régionaux...). Sur des lignes chargées, cela nécessite la construction de nouvelles voies pour éviter les ralentissements.

Il faut par exemple 80 km de voie pour qu'un train roulant à 200 km/h puisse en dépasser un second qui avance à 160 km/h^[2].

L'accroissement de la vitesse dans les courbes induit une augmentation corrélative des coûts de maintenance de la voie, les efforts transversaux sur celle-ci étant significativement augmentés ; la pendulation compense en effet la force centrifuge au niveau du plancher, mais pas au niveau de la voie. Le train pendulaire à haute vitesse impose donc un entretien des voies plus important. Il exige également une refonte des infrastructures (passages à niveau, signalisation, traction électrique, protection des abords) pour garantir la sécurité et la qualité à pleine vitesse. Par ailleurs le matériel roulant est plus cher à capacité égale.