Monde : France

Un turbotrain est un train propulsé par des turbines à gaz. Dans le monde, plusieurs versions de trains à turbine ont été mis en service, tels que le Train Turbo de United Aircraft Corporation ou encore le JetTrain de Bombardier Transport en Amérique du Nord, et les ETG suivis des RTG en France.

L'usage d'une turbine à gaz en lieu et place d'un moteur diesel avait pour avantage premier un allègement considérable des motrices, qui ne dépassaient pas 17 t par essieu, pour une forte puissance. Ainsi, les vitesses limites permises étaient celles des automotrices, soit 10 à 15 km/h de plus que les trains tractés. Sur les itinéraires sinueux, avec des vitesses limites de l'ordre de 80 km/h, cela faisait une différence de plus d'une heure sur le parcours. Leur introduction a permis de démocratiser les grandes transversales, en assurant, pour l'exemple de Lyon-Strasbourg, cinq aller-retour quotidiens dans les deux classes en remplacement d'un aller-retour en RGP 1^re classe plus un ou deux aller-retour de train express 1^re/2^e classe beaucoup plus lents. Rançon de leur succès, elles furent remplacées par des trains tractés sur la plupart de leurs terres. D'autre part, leur consommation importante de carburant (400 g par kWh fourni, à comparer avec les 217 g/kWh des CC 72000) les a condamnées à une vie abrégée.

En France, la technique est proposée par Guy Sénac (ingénieur en chef honoraire du département construction du matériel roulant) pour améliorer la vitesse des trains. Les turbotrains de différentes générations d'abord ETG ensuite RTG ont été mis au point par la SNCF qui les a exploités commercialement pendant deux décennies sur des lignes non électrifiées sur des voies moyennement armées du réseau ferroviaire. Ils ont également servi à mettre au point les solutions techniques du TGV.

Le turbotrain expérimental TGS (turbine à gaz d'hélicoptère Super Frelon). Ses essais ont commencé le 25 avril 1967. Cet engin fut à l'origine de la technique des turbotrains à la SNCF. Il atteint la vitesse record de 252 km/h le 15 octobre 1971. (vidéo archive SNCF lors de son assemblage aux ateliers du Mans) 

Turbotrains de première génération : peu sûre encore de la fiabilité des turbomoteurs, la SNCF préfère commander des rames mixtes, disposant à une extrémité une motrice diesel similaire aux Éléments automoteurs doubles (EAD). Les ETG (élément à turbine à gaz) composés de quatre véhicules offrent au total 188 places, avec une motrice diesel et une motrice à turbine par rame. Les rames type ETG sont mises en service en mars 1971, sur la ligne Paris-Caen-Cherbourg, puis après l'arrivée des RTG (plus puissant), les ETG sont envoyés sur les lignes Lyon-Grenoble, Valence - Grenoble - Chambéry - Genève (dès ) et Lyon - Chambéry - Annecy (dès décembre 1975).

Turbotrains de deuxième génération : les RTG (rame à turbine à gaz) à transmission hydraulique, rames de cinq véhicules, offrant au total 280 places, motorisées par deux turbines à gaz de 820 kW, vitesse maximum : 160 km/h. Les rames type RTG sont mises en service en 1973, sur la ligne Strasbourg-Lyon, la ligne Lyon-Nantes, puis la ligne Lyon-Bordeaux. Elles y remplacent en particulier les RGP (rames à grand parcours) surnommées « RGP Lézard vert » à l'époque de leur livrée vert et crème. Les turbotrains RTG ont également circulé sur la ligne Lyon - Grenoble où ils ont épaulés les ETG.

Le turbotrain expérimental TGV 001 testé sur la ligne de la plaine d'Alsace et  en rampe de 25 pour mille sur la ligne des Alpes entre Grenoble et Monestier-de-Clermont. Il s'agit d'une rame automotrice articulée qui préfigura les TGV. Elle comprenait trois caisses reposant sur des bogies intermédiaires et deux motrices d'extrémités munies de turbines à gaz. Commandée en 1969, cette rame fut construite par Alstom, Brissonneau et Lotz et équipée de turbines Turboméca Turmo IV à transmission électrique. Ses essais débutèrent le 4 avril 1972. Cette rame permit de tester les circulations ferroviaires à grande vitesse, au-dessus de 250 km/h (elle fit plus de 2200 marches au-dessus de 250 km/h, dont une marche record à 318 km/h sur la ligne des Landes entre Lamothe et Morcenx le 8 décembre 1972) et les diverses solutions techniques (freinage, bogies, aérodynamisme notamment) qui seront adoptées sur les TGV, à l'exception de la motorisation à turbine, laquelle sera abandonnée à la suite du choc pétrolier de 1973 (à puissance réduite la courbe de Cs est d'allure hyperbolique).

En France, les RTG ont été les outils d'un développement de trafic considérable tel que, à l'exception de la ligne Lyon-Nantes (non électrifiée côté Lyon) et de la ligne Lyon-Bordeaux, à itinéraires multiples (itinéraire nord du Massif central via Montluçon, Guéret et Limoges, ou itinéraire sud du Massif central via Clermont-Ferrand, toutes les relations ont par la suite été électrifiées ou transférées sur des relations TGV (Paris-Calais ou Lyon-Nantes via Massy).

• ETG : voir détail des circulations sur « élément à turbine à gaz »
• RTG : voir détail des circulations sur « rame à turbine à gaz »

Trains à turbines dans le monde

La France n'est pas le seul pays ayant développé des locomotives à turbine à gaz. Les premières ont été employées dans les années 1940 en Suisse et leur âge d'or se situe durant les années 1960, juste avant les chocs pétroliers des années 1970.

Le Train Turbo produit par la compagnie United Aircraft Corporation fut un train à grande vitesse construit durant les années 1960 pour utilisation en Amérique du Nord. Il fut mis en service en 1968 et servit au Canada jusqu'en 1982 alors qu'aux États-Unis on le retira de la circulation en 1976 mais resta dans l'inventaire d'Amtrak jusqu'en 1980.

Au début des années 2000 un train expérimental, nommé JetTrain, est proposé par Bombardier Transport pour développer les trains à grande vitesse en Amérique du Nord. Il emploie une locomotive utilisant une turbine PW150 de Pratt & Whitney Canada qui est plus efficace qu'un diesel équivalent.

Des Rames à turbine à gaz identiques ou dérivées du RTG français ont été vendues à l'Égypte, l'Iran, et aux États-Unis.

Modélisme

JetTrain : un modèle est produit en Amérique du Nord par Rapido.

ETG : La firme artisanale Apocopa a réalisé une reproduction en kit de ce modèle.

RTG : La firme Jouef a réalisé une reproduction de ce modèle en HO dans sa version SNCF et Amtrak Turboliner. Un projet de reproduction existe chez la firme EPM.