Le TGV 001 est un turbotrain expérimental mis en service en 1972 en France. Il a été conçu en collaboration par la Société nationale des chemins de fer français (SNCF) et AlstomAlstom s'écrivait avec un « h », à l'époque., pour explorer les plages de vitesses comprises entre , dans la perspective de la création d'un futur réseau de lignes à grande vitesse. Il a été construit par Alstom, Brissonneau et Lotz, Turbomeca et MTE.
Ce turbotrain fonctionnait à l'aide de quatre turbines à gaz qui consommaient plus de six litres de carburant au kilomètre. La vitesse prévue en service était de .
Ce matériel a permis à la France de poser les bases de son réseau à grande vitesse : décision de création de lignes nouvelles, passage à la traction électrique, essais aérodynamiques à haute vitesse.
Ses deux motrices ont été inscrites au titre des monuments historiques par arrêté du .
Historique Genèse À la suite du succès du prototype du turbotrain X 2061 (futur TGS), la SNCF poursuivit son programme d'essais pour des trains à grande vitesse. Elle décida entre 1967 et 1968 de faire construire deux turbotrains prototypes, pouvant rouler jusqu'à sur des nouvelles lignes spécialement construites pour cela. Il était alors prévu de réaliser deux rames prototypes différentes :
la rame TGV 001 avec deux motrices d'une puissance de , apte à circuler à et encadrant 5 remorques d'un total de ; la rame TGV 002 avec deux motrices d'une puissance entre , apte à circuler à et encadrant dix remorques d'un total de . Elle devait être équipée d'un système de pendulation active pouvant compenser une absence de dévers de et permettant ainsi de gagner 10 % du temps de parcours.
Par manque de moyens financiers toutefois, la SNCF décida d'équiper la rame 001 de seulement trois remorques et la rame 002 de cinq remorques. Les deux rames furent commandées le et devaient être livrées en 1971 ou 1972.
Peu après, un avenant au contrat de confirma la construction de la rame 001, mais annula celle de la rame 002 : la SNCF abandonna les recherches sur la pendulation, pour utiliser des voies existantes, d'autant plus que la décision avait été prise en conseil interministériel, en mars 1971, de construire une ligne à grande vitesse de Paris à Lyon, pour une liaison en deux heures"M. Guichard critique le projet de turbotrain Paris-Lyon", Le Monde du . La rame 002 fut dès lors remplacée par la RTG 01 à trois caisses et la Z 7001.
La rame TGV 001 fut construite par Alsthom pour les alternateurs principaux, les moteurs de traction, les blocs et appareillages électriques, les caisses des motrices de la rame, MTE (Jeumont-Schneider et Creusot-Loire) pour les bogies, les blocs rhéostatiques et les blocs redresseurs, Brissonneau et LotzLe 12 juillet 1972, les activités ferroviaires de « Brissonneau et Lotz » ont été apportées à la Société Alsthom - Division Transport. pour les remorques et les alternateurs auxiliaires, et Turbomeca pour les turbomoteurs et les réducteurs communs. La rame fut ensuite assemblée et terminée aux usines Alsthom de Belfort. Son premier conducteur d'essai fut Jacques Begey, cheminot du dépôt de Belfort..
Le dessin de la rame est conçu par Jacques Cooper.
Essais Le TGV 001 circula la première fois le sur la voie d'essai du constructeur et fut présenté à la presse le 23 du même mois dans la cour des usines. Son conducteur fut le Belfortain Jacques Begey, choisi par la SNCF pour effectuer les premiers essais. Le , il fit un parcours de rodage à la vitesse de entre Belfort et Vesoul et, le , il circula à sur la ligne Belfort - Mulhouse. Dès le , il circula sur la ligne de la plaine d'Alsace, entre Strasbourg et Mulhouse, dépassant les le , puis les le . Du 8 au , les essais furent interrompus du fait du convoyage de la rame pour être exposée à Paris-Montparnasse pour les de l'UIC (Union internationale des chemins de fer).
