La réversibilité : c’est d’abord pour la banlieue.

À la fin du XIXe siècle, le terme de « banlieue » commence à peine à exister et, pour ce qui est du chemin de fer, aucune spécificité n’existe pour ce genre de service qui est considéré simplement comme un service omnibus au départ des grandes gares de Paris. Comme le montre la consultation des sommaires de la « Revue Générale des Chemins de Fer » (RGCF) créée en 1878, le mot de « banlieue » est déjà présent dans quelques rares titres des premières années, et ne se généralisera que peu avant la Première Guerre mondiale, lorsque la banlieue existe comme telle et commence à poser au chemin de fer ses problèmes spécifiques.

À l’époque, une succession de petites gares, dispersées au long des grandes lignes quittant Paris, ne réclame, pour les petits villages qu’elles desservent, que des trains formés de matériel courant dans les trois classes et assurant un service omnibus. Ce sont ces modestes trains, avec leurs petites voitures à deux essieux, parfois coiffées d’une impériale, que les peintres comme Monet gagnent les petits villages des bords de Seine comme Giverny et tant d’autres, à la recherche de paysages, de sites, et de modes de vie où la nature jouit encore pleinement de ses droits jusqu’aux abords de Paris.

Le réseau national, à l’époque, est composé de grandes lignes au départ de Paris et a une vocation de desserte de grandes villes situées en province par trains rapides, et de toutes les petites villes et les villages qui ont eu la chance de se trouver sur ces lignes et qui bénéficient alors d’un service omnibus. La banlieue n’existe pas comme telle pour le « grand » chemin de fer et n’engendre donc nullement un type de trafic adapté. Toutefois, le premier trafic destiné à ce qui sera la banlieue se fait sous la forme de prolongements des transports urbains parisiens avec des lignes d’omnibus à chevaux puis automobiles, de tramways et ultérieurement du métro.

Ce qui est certain est que ces trains omnibus du « grand » chemin de fer ne sont pas réversibles. Classiques jusque dans leur composition, ils ont une locomotive à tender séparé en tête, un deux fourgons (imposés par la réglementation pour des questions de sécurité en cas d’accident grave), puis un certain nombre de voitures très courantes à deux ou trois essieux, le tout se terminant par le ou les fourgons règlementaires. Ce sont donc bien des trains ayant une tête et une queue, ne roulant que dans un seul sens, et qui, à l’arrivée au terme de leur parcours, demandent d’être recomposés pour la circulation en sens inverse, au moins par le changement de locomotive qui sera soit remplacée par une autre à l’autre extrémité du train, soit, si elle a assez d’autonomie, replacée à l’autre extrémité au train au prix d’une série de manœuvres dans la gare.

Les premiers trains de banlieue : simplement des omnibus monodirectionnels.

Le matériel moteur est pris dans le parc des locomotives dites pour trains omnibus, dont à deux ou trois essieux moteurs, sans bissel ni bogies, et à roues motrices de faible diamètre. À l’époque, les locomotives sont, à l’instar de l’ensemble des réseaux européens, classées en trois catégories : les locomotives de vitesse (dites parfois d’ « express ») à grandes roues et bogie avant, les locomotives dites mixtes ou de « messageries » à roues moyennes et bissel ou bogie avant, et, en dernier lieu, les locomotives pour trains de marchandises ou omnibus, à petites roues et sans bogie ni bissel, existant avec tender séparé ou sous la forme de locomotives-tender. Les locomotives de cette dernière catégorie sont aussi préposées aux manœuvres, ou à la desserte des lignes secondaires ou d’intérêt local.

Les voitures entrant dans la composition de ces trains qui ne sont donc pas encore « de banlieue », sont toujours des véhicules de type ancien, accomplissant là une fin de carrière. Elles finissent leur vie ainsi après avoir connu, depuis les années 1850 à 1870, les fastes des trains « express » des grandes lignes. En général à deux essieux, à compartiments sans couloir ni intercirculation, à portières latérales multiples, ces voitures promènent leur silhouette haute et angulaire, leur toit assez plat, leur guérite de serre-freins, leurs marchepieds agressifs sur lesquels les contrôleurs passent d’un compartiment à un autre au risque de leur vie. Les vitesses moyennes (on n’ose pas encore dire « commerciales » !…) sont basses, le confort est médiocre, la satisfaction de ce que l’on n’appelle pas encore une « clientèle » est nulle, car non recherchée.

