Rendement par voyageur : Le Retour

[GEORGES70]

Salut tout le monde,

Voici un petit projet pour une publication sur le blog alternotre.
Je me suis tellement fait pourrir la première fois que j'ai eu envie d'y retourner !

A la base j'avais repris les calculs de rendement énergétique par passager. Le résultat était apparemment sans appel, cependant, je ne pouvais pas imaginer que Mr Bertin ait loupé cet aspect. A mon sens il devait y avoir une bonne raison que je n'avais pas compris. Au final, après ... 18 mois de réflexion, voici mes conclusions sous forme d'article.

Merci de votre lecture, commentaires... et corrections... :

+++

Le 19 Juillet 1974, J De Barin dans « Le Monde » supporte le système de transport « TGV » en dénonçant « ..l’engouement de certains politiques soucieux de ne pas manquer un rendez vous avec l’histoire pour l’aérotrain, sans se préoccuper d’abord des besoins à satisfaire ». Cette prise de parti révèle deux questions essentielles :

- Quel est le besoin à satisfaire ?
- Qui du TGV ou de l’Aérotrain remplis le mieux le besoin ainsi désigné ?

Le Besoin : Etre rapide et économe.
S’il s’agit de remplacer une partie du trafic aérien par un transport de surface, le but est donc de déplacer rapidement une masse de personne d’un point à un autre. Dans le même temps, on peut attendre d’un tel mode de transport une consommation énergétique nettement moindre que celle engendrée par un aéronef. Donc, pour résumer, le besoin c’est de transporter des passagers, rapidement avec le meilleur rendement énergétique possible.


Une réponse : Le TGV, évidemment !

Dans le domaine du 250 à 300 Km / H, L’aérotrain I 80 se proposait de propulser 80 passagers grâce à une puissance embarquée de 3300 Kw. Il est donc utilisé 30,34 Kw par passager (2427 Kw / 80 ) pour déplacer ce dernier à 250 Km / H.
En face, le TGV 1ère génération à travail identique, requiert 6540 KW / 345 passagers, soit 18.96 Kw / Passager. Le nouvel AGV requiert lui 18.46 Kw. Clairement, face au coussin d’air, le train rapide à roue l’emporte.

TGV : La victoire du médiocre " Edit suite commentaire Chd "

Admettons qu’un passager et ses bagages représentent une charge utile de 100 Kgs. L’aérotrain, ainsi chargé, représente une masse de 32 Tonnes. La masse brute de la machine est elle de 25 Tonnes. Pour 100 Kgs de charge utile (le passager) on aura donc une masse « technique » de 300 Kgs. En des termes plus financiers, on peut dire qu’entre l’unité de payante ( le passager) et le capital immobilisé ( le véhicule aérotrain) Il y a un rapport de 3.

En face, le nouvel AGV a une masse brute de 510 Tonnes et peut transporter 650 Passagers. Le même calcul donne donc un rapport passager / masse technique de 784 KGs, soit, un rapport Unité Payante / Capital immobilisé de 7.84.


Donc, au final, sur un investissement énergétique de 100 % l’aérotrain en valorise 30 % pour mouvoir efficacement un passager. L’AGV va, lui, valoriser effectivement 12.7% de son énergie, le reste ne servant qu’à mouvoir sa propre masse.
Pour parvenir au même rendement, à masse égale, l’AGV devrait transporter 1700 Passagers au lieu des 650 actuels. L’aérotrain pour « descendre » au niveau de l’AGV devrait ne transporter que 35 passagers au lieu des 80 possibles.

Au final TGV et AGV sont des machines avant tout conçues pour se transporter elles-mêmes.

S44 : L’ennemi mortel.