Après cette courte exposition, le TGV 001 rejoint les ateliers de Bischheim pour être équipé pour les essais à venir sur la ligne des Landes, Bordeaux - Bayonne dès le . Cette section de ligne est très rectiligne et possède peu de courbes, qui de plus ont de larges rayons. Elle est donc favorable aux essais à grande vitesse et avait déjà été le théâtre des records du monde de vitesse sur rail en 1955.
Le , le TGV 001 atteint les . Le , il atteint la vitesse de . Les essais continuèrent et, le , la vitesse de fut atteinte, record mondial de vitesse pour un train automoteur...
Le 23 et , le TGV 001 fut exposé à Bruxelles.
Les essais reprirent ensuite et le , le TGV 001 atteignit la vitesse de , nouveau record mondial de vitesse pour un train automoteur.. .
Au cours de cette année 1972, la rame avait parcouru dont à plus de 200 km/h et dont entre 240 et 300 km/h sur des lignes classiques et ayant permis de nombreuses avancées dans les recherches techniques.
Les essais continuèrent l'année suivante, si bien que, le , il avait parcouru sur de nombreuses lignes françaises. Il avait effectué entre , 338 entre et 45 au-delà des . Le , il effectua des essais en rampe de 25 pour mille sur la ligne des Alpes entre Grenoble et Monestier-de-Clermont.
Son succès entraîna la décision de construire une nouvelle ligne à grande vitesse entre Paris et Lyon. Cependant, avec le choc pétrolier de 1974, l'utilisation des RTG gourmandes en carburant devint de moins en moins rentable face à la traction électrique, et les rames à traction électrique furent privilégiées. Une solution de traction mixte pour des rames de série TGV Sud-Est, turbine à gaz et électrique, fut tout de même élaborée pour la desserte de certains prolongements encore non électrifiés., mais cela ne fut jamais réalisé. Le TGV 001 resta par conséquent un prototype unique, qui aura tout de même servi à la mise au point des rames TGV Sud-Est. Il fut même équipé d'un carénage de toiture avec un pantographe factice.
Service thumb|TGV 001 en gare de Bordeaux-Saint-Jean. Cette rame, qui détient toujours le record du monde de vitesse ferroviaire en traction autonome (318 km/h le ), n'a jamais été utilisée en service commercial.
Elle a fait partie d'un vaste programme de recherches sur les grandes vitesses ferroviaires, recouvrant tous les aspects techniques, notamment la traction, le comportement dynamique des véhicules, le freinage, l'aérodynamique, la signalisation.
Fin de carrière Tout au long de sa carrière, le TGV 001 aura effectué d'essais, parcourant au total . Il aura circulé à une vitesse entre , entre , entre et à plus de . Il a même atteint la vitesse de 318,64 km/h avant sa mise à la retraite, la veille de la sortie des 2 premiers prototypes TGV PSE (Paris Sud-Est) en 1978. Ainsi, il cessa officiellement ses essais (le ) et se retrouva sans utilisation. Il fut alors garé aux ateliers de Villeneuve-Saint-Georges, en région parisienne, puis à l'ancien dépôt de Hausbergen, près de Strasbourg. Le toit des motrices était protégé par des bâches.
À la fin de l'année 1982, il fut déplacé pour tester plusieurs éléments des futurs TGV, notamment les anneaux d'intercirculation. À son passage aux ateliers de Bischheim, ses turbines furent retirées et il fut repeint dans la livrée destinée au TGV Atlantique. Il en sortit en et fut essayé entre Strasbourg et Nancy en remorque avec une BB 15000 et deux voitures B10 UIC avant d'être renvoyé au centre de maintenance des TGV Sud-Est (PSE) de Villeneuve-Saint-Georges. Il fut alors utilisé pour des essais sur la nouvelle ligne, ainsi que sur la ligne classique, entre Paris et Dijon. Il était tracté par un TGV PSE, avec parfois l'ajout d'une remorque du TGV PSE. Après cette dernière campagne d'essais, qui se termina vers 1988 lors des livraisons des premières rames TGV Atlantique, il retourna à nouveau aux ateliers de Bischheim, où il fut garé sur des bogies de service.
