Acela Express

Après le succès du Shinkansen japonais, la loi de 1965 sur les transports terrestres à grande vitesse autorise le gouvernement des États-Unis à examiner l’intérêt d'une ligne à grande vitesse ce qui mène à la création du Metroliner, le prédécesseur de l'Acela. Durant les années 1980, l'administration américaine des chemins de fer explore la possibilité de la création de lignes à grande vitesse aux États-Unis. Cinq possibilités seront proposées incluant le corridor nord-est[8].

Amtrak demande alors aux équipementiers de faire des propositions. Un train SJ2000 est loué de Suède pour réaliser des tests entre octobre 1992 et janvier 1993 entre Washington D.C et New York City. Siemens présente également l'ICE 1 entre juillet 1993 et octobre 1994. Ces tests permettent à Amtrak de définir un cahier des charges pour un appel d'offres d'un train capable de rouler à 240 km/h (150 mph) remporté par le projet conjoint de Bombardier (75 %) et d'Alstom (25 %)[9] - [10].

La mise à grande vitesse du corridor du Nord-Est est cependant sujette à des limitations imputables au fait que le réseau a été construit au cours de la seconde moitié du XIX^e siècle et qu'il traverse une région densément peuplée de la côte Est. Il n'est donc pas envisageable de créer une ligne grande vitesse entièrement nouvelle. Une autre solution serait de procéder à des aménagements locaux permettant d'accélérer la vitesse commerciale des trains, mais Amtrak ne semble pas vouloir se décider en ce sens[11].

Le 9 mars 1999, Amtrak dévoile le nom que porteraient ses trains dans le corridor Boston-Washington sur un trajet de 735 km : Acela (prononcé ə'sɛlə), un mot-valise combinant Excellence et Accélération. À ce moment, le service passagers était effectué dans le corridor et son prolongement vers Newport News (Virginie) par plusieurs types de trains et à des vitesses différentes. L'Acela devait devenir le terme générique pour tous ces trains en y accolant une expression de vitesse : Acela Express pour remplacer le rapide Metroliner, Acela pour ceux à vitesse moyenne ou régionaux et Acela Commuter pour les trains locaux[12]. Au total 20 nouveaux trains devaient rouler sur le corridor Nord-Est[13]. De nombreux changements ont dû être réalisés sur ce dernier pour que l'Acela express puisse l'emprunter. Tout d'abord, il a fallu étendre l'électrification de New Haven à Boston (avant cette électrification les trains à destination de Boston devaient passer au diesel à partir de New Haven) et supprimer un certain nombre de passages à niveau[13] - [14].

Le 31 janvier 2000, le premier Acela Regional remplace le NortheastDirect sur la première ligne électrifiée du corridor[15] - [16]. Au fur et à mesure de l’électrification des lignes, de plus en plus de trains devinrent des Acela, le trajet inaugural fut réalisé avec des personnalités le 16 novembre 2000, suivi par le premier trajet commercial le 11 décembre 2000[17] après quelques mois de retard. Ce retard était imputable notamment au fait que les rames étaient 10 cm trop larges pour s'incliner totalement, ce qui réduisait la vitesse maximale prévue. Le nom Acela Commuter ne fut jamais introduit et, le 17 mars 2003, le nom Acela fut réservé exclusivement au service Express, pour se conformer à l'acronyme qui le forme.

En 2005, la part d'Amtrak sur le marché du transport entre New York et Boston avait atteint 40 %, contre 18 % avant l'Acela. Avec la popularité croissante de L'Acela Express, plus moderne et plus rapide, le service Metroliner fut supprimé fin 2006[18]. Pour répondre à une demande toujours plus importante, on ajouta des trajets Acela[19].

En 2011, la flotte d'Acela avait atteint la moitié de sa durée de vie prévue. Amtrak a donc proposé plusieurs options de remplacement. La commande devait être passée en 2012 et devait concerner 40 nouvelles voitures. Les trains existants auraient alors reçu 2 voitures supplémentaires, permettant donc de passer d'une configuration 1-6-1 à 1-8-1. Ces rames plus longues auraient nécessité des modifications des installations d'entretien à Boston, New York et Washington. L'entrée en service de ces rames modifiées était alors prévue pour 2014[20]. Ce plan a été annulé en 2012 pour favoriser le remplacement des rames de la flotte Acela[21].

