2.1. Histoire des trains
De nos jours, les moyens de transport sont conçus pour arriver le plus vite possible à destination.
Le train est un mode de transport qui se développe sans cesse pour répondre à des attentes toujours plus exigeantes. Pour cela, les concepteurs doivent résoudre les problèmes liés à l’aérodynamisme, comme par exemple les frottements de l’air, et ainsi permettre d’aller toujours plus vite.
Depuis l'apparition des premiers trains au XIXème siècle, leur profil a évolué, permettant ainsi de réduire l’impact des frottements de l’air sur la vitesse.
2.1.1. L’évolution des trains
La locomotive à vapeur, qui permet la traction, est omniprésente au XIXème siècle. Elle laisse peu à peu sa place à la locomotive électrique dès le début du XXème siècle, puis à l'autorail à partir des années 1930. De nos jours, les locomotives sont électriques ou Diesel sur les lignes non encore électrifiées.
Pour le transport de passagers, les rames remorquées sont progressivement remplacées par des rames automotrices. Celles-ci composent désormais aussi bien les petits trains de banlieue que les trains à grande vitesse.
La vitesse des trains augmente rapidement, avec le développement de la locomotive Diesel. Elle permet d’atteindre les 156 km/h en 1935.
En 2007, le TGV (Train à Grande Vitesse) atteint 574 km/h et devient le train le plus rapide du monde.
En 2015, le train à sustentation magnétique s’impose avec un nouveau record de vitesse à plus de 600 km/h (603 km/h). Il s’agit du SCMaglev (Super Conducting Magnetic Levitation), aussi appelé JR-Maglev (Japan Railway Magnetic Levitation), qui entrera en fonction en 2027 au Japon. Grâce à ce procédé, le train n'est pas en contact direct avec les rails, contrairement aux trains classiques. Cela permet de supprimer la résistance au roulement causée par les rails, et ainsi d'atteindre des vitesses plus élevées.
Nous allons maintenant présenter les trains qui ont fortement marqué l’évolution du chemin de fer.
2.1.2. Les premiers trains
C'est au Royaume-Uni, au début du XIXème siècle, que commence l'histoire des chemins de fer lorsque la première locomotive à vapeur est construite par Richard Trevithick en 1804.
Sa vitesse de locomotion est de 4 km/h en 1804. À cette époque on ne pensait pas encore à l’aérodynamisme. De plus, à cette vitesse l‘aérodynamisme pouvait être négligé. L’avant des premiers trains est droit, le coefficient de traînée n’est donc pas très optimal (il est d'environ 1).
Dans les années 1920, les locomotives à vapeur comme la 141 C peuvent atteindre une vitesse de 100 km/h.
