Matériel roulant • Rame bloc • Rame à grande vitesse • Alstom • Avelia Horizon
Note : à usage exclusivement didactique. Cette page n’est qu’un outil de documentation et n’a aucun effet juridique. Elle ne remplace pas la page officielle de la société exploitante, du fabricant ou des institutions officielles. Elle ne peut pas être utilisée pour la formation du personnel, qui relève de la responsabilité des institutions et des entreprises agréées.
En très bref
Le train de voyageurs à grande vitesse de la gamme Avelia Horizon est une conception d’Alstom, mais a clairement été conçu sur base des besoins et des critères de l’opérateur public français SNCF, notamment par son architecture à deux niveaux et le maintien des deux motrices à chaque bout de la rame. Il a également été commandé par l’opérateur privé français Proxima. Ce train est néanmoins destiné à l’exportation en Europe et dans le monde, avec une conception modulaire permettant de choisir par exemple une rame à simple étage.
Depuis 1981 en France, le TGV révolutionne l’histoire du chemin de fer. Le TGV Avelia Horizon devait être livré à la SNCF fin 2024 / début 2025, apportant une série d’innovations, sous le nom de TGV Inoui. À l’origine, ils devaient être opérationnels pour les Jeux olympiques de Paris, mais le calendrier de livraison a été fortement perturbé par la pandémie de 2020. Modulaires, les premières rames serviront principalement à desservir le sud-est de la France, Paris-Lyon-Marseille-Nice.
Selon la SNCF et Alstom, cette nouvelle génération de trains est très proche, le nouvel intérieur présente 400 changements différents par rapport à la génération précédente. Le design est le résultat d’une collaboration entre l’agence de design interne de la SNCF, Arep, et le studio japonais Nendo.
En comptant la récente tranche de 15 trains pour les services internationaux ainsi que les 12 rames pour l’opérateur Proxima, 127 rames Avelia Horizon sont sur le carnet de commande d’Alstom. Signe des temps, la vitesse n’est pas la principale préoccupation des ingénieurs d’Alstom. La vraie innovation, c’est l’économie d’énergie. Le Avelia Horizon consomme 20% d’électricité en moins pour accueillir 100 passagers supplémentaires, améliorant ainsi l’empreinte carbone de ses voyageurs.
Nom de famille : Avelia Horizon
Classification : Dépend du propriétaire
Constructeur(s): Alstom
Type de matériel : automotrice
Secteur : transport de voyageurs
Type de service : grande ligne
Operateur(s): SNCF (115), Proxima (12), ONCF (18)
Premiers services: SNCF 2026, Proxima …
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Longueur de la rame : jusqu’à 202m
Vitesse maximum : 320 km/h
Système de traction : Alstom IGBT–VVVFPower output8 MW
Courant(s) et tension(s) : 25 kV 50 Hz AC, 15 kV 16.7 Hz AC, 1,500 V DC, 3,000 V DC
Pantographes : 2 par engins de traction
Système de freinage : frein dynamique et frein régénératif
Écartement de la voie : 1.435 mm
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Composition : 2 motrices + 7 à 9 voitures
Sièges première classe : à déterminer
Sièges seconde classe : à déterminer
Voiture restaurant : non
Voiture ou espace bar : oui
Nombre total de sièges : à déterminer
Plusieurs innovations marquent un tournant dans la conception du TGV, comme un élément révolutionnaire qui abrite un dispositif de stockage d’énergie sans précédent. Ces avancées technologiques ont évolué sur une décennie, depuis le concept initial du Avelia Horizon jusqu’aux essais pratiques sur le réseau ferroviaire français en 2023.
La définition d’un train à grande vitesse varie selon les régions, mais en général, il s’agit de trains qui circulent à une vitesse d’au moins 250 km/h sur les lignes nouvellement construites et 200 km/h sur les lignes modernisées. En Europe, par exemple, l’UIC (Union internationale des chemins de fer) considère qu’une vitesse commerciale de 250 km/h est le principal critère de la grande vitesse ferroviaire. Aux États-Unis, la définition peut inclure des trains circulant à des vitesses allant de 180 km/h à 240 km/h.
