Au Japon, le TGV a une capacité colossale : il roule très vite.
En effet dès son inauguration, en 1964 le SHINKANSEN a été le train le plus rapide au monde. Il atteint même une vitesse de pointe de 405km /h.
Seulement pour parvenir à de telles performances le train présentait quelques contraintes : Plus un train roule vite plus il devait faire du bruit !
Mais le plus inconvénients était que la ligne ferroviaire franchissait de nombreuses montagnes et par conséquents une multitude de tunnels. À chaque fois que le Shinkansen pénétrait l'un d’eux, à une vitesse de croisière de 320km/h, de considérables incommodités apparaissaient :
Normalement le TGV, avec sa vitesse diffuse de l’air dans toutes les directions, phénomène de l’aérodynamique ; mais lors de son passage dans le tunnel, l'air emprisonné se retrouvait brusquement comprimé dans ce dernier générant une onde de pression d’une forte intensité.
Puis relâché à la sortie, cet air provoquait par la même occasion : des désagréments sonores pouvant nuire aux riverains des zones urbaines japonaises, de fortes vibrations, une succession de compression/décompression désagréables pour les passagers ou encore d'énormes pertes de vitesse exigeant de l’énergie supplémentaire pour ré accélérer.
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Le bec du Shinkansen
Dans ce cas, les ingénieurs du Shinkansen ont copiés la nature tout simplement en reproduisant la forme profilée du bec du martin pêcheur à l'avant du train le plus rapide du monde. Ils ont ainsi gagnés en vitesse et en énergie, et performé le confort des japonais et celui qui devenus agréable des passagers.
Ce train s’est aussi inspiré du hibou qui est connu pour être un oiseau dont le vol est silencieux malgré sa masse parfois imposante. Ceci est dû à ses nombreuses plumes dentelés situés sur ses ailes. Les japonais s’en sont servis pour atténuer les nuisances sonores semblables à notre cas.
Loin d’être négligeables, les désavantages du train japonais dépassaient les normes. C'est l'ingénieur et ornithologue Eiji Nakatsu qui a trouvé la solution en recherchant du côté : des oiseaux !
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Le martin-pêcheur est un oiseau de petite taille aux couleurs brillantes et vives. On peut le rencontrer le long des rivières, les lacs et les étangs de basse altitude. Cet oiseau est surement le plus efficace sur terre pour traverser deux milieux différents : il est le grand champion de la transition air /eau.
En effet, il plonge, à la verticale pour attraper efficacement les poissons qui constituent sa principale source d’alimentation. Il doit donc pénétrer dans l’eau en perdant le moins de vitesse possible et en faisant le minimum de remous lui permettant de ne pas faire fuir les poissons.
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Le martin pêcheur peut donc capturer ses proies plus facilement. Il arrive ainsi à passer très facilement d’un milieu avec une certaine densité à un autre ayant une densité différente. La forme de son corps, particulièrement fuselé et extrêmement aérodynamique, a intrigué l’ingénieur japonais. Ce dernier, passionné de biologie, a donc comparé ce phénomène aux problèmes ferroviaires qu’ils traversaient. Il a tenté d’imiter le bec pointu du martin pécheur afin que le Shinkansen puisse, comme le martin pécheur, faciliter la transition rapide entre deux milieux de densités différentes. Les performances du train ont fulgurés et tout problèmes fut rétablit.
conséquences:
Une importante réduction sonore fut constatée avec la nouvelle forme du train, qui a en effet permit à l’air, n’étant plus comprimé à l’entrée du tunnel, de s’écouler autour de l’avant du train sans difficulté. Rétablissant ainsi les ennuis de normes acoustiques qu’il présentait comme nuisance aux riverains, cette forme a également permit de réduire la douleur ressentie des passagers, qui était due aux changements de pression brutaux à l’intérieur du train, lorsque celui-ci entrait ou sortait d’un tunnel.
Le train a également réduit sa consommation d’énergie de 16% (et électrique et charbon de 15%) et sa vitesse augmenta de 10% et donc une réduction des temps de trajets. Ceci est dû à la plus petite résistance aérodynamique que contribue maintenant l’avancée rapide du train.
Ces satisfactions obtenues par les ingénieurs ferroviaires sont dus à l’amélioration de l’aérodynamisme du train grâce à son nouveau « bec ».