En janvier 2014, Amtrak a publié un appel d'offres pour 28 rames Acela, ou plus, dans une commande groupée avec la California High-Speed Rail. Cependant, après des discussions avec les constructeurs, les 2 entités ont conclu que leurs besoins en matériel étaient trop éloignés et ont donc décidé de ne pas poursuivre l'appel d'offres conjoint[22].

En 2016, Alstom conclut un contrat de 2,45 milliards de dollars avec le gouvernement américain pour la modernisation de la ligne à grande vitesse, la livraison de 28 nouveaux trains pendulaires à grande vitesse (TGV Avelia Liberty) et leur entretien[23] - [24].

Le contrat initial d'Amtrak avec le consortium Bombardier-Alstom portait sur la livraison de 20 rames (6 voitures chacune, avec des voitures électriques à l'avant et à l'arrière) pour 800 millions de dollars[25]. Finalement, en 2004, Amtrak a payé au total de 1,2 milliard de dollars pour les 20 rames plus 15 locomotives à grande vitesse supplémentaires et la construction d'installations de maintenance à Boston, New York et Washington[26].

Acela 2000

Une rame Acela 2000 à BWI Rail Station de Linthicum (Maryland).

Identification

Exploitant(s)	Amtrak
Désignation	Acela Express
Motorisation	Onduleurs Alstom GTO et moteurs de traction asynchrones triphasés à courant alternatif
Composition	2 motrices encadrant 6 voitures
Conduite	2 conducteurs (pilote et copilote)
Commande	20 rames
Construction	1998-2001
Constructeur(s)	Bombardier, Alstom
Nombre	20 rames
Mise en service	11 décembre 2000
Période de service	1998-2022
Effectif	20 rames
Service commercial	2000-2022
Retrait	2022 (prévisionnel)
Affectation	Corridor Nord Est
Aménagement	4 voitures affaires, 1 voiture bar et 1 voiture première classe
Utilisation	Service passager

Caractéristiques techniques

Écartement	standard (1 435 mm)
Alimentation	25 kV 60 Hz, 12,5 kV 60 Hz, 11 kV 25 Hz
Captage	pantographes
Tension ligne de contact	25 kV 60 Hz, 12,5 kV 60 Hz, 11 kV 25 Hz V
Puissance continue	1150 kW (par moteur) 4 600 km (Par voiture moteur) 9200 kW (par rame) kW
Effort de traction	220,2 kN
Ø roues motrices	1016 mm
Tare	565 t
Largeur	3,18 m
Hauteur	4,32 m
Longueur totale	202,91 m
Empattement total	10,74m (Voiture moteur) 18,14 m (Voiture passagers) m
Portes	Portes coulissantes à un battant
Capacité	304 (44 première classe; 260 classe affaire) p.
Climatisation	oui
Vitesse maximale	266 km/h (Design) 240 km/h (service) km/h

La première génération de rame Acela est un ensemble unique de véhicules ferroviaires conçus sur mesure pour respecter les exigences en matière de matériel roulant établies par la Federal Railroad Administration. Cela comprend la capacité à résister à une collision avec un train de marchandises à grande vitesse et ce sans se coucher. La plupart des fabricants ayant émis un intérêt pour cet appel d'offres n'ont pas été capables de répondre à ces exigences structurelles, notamment en raison de l'augmentation des coûts et de la complication de la fabrication des trains. Finalement seulement trois constructeurs répondaient à ces exigences : ABB (constructeur du SJ2000), Alstom (constructeur du TGV français) et Siemens (constructeur de l'ICE allemand)[27].

C'est la proposition d'Alstom qui fut retenue. Il s'agit d'un train pendulaire, ce qui autorise une vitesse plus élevée dans les courbes sans modifier la voie existante et améliore le confort des voyageurs sur le parcours sinueux qu'il est amené à parcourir. Extérieurement, il ressemble au TGV d'Alstom circulant en France. Sa propulsion, issue de celle du TGV, fut mise au point par Alstom, tandis que son système de pendulation fut mis au point par Bombardier.

La conception utilise deux voitures électriques à chaque extrémité dérivées de celles utilisées par le TGV français. Elle opère à une tension de 11 000 volts AC et une Fréquence de 15 ou 60 Hz. Plusieurs autres caractéristiques proviennent des TGV français, telles que la présence de 4 moteurs asynchrones par voiture, le système de freinage par récupération, le châssis, les disques de frein (3 sur une voiture Acela contre 4 sur un TGV) ou encore les techniques de gestion de l'énergie d'accident pour contrôler les déformations structurelles[28].