➤ Voir la définition UIC (en anglais)
Les clients de ce train
SNCF Voyageurs
2026 – …
Proxima
2028 – …
ONCF
2030 – …
Naissance et développements
En 2015, la SNCF a lancé un appel d’offres et un programme de sélection afin de trouver un partenaire pour la conception d’une nouvelle génération de trains à grande vitesse dans le cadre d’un « partenariat d’innovation ». Le 7 septembre 2016, la SNCF et Alstom ont signé un accord pour développer et fabriquer ces trains. La phase de conception devait être achevée à la fin de l’année 2017, pour une mise en service prévue en 2022. La SNCF s’est fixé des objectifs clairs : les nouveaux trains devaient être au moins 20 % moins chers à l’achat, avoir des coûts d’exploitation plus faibles, consommer 20 % d’énergie en moins et accueillir plus de passagers que le TGV Duplex.
Pour atteindre ces objectifs, Alstom a rationalisé les coûts de production en utilisant des composants standardisés de sa gamme Avelia, une ligne destinée aux ventes internationales. Cette démarche s’écarte de la pratique habituelle de la SNCF consistant à mettre en service des TGV conçus sur mesure, ce qui augmente les coûts en raison des exigences d’ingénierie sur mesure.
En juillet 2018, une fois le design finalisé, le nouveau modèle a été officiellement baptisé Avelia Horizon. La SNCF a commandé 100 rames pour un montant de 2,7 milliards d’euros. La production devait commencer à l’automne 2019, les premiers essais étant prévus pour l’été 2021 et les premières livraisons pour 2023. Le processus de livraison complet devait s’étendre jusqu’en 2033, avec la possibilité de commandes supplémentaires. En août 2022, la SNCF a levé une option pour 15 rames supplémentaires, portant la commande totale à 115 unités, avec des livraisons prévues jusqu’en 2036.
En juillet 2020, Alstom a dévoilé la première caisse du nouveau TGV, qui devait être prêt pour les Jeux olympiques de Paris en 2024, mais cette date n’a jamais pu être honorée en raison de retards de livraison et de travaux de développement plus complexes que prévus. En 2023, des campagnes d’essais ont eu lieu dans toute la France. En 2024, Proxima et la Société nationale des chemins de fer marocains ONCF signaient des accords pour l’acquisition de rames supplémentaires, assurant ainsi la pérennité de cette innovation à grande vitesse. En mars 2025, la SNCF présentait enfin une rame complète, entièrement finie et dotée de tous ses aménagements intérieurs.
Les spécifications en détails
Comme on le sait, la situation géopolitique et économique de l’après pandémie a redonné du tonus au concept d’industrie nationale de tous les pays du monde. C’est la raison pour laquelle vous entendrez souvent parler de la France dans la conception du TGV Avelia Horizon.
Cette nouvelle génération de TGV tranche avec les précédentes avec de nombreux choix forts. L’ensemble du design a été assuré par l’Arcep, Arep, filiale de SNCF Gare et connection. Qui a travaillé en partenariat avec l’agence japonaise Nendo Naddeo.
Pour cette cinquième génération du TGV (nom déposé par SNCF Voyageurs), les équipes sont reparties d’une feuille blanche, mais en s’appuyant sur l’expérience des quatre générations précédentes. Au total, plus de 2.000 personnes ont œuvré à la réussite de ce projet.
À performances équivalentes, cette nouvelle génération de TGV sera 20% plus économe en énergie grâce notamment à l’aérodynamisme. Il réalisera 50% d’économies de CO2 par rapport aux trains à grande vitesse 1 niveau. Fabriqué avec 25% de matériaux issus du recyclage (soit 100 tonnes), il sera recyclable à 97%, ce qui en fait le train à grande vitesse avec le bilan carbone le plus faible du marché.