Avec la publication d'un article du spécialiste des turbotrains Laurent ThomasLa Vie du Rail ., article déclencheur sans lequel un tronçon de la motrice n'aurait pas été sauvegardé par la ville de Bischheim, une démarche similaire fut proposée à la ville de Belfort pour récupérer la motrice . qui prenait la rouille aux ateliers SNCF de Bischheim. Cela a duré et avec l'aide de Jean-Pierre Chevènement, alors maire de Belfort, la mise en place d'un tronçon de la motrice a pu avoir lieu sur un surplomb de l'autoroute A36, après une rénovation pour lui redonner ses couleurs d'origine.
Descriptif technique Ce turbotrain, de conception totalement différente de ceux qui l'ont précédé, les Éléments à Turbine à Gaz (ETG) et les Rames à Turbine à Gaz (RTG), était formé d'une rame à adhérence totale (tous les essieux moteurs, selon le principe dit de la « motorisation répartie ») composée de deux motrices et de trois remorques intermédiaires.
Sa conception technique (à l'exception des turbines à gaz et de la motorisation répartie) et son esthétique nouvelle avec ses formes aérodynamiques ont été reprises pour les rames TGV de série qui furent mises en service à partir de 1981.
Tous les essieux étaient équipés de moteurs électriques, avec l'avantage d'une faible charge à l'essieu et d'une puissance massique élevée.
La traction électrique permettait aussi le freinage dynamique, particulièrement efficace à vitesse élevée. Chaque motrice était équipée de deux turbines (TURMO III G, équipant aussi les hélicoptères Super Frelons de Sud-Aviation), dont l'échappement avait été modifié, et qui tournaient à vitesse constante. Elles commandaient un réducteur de vitesse entraînant un alternateur. Outre la commande des turbines, les motrices étaient dotées des équipements de commande des moteurs de traction, de la signalisation et des équipements de freinage
Le TGV 001 était une rame articulée, les caisses adjacentes reposant sur un bogie commun. Cette disposition lui donnait une plus grande stabilité (par le couplage dynamique des deux caisses) et laissait la place à un second étage de suspension pneumatique placé au niveau du centre de gravité, réduisant ainsi le roulis dans les courbes.
Contrairement à une idée reçue, la rame ne fut jamais équipée de turbines Turmo X mais de Turmo III G2 à aubes refroidies.
Mécanique La rame se compose de cinq éléments. : Les motrices ; Les remorques ; La motorisation ; Les bogies ; La suspension.
Motrices Les deux motrices, et , sont identiques. Leurs caisses est du type autoportante en acier semi-inoxydable à haute limite élastique et peuvent résister à un effort de compression axiale de .
La charpente, en éléments soudés, comprend essentiellement deux faces latérales, constituées d'un maillage de montants et de longrines. Celles-ci sont réunies à leur partie inférieure par des traverses et, à la partie supérieure, par les arceaux reliant les battants de pavillon. La tôle d'aluminium du revêtement extérieur est tendue et fixée par vissage.
La structure de cabine est conçue pour s'appuyer sur les éléments résistants de la caisse et du châssis. Au niveau du battant de pavillon, des diagonales d'entretoisement sont prévues. La cabine constitue ainsi un habitacle rigide parfaitement intégré à la structure de caisse.
La forme profilée du nez contient une ossature résistante appuyée sur les longerons du châssis. Cette ossature constitue le bouclier de protection et la traverse de tête. Devant ce bouclier se trouve un ensemble démontable servant de fusible progressif et susceptible d'absorber une partie de l'énergie lors d'un accident. Le bouclier de protection est conçu pour résister à un effort d'au moins , uniformément réparti au niveau de la ceinture supérieure.
L'aménagement général comprend, en partant de l'avant : un nez aménagé pour recevoir le fusible de sécurité, les batteries et le dispositif rétractable de l'attelage central utilisé pour les évolutions en atelier ou le dépannage en ligne à vitesse réduite ; une cabine de conduite équipée pour la grande vitesse ; un bloc électrique comportant les éléments de traction et de freinage ;