La Belle Époque : le matériel moteur et remorqué montre son inadaptation pour la banlieue.

Les années qui précèdent la Première Guerre mondiale sont celles d’un accroissement intense des services de la banlieue. La hausse forte et continuelle du prix des logements à l’intérieur de Paris, encouragée par les travaux d’Haussmann et une spéculation effrénée (déjà…), a chassé, depuis la fin du Second Empire, l’ensemble des populations constituées par les ouvriers et les employés, et toutes les personnes à revenus modestes comme les retraités. Tous ont dû émigrer en dehors des fortifications de Paris et aller s’installer dans ce que l’on appellera des « coquettes villas fleuries » dont la construction et la prolifération le long des routes et des chemins de fer est approuvée par les lois « sociales » de la Troisième république. De nombreux petits villages de campagne, comme Asnières ou Courbevoie, Nanterre ou Puteaux, changent alors résolument de destin…

Sur le plan des transports, la banlieue commencera donc à exister avec le renforcement des services omnibus au départ de Paris, et notamment à la gare Saint-Lazare, et à la saturation des voies et des quais. Il faudra donc, d’une part, agrandir continuellement les gares parisiennes, et, d’autre part, construire un véritable réseau de banlieue en multipliant, autour de Paris, des lignes d’embranchement et de raccordement, créant des multitudes de petites gares de banlieue. Enfin, mais ce sera fait plus tardivement et seulement au XXe siècle, il faudra bien concevoir, construire et mettre en service un matériel roulant voyageurs spécialement adapté à la banlieue.

En attendant, l’accroissement du nombre de trains, l’accroissement de leur longueur et du nombre de voyageurs transportés dans chaque rame, la nécessité d’augmenter les vitesses, et surtout de réduire les temps de stationnement dans les grandes gares parisiennes entre l’arrivée et le départ en sens inverse du train, voilà tout ce qui vient compliquer les choses et rendre particulièrement inadaptées ces longues compositions avec leurs voitures aux portières inadaptées et aux locomotives qu’il faut dételer, séparer du train, faire remonter sur une voie parallèle, et diriger vers le dépôt, ou l’autre extrémité du train.

C’est alors que, particulièrement sur le réseau de l’État et sa banlieue ouest, les rames automotrices électriques font merveille avec leur aptitude à repartir immédiatement en sens inverse, puisqu’elles sont équipées, à chaque extrémité, d’une cabine de conduite.

Mais toutes les lignes ne sont pas encore électrifiées, et les locomotives à vapeur, avec leurs rames classiques, ont encore deux ou trois décennies devant elles : comment faire pour que les trains classiques aient les mêmes qualités que les rames automotrices, et soient capables de repartir immédiatement en sens inverse ? Un certain nombre de réseaux essaient alors les divers systèmes de réversibilité qui s’offrent à l’époque, et vont en équiper leurs locomotives – exactement comme on le fera avec les BB-7200 que l’on transforme en BB-7600.

Une première solution : la boucle de retournement.

Elle apparaît très tôt dans l’histoire des chemins de fer, notamment en France, avec la construction de la ligne de Sceaux qui est très originale, avec son système Arnoux permettant l’inscription d’un matériel roulant, à essieux radiants, dans des courbes à très faible rayon, ce qui permet de se contenter de voies construites avec un minimum de terrassements.

Jean-Claude Républicain (un prénom alors à la mode !) Arnoux (1792-1866) est un homme issu du monde des messageries et des diligences. Voyant que le chemin de fer va mettre fin à cet univers de routes et de chevaux, il s’adapte et investit toute son énergie créatrice à construire la ligne de Sceaux et à en doter le matériel roulant d’un système d’essieux orientables qui n’est que la transposition du train avant des véhicules routiers de l’époque. Incompatible avec le réseau national, imposant un écartement hors normes de 1750 mm, ce système n’aura aucune autre existence que celle de la ligne de Sceaux, et sera réformé en 1891.