Innovations industrielles d’Alstom
Dix des seize sites d’Alstom en France sont impliqués dans la conception du nouveau train : Belfort pour les motrices, La Rochelle pour les voitures (études, industrialisation, achats, fabrication et essais des voitures voyageurs), le support logistique et de service, la maîtrise d’œuvre ; Villeurbanne pour le système de contrôle-commande informatisé, l’information voyageurs et les équipements embarqués ; Ornans pour les moteurs, Le Creusot pour les bogies, Tarbes pour la traction, Toulouse (COE électrique) pour les circuits électriques, Petit Quevilly pour les transformateurs, Saint-Ouen pour le design, la signalisation et Valenciennes pour l’étude des éléments d’aménagement intérieur. Au total, 4 000 emplois seront générés par ce projet dans l’industrie ferroviaire française.
Pour mener les innovations industrielles liées à ce nouveau projet de TGV, Alstom a mis en place des process industriels inédits :
• Sur le site Alstom de Belfort, une nouvelle ligne unique et polyvalente, dédiée à la motrice du TGV a été créée. Cette ligne unique permet de rationaliser l’emprise au sol des moyens de fabrication en la réduisant de 6 000 m2, entraînant automatiquement une baisse de la consommation en électricité et chauffage associée.
• Sur le site Alstom de La Rochelle, la création d’une nouvelle ligne d’assemblage des voitures voyageurs. Une ligne de production modèle pour le ferroviaire, tirée par l’amélioration continue, laquelle permet notamment une meilleure efficacité, une simplification des montages, la sécurité des opérateurs et une meilleure ergonomie des postes de travail.
Cette ligne modèle permet aussi de rationaliser l’emprise au sol des moyens de fabrication et de diminuer la consommation en électricité et chauffage associée. Une zone de bureaux pour les fonctions support (engineering, industrialisation, supply chain, …) a également été créée au plus près de la ligne de d’assemblage.
De plus, Alstom a récemment annoncé son intention d’investir 10 millions d’euros dans la construction d’un nouveau bâtiment à Belfort. D’une longueur de 250 mètres, ce nouveau bâtiment permettra d’augmenter la capacité industrielle du site dans l’activité de préparation à la mise en service commercial des rames à grande vitesse. Il pourra accueillir une rame complète de TGV.
En mai 2021, Alstom dévoilait dans son usine de Belfort l’avant de la première motrice. Un travail important a été mené sur l’aérodynamique, avec une motrice beaucoup plus fuselée que ce qu’on connaissait jusqu’ici. Un travail aussi sur le carénage de l’ensemble des équipements tandis que la partie motorisation est beaucoup plus simplifiée que ce qu’on a pu connaître sur des générations précédentes.
Une solution en cas de panne
Ce qu’on appelle un « greffon » est un système de secours innovant qui permet au train de continuer à circuler même en cas de panne de son alimentation électrique principale. Ce dispositif repose sur des batteries de secours installées à bord du train. En cas de panne, ces batteries prennent le relais pour fournir l’énergie nécessaire au fonctionnement du train. Elles lui permettent de rouler généralement jusqu’à la gare la plus proche, où des réparations ou une alimentation électrique externe pourront être mises en place.
Le principal avantage de ce système est d’éviter des situations où un train serait immobilisé sur la voie en attendant de l’assistance. Le greffon permet de maintenir une circulation fluide, même en cas de panne. Ce système ne concerne que le train. Il est bien évidemment inopérant en cas de perturbations sur la voie, comme une panne de signalisation ou des intrusions de personnes.
Modularité
La force du TGV-M réside dans sa modularité, qui permet d’ajuster le nombre de voitures au plus près des besoins du marché (7, 8 ou 9), de transformer rapidement un espace de 1ère classe en espace de 2ème classe et inversement, de reconfigurer l’intérieur en supprimant ou en ajoutant des sièges, des espaces pour les vélos ou les bagages, etc. Chaque opérateur pourra choisir l’intérieur et le design qu’il souhaite, car ce TGV de la gamme Avelia Horizon est un produit destiné à la vente, pas seulement une idée de la SNCF, premier client d’Alstom.