Les chariots basculants (technologie des trains pendulaires) sont basés sur les trains LRC de Bombardier utilisés par VIA Rail Canada. Les voitures du train sont plus lourdes que celles du TGV pour répondre aux normes de la FRA[29]. C'est pour cette raison que les équipages français et canadiens ayant testé ce train l'ont surnommé « le cochon »[10] - [30]. Cet ajout de poids a conduit à réduire le rapport poids/puissance d'une motrice Acela, 22,4 chevaux par tonne contre 30,8 pour une rame TGV Réseau. Les voitures Acela sont couplées de façon semi-permanente mais elles ne sont pas articulées comme le TGV c'est-à-dire qu'il y a 2 bogies par voiture au lieu d'un 1 pour 2 sur un TGV.

L'Acela a été conçu pour une vitesse limite de 266 km/h[31] (la grande vitesse ferroviaire se définit habituellement comme au-delà de 250 km/h), il n'atteint cependant que 240 km/h sur un court tronçon de 55 km dans le Rhode Island et le Massachusetts. La vitesse commerciale des services s'établit à 132,3 km/h entre Washington D.C et New York, 106 km/h entre New York et Boston. Sur l'ensemble de l'itinéraire, la vitesse commerciale est de 113 km/h.

En pratique, la vitesse de l'Acela Express dépend beaucoup des restrictions locales le long de sa route, notamment dans les zones urbaines. En plus de ces restrictions, l'Acela doit régulièrement ralentir lorsqu'il passe sur des ouvrages d'art anciens, dont certains ont plus de 100 ans. Au total, 224 ouvrages d'art sont au-delà de leur durée de vie nominale[32].

Pour le lancement de l'Acela, Amtrak a amélioré la voie le long du fleuve Connecticut pour permettre une vitesse de 177 km/h[33]. En règle générale, le système de support des caténaires aérien qui a été construit dans les années 1930 (pour la section entre Washington D.C et New Haven)[34]. La Pennsylvania Railroad a déjà fait rouler des trains d'essai Metroliner à 264 km/h et voulait faire fonctionner ce service à des vitesses atteignant 241 km/h. Les tests de certification pour une exploitation commerciale à 257 km/h, qui implique des essais à 266 km/h, ont commencé en 2012 pour la section entre Trenton et le New Brunswick[35].

La section la plus lente du corridor Nord-est est la portion entre New Haven dans le Connecticut et New Rochelle dans l'État de New York qui est fortement utilisée par les trains de banlieue. L'Acela Express n'atteint que 145 km/h sur une section de 6,4 km dans l'État de New York et ne dépasse que rarement les 97 km/h[36]. À partir de 2017, le remplacement des caténaires et des travaux sur les ouvrages d'art ont été réalisés et se sont achevés mi-2018[37].

Le temps de trajet le plus rapide entre New York et Washington D.C était de 2 h 45 en 2012. 450 millions de dollars ont été alloués par l'administration Obama pour améliorer les signaux de signalisation et remplacer les caténaires[38] entre Trenton et le New Brunswick ce qui permettra d'atteindre des vitesses de 257 km/h sur 37 km. Ces améliorations devraient être achevées durant l'année 2020[39].

La densité de population au nord-est des États-Unis fait du corridor nord-est la portion la plus fréquentée du réseau ferroviaire nord américain. Deux tiers des voyageurs ferroviaires vivent à proximité ou à New York, qui abrite la gare la plus fréquentée des États-Unis, Penn Station[40]. Pour concurrencer les compagnies aériennes, Amtrak devrait augmenter la vitesse des trains dans la région. La ligne de New Haven et Boston est problématique à cause de ses virages serrés et de ses passages à niveau[41].

L'inclinaison permet aux passagers d'être plus confortablement installés sur des sections incurvées où le train roule plus rapidement qu'il ne serait possible autrement. Les rames Acela s'inclinent au-dessus de 97 km/h dans les virages mais certains d'entre eux sont trop rapprochés pour que le train s'incline en toute sécurité tout en maintenant un espace minimal avec un potentiel autre train sur une voie parallèle. La limite de l'inclinaison est de 4,2° pour s'adapter aux contraintes imposées par ces virages.

Voyager à plus de 217 km/h nécessite également une caténaire dont le câble soit à tension constante. Or, ce n'est le cas que sur le système le plus moderne, entre New Haven et Boston. Sur les autres sections, la vitesse sera toujours limitée à 217 km/h même si le profil des voies permettait d'aller plus vite. À cause de cette contrainte, la vitesse de l'Acela est presque la même que celle du Metroliner, aujourd'hui disparu et qui atteignait la vitesse de 201 km/h.