Ce système Arnoux est utilisé à partir de 1846 sur la ligne de Sceaux et son inventeur multiplie, plus qu’il n’en faut, courbes et contre-courbes à titre de démonstration. Beaucoup d’avantages techniques en résultent, notamment l’absence de crissement en courbe, une moindre usure des roues et des rails, mais le système, en dépit des appuis dont Arnoux dispose en haut lieu, n’est pas satisfaisant et il est remplacé par un chemin de fer classique en 1891. Toutefois, Arnoux aura profité des qualités de son système pour inventer la boucle de retournement en gare.

Aujourd’hui toujours, à Paris, la façade courbe de la gare de la place Denfert-Rochereau reste le dernier témoin du système Arnoux: en effet, le bâtiment voyageurs de cette gare avait été construit en courbe pour épouser la forme de la voie en boucle de retournement : les trains du système Arnoux pouvaient ainsi pénétrer dans la gare terminus et faire un demi-tour immédiat en parcourant la boucle à rayon de 25 m seulement, sans changer de sens de marche et sans manœuvres. Avec le système Arnoux, la gare terminus était, dans les faits, réduite à une gare de passage franchie sans perte de temps.

Il est intéressant de savoir qu’un projet de boucle de retournement a été proposé pour la gare du Nord, ceci vers 1900. Cette boucle, en souterrain, aurait permis le retournement immédiat des trains de banlieue qui auraient parcouru la voie unique de la boucle desservant quatre quais en courbe placés dans le sous-sol de la gare (voir le plan ci-contre) et donnant, apparemment, une correspondance avec la boucle de la ligne 2 (devenue 6, puis 5) du métro qui, à sa construction, avait son terminus sous la gare du Nord.

La gare du « Grand Central Terminal », à New York, inaugurée en 1913, a bien été équipée d’une double boucle de retournement pour les voies de banlieue situées au deuxième sous-sol de la gare. Elle n’a pas servi longtemps, l’électrification ayant permis la mise en service de rames bidirectionnelles. 

Une deuxième solution : la double bretelle sur les voies de la gare.

Ce sera la seule solution qui se généralisera à la fin du XIXe siècle et qui durera jusqu’à l’arrivée de la réversibilité. Elle consiste à disposer, à une vingtaine de mètres des heurtoirs de la gare terminus, un appareil de voie complexe formé d’une double bretelle de communication entre les deux voies parallèles. Cet appareil permet le retour immédiat d’une locomotive, arrivée en tête de son train, en la dégageant par la voie parallèle à la voie d’arrivée… si toutefois elle est libre, ce qui veut dire qu’un train à l’arrivée a besoin de deux voies contigües.

En outre, à l’autre extrémité du train qui vient d’arriver, la locomotive doit pouvoir être remise en tête grâce à un autre appareil de voie identique, disposé à une distance correspondant à la longueur du train garé. Faute de quoi, la locomotive qui vient d’être dégagée est obligée d’évoluer assez loin sur le faisceau de sortie de la gare pour trouver les appareils de voie permettant son retour en tête de son train.

On comprend que, à ce prix, l’ensemble des compagnies cherche, dès le lendemain de la Première Guerre mondiale, à résoudre ce problème en l’évitant – c’est-à-dire à rendre les trains réversibles, leur locomotive restant à « poste fixe », si l’on peut dire, à une extrémité du train.

L’idée nouvelle : la « marche en réversible » du Nord.

Le réseau du Nord est le pionnier de la « marche en réversible », puisque dès 1912, ses trains-navettes entre Paris et Saint-Denis en sont équipés, suivis, en 1920, par les trains de Paris à Sannois par Saint-Ouen (ligne des Grésillons), et en 1928, par les mouvements des rames vides entre Paris et les garages d’Epinay et de Goussainville.

C’est en 1930 que les choses vont démarrer à une grande échelle. La RGCF du mois de mai 1930 consacre une importante étude occupant les pages 412 à 431. Selon les habitudes de la RGCF, de nombreux et très intéressants schémas illustrent cette étude sur les nouvelles rames de banlieue nord et à la « marche en réversible » (selon le terme de l’époque). La Compagnie du Nord équipe son matériel métallique à grande capacité de manière à gagner du temps lors de l’exploitation par la suppression des manœuvres permettant le passage des locomotives de tête en queue des trains dans les gares terminus.