Pour conclure ce long billet, penchons nous un peu sur le S44. En 1974, cet aérotrain électrique préfigurait ceux qui auraient dû voler entre Paris et Lyon. Pour une masse brute de 8.4 Tonnes, il lui était possible de transporter 44 passagers pour un investissement énergétique de 400 Kw. A 170 Km maximum, la vitesse du S44 était nettement inférieure à celle du TGV. Cependant, appliquer le même calcul au S44 produit les résultats suivants :
- Rapport passager / Masse technique : 191 Kgs immobilisés pour 100 Kgs transportés – soit un rapport Unité payante / Capital immobilisé de … 1.91 - (AGV 7.84)
- Puissance requise spécifique par passager : 9.09 Kw - (AGV 18.46 )

A voir ces chiffres, on peut imaginer sans trop de peine, qu’un aérotrain «électrique » aurait développé un rapport spécifique énergie / passager identique à l’AGV pour un rapport Unité Payante / Capital immobilisé 4 fois inférieur.


A 26 Millions d’euros pour une rame AGV, il est regrettable que la politique n’ait pas eu le souci d’avoir avant tout rendez vous avec l’Histoire.

+++

Merci pour votre experte lecture .

[pjskyman]

Quelle plume, tu nous sors ici des phrases cultes !
Je n'aurai pas de corrections à apporter, je suis juste bluffé par cette vérité entonnée avec une grande justesse de ton. Merci.

[GEORGES70]

Bah... Ne fais juste synthétiser la masse de vos connaissances en y apportant la touche "logistique" que mon métier me confère.
Mais je reste ennuyé sur le S44... pas moyen de trouver une source fiable. ... Si les 400 Kw sont confirmés, c'est du LOURD !


Bizarre que rien ne traîne sur cet engin !...

Sauf ces docs :

http://ks358453.kimsufi.com/~artenay/Fa ... ocaer.html

Et pis :

http://l2ep.univ-lille1.fr/fileupload/f ... n_REMY.pdf
Sur les premières pages...

Et pis c'est tout...

[pjskyman]

De souvenir, le moteur linéaire consommait jusqu'à 5 MW, soit 1666 A sous 3 kV. Ça explique plus facilement les fontes du rail en alu s'il faisait du sur place. Cette info figure de source sûre dans le bouquin, pour ceux qui l'ont sous la main

[ChD]

Salut,

A priori, rien à redire non plus sur les calculs, si les données fournies sont justes.
Ce que je trouve cependant fallacieux, ce sont les arguments utilisés pour présenter la partie "Une autre réponse : L’aérotrain sûrement !".
Je ne vois pas trop en quoi le poids même de l'engin transporteur nous importe.
Si on s'en tient simplement aux premières valeurs que tu donnes, si on dispose de 6600 kW (je reviendrai juste après sur la représentation des unités), ça nous permet de transporter 160 passagers avec 2 I80, ou bien 345 passagers avec un seul TGV. Dans ce cas, rien à dire, le TGV l'emporte haut la main : à dépense énergétique égale, il transporte 2 fois plus de passagers.
Ce qu'on peut déduire de la deuxième partie des calculs, c'est que c'est un moyen de transport très (trop ?) lourd, et qu'il y aurait sûrement des allégements à envisager, mais c'est tout. Il n'est certes pas "efficace" dans le sens où tu le présentes, mais il est bien "économique".
En revanche, les chiffres pour le S44 (une fois de plus s'ils sont corrects) sont très nettement à son avantage, quelque soit le sens dans lequel on prenne le problème.

Et maintenant pour la partie pinaillage sur les abréviations des unités utilisées :
- kW (et non pas Kw),
- km/h plutôt que Km / H ou Km (pour la vitesse du S44),
- kg (et non pas kgs, ou KGs ou encore Kgs),
- tonnes (et pas Tonnes)

Ma contribution à 2 cents.

A+

[DJromT]

Georges, pour te filer des pistes pour ton article (tres bon d'ailleurs, je suis sur qu'il fut enterrine par ta femme), voici un resume de situation par un autre fervent defendeur freeelance: Karel Vereyken vient de mettre en ligne une proposition d'aerotrain en Bretagne http://www.solidariteetprogres.org/article6214.html, Karel est deja connu par la plupart d'entre vous grace a cette page http://www.solidariteetprogres.org/article3891.html et cette page http://www.solidariteetprogres.org/article3679.html.