C’est la simplification de l’architecture électrique historique des TGV associée à des équipements électriques plus petits qui ont permis de loger tous les équipements dans 2 mini-motrices facilitant l’ajout de cette neuvième voiture.
Une longue période de tests
En décembre 2022, la première rame d’essai du TGV M se rendait sur le site d’essai de Velim, en République tchèque. Cette campagne d’essais a duré près de 6 mois et a constitué une phase cruciale dans une série d’essais pour la prochaine génération de trains à grande vitesse.
Essais statiques et quasi-statiques :
Chaque composant a été évalué séparément avant l’assemblage pour vérifier les performances et la durabilité. Le train a ensuite été testé sur le site Alstom de Bellevue à l’arrêt et à des vitesses allant jusqu’à 30 km/h afin de s’assurer de la bonne intégration et de l’interaction de tous les systèmes embarqués.
Tests de pré-validation :
Réalisés sur le site d’essai de Velim, ces essais se déroulent dans un environnement contrôlé, à l’abri du trafic commercial. L’objectif est de valider la fonctionnalité globale du train, de traiter les risques liés à la conception et d’affiner les modèles numériques. Les vitesses augmentent progressivement jusqu’à 200 km/h avant de passer au réseau national français, où les tests atteignent 320 km/h.
Essais d’admission :
Ces essais simulent des scénarios réels, y compris des conditions météorologiques défavorables et des perturbations opérationnelles. Menés par un organisme accrédité, ils sont essentiels pour obtenir l’autorisation de service commercial de l’Agence ferroviaire européenne (ERA).
Essais d’endurance :
Avant le lancement commercial, plusieurs rames parcourront des itinéraires étendus à travers la France, afin de garantir la fiabilité à long terme. Le personnel de SNCF Voyageurs profitera également de cette phase pour se familiariser avec les nouvelles fonctionnalités du train.
Sur le site de Velim, les premiers essais ont permis au TGV M d’atteindre 200 km/h en une semaine, dépassant ainsi les attentes. Les essais en cours portent sur le freinage, la performance des pantographes et la signalisation. Les futurs essais à Vienne évalueront l’efficacité énergétique, avec des simulations couvrant des températures extrêmes (de -20°C à +40°C) et des vitesses de vent allant jusqu’à 160 km/h. Ces efforts contribuent à une réduction ciblée de 20 % de la consommation d’énergie.
Les essais de pré-validation se sont poursuivis à Vienne, où des essais climatiques ont évalué le comportement du train à des températures extrêmes. En juin 2023, les essais se poursuivaient en France, avec le soutien de conducteurs de train, d’ingénieurs experts en matériel roulant de SNCF Voyageurs, de spécialistes d’Alstom, etc.
Une équipe d’ingénierie du matériel roulant de SNCF Voyageurs a géré des phases d’essais en France qui ont mobilisé plus de 250 de ses 1 800 techniciens et ingénieurs sur le projet. La vitesse devait atteindre 320 km/h, la vitesse maximale autorisée pour une exploitation commerciale sur les lignes à grande vitesse.
Les performances du TGV M seront évaluées sur le réseau ferré français dans des conditions réelles d’exploitation. Les essais d’acceptation, menés au premier semestre 2024, visaient à atteindre 320 km/h. L’Agence de l’Union européenne pour les chemins de fer (ERA) doit désormais délivrer l’autorisation de mise sur le marché du TGV INOUI.
À l’automne 2024, plusieurs unités de série circulaient pour tester la fiabilité et les fonctionnalités du train en conditions réelles. Cette phase permettait également aux conducteurs et chefs de train de la SNCF de s’y familiariser. Avant sa mise en service, le TGV INOUI de la SNCF aura cumulé 350 semaines et 1 million de kilomètres de tests. Cela permet désormais à Alstom de vendre son produit Avelia Horizon sur base de quelque chose de réel. 🟧
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