La machine est toujours attelée à la même extrémité de la rame (côté province – pour éviter la saturation en fumées sous la verrière lors du stationnement en gare du Nord) et, suivant le sens de marche, elle tire ou pousse le train. À cet effet, la voiture placée à l’extrémité opposée (plus tard dénommée « voiture pilote ») comporte un poste de commande d’où le mécanicien peut actionner le frein de la rame ainsi que le régulateur et le changement de marche de la locomotive. Cet agent reste en outre en liaison constante avec le chauffeur, demeuré à son poste normal sur la locomotive. Cette liaison est assurée par le moyen d’un téléphone à haut-parleur. Deux téléphones haut placés, l’un sur la « devanture » du foyer de la locomotive, l’autre dans la cabine du fourgon, permettent au mécanicien et au chauffeur de rester en communication permanentent.  Une batterie d’accumulateurs placée sur le fourgon assure le fonctionnement de cette liaison. Les connexions ont été étudiées de telle manière que de l’un ou l’autre poste, on puisse interpeller l’agent, situé à l’autre extrémité de la ligne, par haut-parleur, avec la seule condition que le demandeur appuie sur un poussoir placé sur l’appareil.

Le régulateur de la locomotive est actionné, à distance, par un servomoteur à air comprimé à double effet, commandé par deux électros valves. La vitesse d’ouverture est réglée au moyen d’un « dashpot » à huile laissant la fermeture se faire librement. Ce « dashpot » à huile est automatiquement mis hors service lors de l’ouverture à la main du régulateur.

Le mécanicien dispose, en outre, de la commande du frein Westinghouse. Le frein continu est actionné par l’intermédiaire d’un robinet de mécanicien identique à celui de la locomotive. Ces deux robinets sont enclenchés par l’intermédiaire d’une poignée mobile que le mécanicien doit retirer et transporter avec lui de la locomotive à la cabine du fourgon ou inversement. Ce robinet isole automatiquement tous les appareils du poste qui n’est pas occupé. Un réservoir de frein principal auxiliaire placé sous le fourgon communique avec celui de la locomotive par une conduite spéciale d’air comprimé.

Un enregistreur Flaman et un sifflet électro-automoteur répétiteur des signaux sont montés dans le poste du fourgon, comme sur la locomotive. Un indicateur de vitesse, un sifflet dit « électro automoteur », un sifflet à air comprimé sont également installés dans la cabine de conduite.

La première rame équipée circule en février 1930. Les résultats sont excellents, et le réseau reçoit l’autorisation d’une marche indifféremment dans les deux sens à vitesse normale en service, sans aucune limitation. Le réseau équipe alors 60 rames de la « marche en réversible » Aubert. La carrière de la réversibilité est assurée, avec passage à la traction électrique et même diesel. Aujourd’hui toujours, la réversibilité reste indispensable pour le service de la banlieue avec de lourdes rames confortables, mais les rames automotrices les supplantent d’une manière absolue.

La réversibilité Nord : Pullman fournit les cadres.

La grande firme américaine ne fournit nullement le personnel dirigeant les ateliers de construction de ces voitures, mais le système d’accouplement de ces voitures qui forment des rames homogènes et indéformables en service. Il s’agit d’un système, construit sous licence Pullman à Hellemmes bien entendu, qui assure à la fois la liaison en traction et en compression de l’ensemble des voitures du train. Ces rames, en effet, circulent exactement autant de fois dans chaque sens de marche, mais comme la locomotive reste toujours à la même extrémité de la rame (coté banlieue) les trajets vers la banlieue se font en traction, et les trajets retour se font en pousse, le mécanicien se postant dans une cabine et actionnant la locomotive à distance par un système de réversibilité.

Le fait de pousser ces rames lourdes sollicite beaucoup les organes de choc que sont les tampons et les traverses de tête des voitures, et l’idée de réaliser un unique grand tampon formé d’un cadre en acier épais, aussi haut que les voitures et large du tiers environ, monté sur ressorts et amortisseurs, permet d’assurer une pousse en douceur, d’éviter les sollicitations latérales pour la voie, et de permettre un plus libre mouvement relatif des voitures les unes par rapport aux autres. Les attelages travaillant en traction sont du type automatique Willison, équipant aussi bien ces voitures que les locomotives-tender du type 141, série 4-1200 Nord qui leur sont allouées.