L'article:http://bellaciao.org/fr/spip.php?article97048
Et comme demande par son auteur: les gars il faut repondre aux commentaires (Damien, zou au travail! )

[Damien D.]

Au fait une relecture rapide de "l'Aérotrain ou les...." m'as appris un truc stupéfiant de bêtise au sujet du moteur linéaire du Rohr et du S44!

Il était commandé par variation de tension et non de fréquence.
En clair pour aller, moins vite, le courant passait dans des résistences et se barrant en chaleur
Ceci explique les rendements proverbialement minables. La conception de ce bidule était vraiment tordue, tout ca pour palier aux problèmes d'indisponibilités des variateurs de fréquence a thyristor ou a IGBT qui n'arriveront qu'en 1995

Quand au poid tu S44, peut etre que Monsieur NewLook le connait, apres tout on lui avait proposé de récupérer l'épave calcinée du S44 je crois?

[GEORGES70]

Pas si fallacieux que cela en fait.

Le but même du transport, c'est
- De transporter un maximum d'unité payantes d'un poids A à un poids B.
- Dans le cadre d'un prix convenu.
- Pour un prix qui permettent à l'activité transport d'être rentable et pérenne.
- Dans un délai optimal afin de pouvoir effectuer un max de voyages dans un délai imparti (un exercice comptable par exemple).

Par exemple, pour un camion de 38 Tonnes de poids total roulant, on compte 5 Tonnes de tracteur + 10 Tonnes de remorque + 23 Tonnes de fret. Si j'adopte un châssis de remorque plus léger, je peux gagner jusqu'à 10 % de fret en plus par voyage. Sur un an d'activité, ça peut faire la différence. Je précise au passage qu'on peut voir que le ratio entre charge utile pour un camion et capital roulant est d'environ 1.5 / 1.6... Bref...

Pareil pour un autocar de route... On a même un calcul similaire pour la construction des satellites ou l'on cherche tout plein d'idées pour avoir une charge scientifique ou marchande la plus importante possible (au prix où sont les lancements... )

Bref. bizarrement, pour le TGV, cette règle élémentaire ne compte plus !
Et ça ne dérange personne !
Bertin devait avoir une idée derrière la tête...

Ce qui m'a mis la puce à l'oreille, c'est le S44 ... A priori léger, peu gourmand, un bon rapport entre matériel / charge utile... Plus je me penche sur cet appareil plus j'ai la conviction qu'il représentait le réel danger pour son concurrent à roues. Même en doublant la masse et la puissance le calcul demeure bon, c'est dire la marge d'erreur de mon évaluation ! Tant que Bertin s'amusait avec des turbines de turbotrain et des réacteurs de caravelle, ça faisait rire la galerie... Quand il a parlé de moteur linéaire... Ca n'a plus rigolé du tout ! Et pour cause...

Sans vouloir la jouer parano, en détruisant le S44 on étouffait le rattrapage technologique réalisé par Bertin sur son concurrent. En détruisant l'I 80 on anéantissait un symbole affectif pouvant inspirer et motiver toute une génération d'ingénieurs qui auraient pu relancer le débat au détriment d'un TGV encore chancelant.


Désolé pour l'impression de "mauvaise foi", le but était avant tout d'exprimer ce que je pense, à mon humble avis, être l'une des raisons pour laquelle Mr Bertin à engagé une guerre totale contre le TGV...

Merci pour ce commentaire, je vais me pencher sur la rédaction du papier ...

[GEORGES70]

Texte édité...

Je pense mettre la fin au conditionnel en l'attente de documents ou d'informations vérifiés et confirmés

[Scalpa]

Nous comparons ici des nombres de pax et des poids de vehicules avec des puissances embarquées, ne serait il pas plus juste de tenter de les comparer avec les puissances nécéssaires pour atteindre une vitesse donnée ou même pour réaliser un trajet determiné.

Ci et là nous entendons parler des accélérations époustouflantes des I80, cela démontre bien un éxcédent d'énergie qui est trés bien dans des phases experimentales mais pas forcément nécéssaire en exploitation commerciale, je pense que les équipes de Jean Bertin étaient bien conscientes de ce fait et que les vehicules commerciaux auraient été étudié dans ce sens.

