Le peintre Philippe Taillardat, mon grand ami et lecteur de ce site « Trainconsultant », et fin connaisseur de l’histoire du chemin de fer, me dit : «N’oublie pas Gölsdorf ». Il a raison…
Karl Gölsdorf (1861-1916) est nommé à la direction des études de locomotives des chemins de fer autrichiens en 1891, et sera un ingénieur d’une très grande fécondité, puisqu’il concevra environ 60 types de locomotives. Ceci lui vaudra une réputation mondiale. En outre, ses locomotives sont d’une rare, réelle et très grande élégance. Elles diffèrent techniquement de celles d’autres réseaux de l’époque, et, même, resteront différentes des décennies durant. Le « style Gölsdorf » est, reste et restera inimitable.
« On ne peut pas économiser une tonne de poids sur une locomotive, mais on peut économiser un kilo dans mille endroits ! »
Cette formule le rendra célèbre dans le monde des ingénieurs du chemin de fer. Karl Gölsdorf est né le 8 juin 1861 à Vienne. Dès son enfance, l’ingénieur en chef des chemins de fer royaux du sud de l’Autriche, Louis Adolf Gölsdorf, qui est aussi accessoirement son père, fait de lui un passionné de locomotives à vapeur. Le jeune Karl fait des études au lycée technique de Vienne entre 1880 et 1884 et obtient son diplôme avec distinction. En 1885, il rejoint la « Wiener Maschinenfabrik » en tant qu’ingénieur d’études. En 1889, il dirige le département du montage des locomotives. Le 1ᵉʳ novembre 1891, il rejoint le bureau d’études des chemins de fer autrichiens en tant qu’ingénieur adjoint et y commence un immense travail créatif.
En 1893, il invente un système de démarrage efficace pour les locomotives « compound », résolvant un problème récurrent pour les locomotives de son pays (voir ci-dessous la description de la 220 Gölsdorf). C’est également grâce à Gölsdorf qu’est née l’idée que de surélever les chaudières non seulement ne crée pas d’instabilité pour les locomotives, mais adoucit même les contraintes latérales que les locomotives lourdes imposent à la voie. Un voyage d’études, en Angleterre en 1899, le confirme dans sa juste vision de la locomotive.
De 1893 à 1916, Karl Gölsdorf est ingénieur en chef des « Kaiserlich-Königlichen Osterreichischen Staatsbahnen » (ou « KKStB » ) et il conçoit pas moins de 25 séries différentes de locomotives à vapeur (dont 47 variantes) au cours de sa carrière. Parmi ses créations figuraient des types aussi connus que le type 30 exploité par la compagnie « Stadtbahn» de Vienne, ou encore les types « Adriatic » ou encore les locomotives à crémaillère type 269 pour l’« Erzbergbahn » et pour le réseau à voie étroite « Ybbstalbahn ».
Karl Gölsdorf a continuellement utilisé les technologies les plus poussées de son époque. Sa locomotive type « Adriatic » ou type «132 », série 310, de 1911, avec un moteur compound à quatre cylindres et surchauffe, est l’une des plus élégantes de son époque et sa locomotive la plus connue de son œuvre.
Il est reçoit son titre de docteur en ingénierie en 1910 à l’Université technique de Hanovre, en Allemagne. Karl Gölsdorf devient un membre très actif de l’« Union des administrations ferroviaires allemandes » et devient coéditeur de la revue «Eisenbahntechnik der Gegenwart » ( soit : « La technologie ferroviaire aujourd’hui »).
Karl Gölsdorf meurt subitement le 18 mars 1916, à Wolfsbergkogel alors qu’il séjournait à Semmering , en Autriche. Il a seulement 55 ans. La cause de sa mort est une infection aiguë de la gorge et non, comme il a été dit à l’époque, les conséquences d’un accident.
Gölsdorf et l’époque des « Pacific ».
À la fin du XIXᵉ siècle, l’ensemble des réseaux européens se trouve confronté au problème de l’accroissement du poids des trains et de leur vitesse : la demande de confort accru et de performances en progression impose aux ingénieurs des réseaux de faire encore plus que jusque-là, et, donc, de concevoir des locomotives encore plus puissantes, encore plus lourdes.
Les trains rapides sont remorqués par des locomotives à 2 essieux moteurs accouplés type « Atlantic » ou « 221 », ou par des locomotives à trois essieux moteurs accouplés ou type « 230 ».
Il faut aller plus loin et, pour ce faire, augmenter les dimensions de la chaudière pour avoir plus de puissance. Le gabarit ferroviaire ne laisse, comme possibilité d’augmentation, que l’allongement : on ajoute donc aux « 230 » un essieu supplémentaire arrière, et l’on passe au type « 231 » ou « Pacific », un type déjà en place sur le réseau américain qui lui a donné ce nom.
Gölsdorf et le problème autrichien.