L'Acela express relie Boston et New York en environ 3 h 30, soit une amélioration de 30 minutes. Le trajet entre New York et Washington dure 2 h 45. Ces horaires ainsi que la commodité relative du service direct entre centres-villes par rapport au transport aérien ont rendu l'Acela plus compétitif, surtout après les Attentats du 11 septembre 2001. En raison de cette concurrence, Southwest Airlines a supprimé son service de navette entre Washington et New York[42].

En raison de la vitesse élevée à laquelle l'Acela express traverse les petites gares, des inquiétudes ont été formulées dans certaines villes au sujet des avertissements jugés inadéquats pour les passagers attendant d'autres trains. Aux gares de Kingston et Mansfield, les trains passent à 241 km/h[43]. Des suggestions ont été proposées, comme des barrières de sécurité ou l'utilisation d'annonces différentes lors de l'approche d'un train Acela[44]. En 2011, des subventions fédérales ont été accordées pour améliorer la gare de Kingston en créant notamment une troisième voie utilisée comme voie de passage[45]. Les rénovations ont été terminées le 30 octobre 2017[46].

Le 26 août 2016, le vice président Joe Biden a annoncé un prêt de 2,5 milliards de dollars pour payer de nouveaux équipements pour l'Acela Express, ainsi que la mise à niveau d'une partie du corridor nord-est. Cela permettra l'achat de 28 nouvelles rames Avelia Liberty construites par Alstom à Hornell et Rochester dans l'État de New York pour remplacer toute la flotte existante.

L’extension de la flotte permettra de mettre en place un service horaire sur la journée entre New York et Boston et un service à la demi-heure aux heures de pointe entre New York et Washington[47]. Les nouvelles rames seront plus longues, offrant 30 % de places assises en plus. La technologie d'inclinaison permettra d'atteindre des vitesses de 300 km/h si des améliorations d'infrastructures ultérieures sont effectuées.

Les nouveaux trains seront livrés entre 2021 et 2022, après quoi le parc actuel sera retiré du service[48].

Les rames Acela sont composées comme suit:

Une rame Acela Express est composée de deux motrices encadrant 4 voitures de classe affaires, une voiture bar et une voiture de première classe. La rame compte moins de sièges que les trains régionaux circulant sur les mêmes tronçons. La voiture de première classe comporte 44 sièges en configuration 1-2, une place est attribuée à chaque réservation. La classe affaire quant à elle a 260 sièges répartis sur 4 voitures en configuration 2-2[49]. Contrairement à la première classe, la classe affaires n'attribue pas un siège à chaque réservation, qui garantit tout de même une place assise. Le train est accessible aux personnes à mobilité réduite. Chaque voiture est équipée de deux toilettes dont une respectant les normes pour les personnes handicapées. Les bagages peuvent être rangés directement sous le siège ou dans des compartiments situés au-dessus des sièges.

L'Acela propose 2 types de siège, la première classe et la classe affaires. Contrairement à tous les autres trains Amtrak, la classe affaires est la classe de base.

L'entretien des rames est effectué dans les installations à Ivy City près de Washington D.C, à Sunnyside Yard dans Queens à New York et à Southampton Street Yard à Boston.

Les rames Acela ont subi des rénovations entre la mi-2009 et 2010 à côté de la gare de Philadelphie, en Pennsylvanie. Ces rénovations comprenaient de nouveaux sièges en cuir bleu pour toutes les voitures[50].

En mai 2018, Amtrak a lancé un programme de 14 mois pour rafraîchir l'intérieur des rames de l'Acela Express, y compris de nouvelles hausses de sièges et de nouveaux coussins. Ce programme a été achevé en juin 2019[51].

Le service sans fils dans les stations a commencé en 2004[52]. En 2010, tous les trains Acela ont commencé à offrir le service "AmtrakConnect" avec les services de la société GBS[53]. En 2016, le service a été amélioré pour permettre une connexion plus rapide et fluide[54].

Généralement, les équipes de train Amtrak sont composées d'un ingénieur, d'un chef de train et d'au moins un chef de train adjoint. Les trains Acela ont également une équipe de service de bord avec 2 préposés à la première classe et un préposé à la voiture bar. En plus du service de restauration présent dans la voiture bar, un agent Amtrak fournit un service de vente ambulante. Les passagers de première classe reçoivent des repas à leur place sur tout le trajet. Chez Amtrak, l'équipe de service à bord est distincte et subordonnée aux équipes du train.

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