Il ne faut pas perdre de vue non plus les énormes progrés réalisés en terme de turbo-réacteurs double flux (rendements, bruits), en profils de pales d'hélices et en aérodynamique pour les vehicules.
Ex: Sur l'I80HV équipé d'un réacteur double flux d'aujourd'hui, le silencieux n'est peut être plus nécéssaire, donc moins de perte de chage en sortie, donc moins de puissance embarquée pour un même travail à fournir.

Pour finir ne faisons nous pas comme tout le monde en comparant un système qui aurait dû se positionner entre le train et l'avion, en terme de vitesse, de confort, de service et donc... de coût.

Bravo Georges pour ton travail.

Pascal.

[Charlay86]

En tout cas j'ai le prix de la voie maintenant grace à l'article mais ma solution m'a pas été retenue snif.

[BlackShark]

Les réacteurs modernes ont beau être bien plus silencieux que leurs équivalents des années 70, il demeurent tout de même assourdissants même tournant au ralenti.
Les dispositifs de silencieux Bertin avaient beau être très performants, ils ne font pas de miracles. Même équipés de silencieux, les nuisances sonores des réacteurs les feront interdire d'utilisation à proximité de toute habitation quelle que soit la vitesse de déplacement de l'aérotrain, les gens ne sont pas stupides, le bruit est une corde très sensible et les anti-aérotrains le savent très bien.

Si vous voulez présenter un projet un tant soit peu crédible, laissez tomber le réacteur (et même l'hélice). Les moteurs LIM sont au point aujourd'hui.
Bombardier et Hitachi fabriquent des métros équipés de moteurs LIMs par exemple.

[GEORGES70]

Ben...

Si en France le turboprop où le réacteur n'ont aucune chance, c'est aussi que l'électrification est une chose tellement répandue que connecter un aérotrain "électrique" ne poserait pas vraiment de problèmes infrastructurels.

En revanche, s'il te faut traverser la moitié de l'Amazonie ou un désert au Chili, ça peut poser... dans les premiers temps, un petit problème. En fait, s'il s'agit d'apporter une réponse extrêmement rapide à un besoin, je me demande si les technologies actuelles peuvent apporter un très très net et substantiel changement dans ce que pouvait proposer le I80 "thermique".

Il est cependant évident, que de telles machines thermiques devraient être remplacée très rapidement par des systèmes électriques. Ainsi, je pense qu'une voie neuve devrait être pré-équipée de son rail et des passages de connexion afin que l'électrification puisse s'opérer très facilement dès que le réseau de centrales et sous stations sera en état de le permettre.

Disons que dans cette optique, l'approche "self-sustained" est juste une stratégie de conquête et non une fin en soi.

[BlackShark]

Il n'y a pas qu'en France où le réacteur et le turboprop n'ont aucune chance sur les trains. Ce n'est pas une histoire de carburant ni de rendement, c'est surtout un problème de principe de propulsion :
Le réacteur et l'hélice reposent sur le même principe : accélérer de l'air dans un sens pour récupérer par réaction de la poussée dans l'autre. Ce principe même induit un fort bruit inacceptable à proximité d'habitations et un danger pour toute personne ou matériel à quai.

Il est parfaitement possible de réaliser des aérotrains hybrides à propulsion électrique produisant son propre courant à bord. La Turbine à gaz par son rapport puissance/poids est le générateur idéal pour un aérotrain sur ligne non électrifiée. Le générateur à turbine à gaz n'a pas les mêmes contraintes que le turboprop, il peut être correctement insonorisé, c'est d'ailleurs pour ça que des projets de Turbotrains reviennent régulièrement.

[GEORGES70]

Euh...

A la relecture ...
A la louche un Turmo III E Donne 1400 Cv soit : 1 029 Kw.
Donc. Le I 80 Disposait de 2060 Kw pour se propulser et il utilisait 367 Kw pour la sustentation.
Bilan total 2 427 Kw
Rapport par passager = 30.33 Kw
Rapport à la tonne = 101 Kw / tonne

... Je corrige...