À la fin du XIXe siècle, le réseau autrichien se trouve au pied du mur. Il doit assurer la circulation de trains internationaux désormais très lourds, et il ne peut garantir une qualité de service à la hauteur de celle des réseaux des pays voisins. En particulier, les grands trains internationaux traversant l’Europe (pensons à l’ « Orient-Express ») trouvent, sur les territoires de la grande monarchie austro-hongroise, des conditions de marche très restrictives faisant que la vitesse moyenne « tombe » sérieusement. Il faut relever le gant et Gölsdorf s’attaque au problème.
Les premières locomotives de Gölsdorf.
En 1893, il crée une remarquable type « 220 » qui est très légère avec son poids de 54 t, mais aussi performante que les « 220 » d’autres réseaux européens qui sont beaucoup plus lourdes. Nous les retrouverons plus loin dans cet article. Disons, pour le moment, que, quand Karl Gölsdorf dessine ces élégantes locomotives pour les trains rapides de l’empire des Habsbourg, l’élégance et de faste de l’Autriche-Hongrie sont à leur apogée, et personne ne pourrait, un seul instant, douter qu’il en soit toujours ainsi pour des siècles. Une décennie après, c’est la Première Guerre mondiale. Ces locomotives, désormais, n’auront plus de trains luxueux à remorquer en direction des villes d’eaux.
Un ingénieur talentueux poursuit son œuvre.
Karl Gölsdorf est chargé d’étudier les locomotives des chemins de fer autrichiens en 1891, et il dessinera plus de 60 types pour son pays. Non seulement ses locomotives sont d’une rare élégance, mais elles sont très innovantes sur le plan technique.
Gölsdorf doit résoudre un problème spécifique de l’Autriche : l’empire austro-hongrois a certes investi dans ce qui fait impression comme son armée, ses monuments, son luxe officiel. Mais les techniques, elles, ont été quelque peu oubliées… Or l’Autriche s’est dotée d’un réseau de faible niveau technique et dont les rails n’admettent qu’une charge par essieu très modeste. Et quand ce réseau doit assurer la circulation de grands trains internationaux traversant l’Europe, il ne peut permettre que des vitesses et des charges modestes, et bien inférieures à celles des réseaux voisins. Gölsdorf se doit de redorer le blason du réseau de la monarchie austro-hongroise.
Les premières « 220 » de Gölsdorf.
En 1893, Gölsdorf dessine les « 220 » de la série 6, des locomotives très innovantes et démontrant qu’il est possible d’obtenir, sur des réseaux à faible infrastructure, les performances des locomotives lourdes d’autres réseaux. Il reporte le bogie avant le plus en arrière possible pour lui faire porter un maximum de poids et soulager les roues motrices. Il augmente l’empattement du bogie jusqu’à la valeur inhabituelle de 2700 mm. Cette disposition répartit encore mieux la charge sur la voie et dispense d’un débattement latéral puisque le pivot du bogie est très en arrière, près des roues motrices. Il place la chaudière très haut, ce qui permet de ménager une grille de plus grande surface et d’obtenir autant de puissance que les 220 prussiennes, bien plus lourdes pourtant.
Ces locomotives sont capables de remorquer des trains de plus de 200 t en rampe de 3 pour mille à 100 km/h, ce qui permet, d’après l’auteur Gustav Reder (« Le monde des locomotives à vapeur », Office du Livre), de réduire le temps de trajet du train Vienne – Karlsbad de 12 h à seulement 8 h.
Des « compound »originales.
Les « 220 » de Gölsdorf ont toutes reçu les dispositions décrites précédemment, plus une particularité : un système de démarrage. Quand le régulateur est grand ouvert au démarrage, la vapeur peut pénétrer aussi dans le grand cylindre directement (mais à pression réduite), assurant une marche en simple expansion sur les deux cylindres. Pendant la marche normale, la vapeur travaille successivement dans le petit et le grand cylindre, selon le système compound.
Les 206 sont le produit de l’ultime évolution des « 220 » autrichiennes. Construites entre 1903 et 1907 à 70 exemplaires, elles sont une version renforcée des précédentes, mais elles introduisent l’esthétique très personnelle que Gölsdorf vient de créer à la suite d’un voyage en Angleterre durant lequel il découvre le style simple mais très pur des locomotives anglaises.
Caractéristiques techniques.
Type : 220
Moteur : 2 cylindres compound
Cylindre haute pression : 500 × 680 mm
Cylindre basse pression : 760 × 680 mm
Diamètre des roues motrices : 2 100 mm
Surface de la grille du foyer : 3 m²
Pression de la chaudière : 13 kg/cm²
Masse : 54,2 t
Longueur : 10,08 m
Vitesse : 90 km/h
Puis il crée une tout aussi remarquable locomotive type « 221 » capable de rouler à 100 km/h, la série 108. Mais quand il faut passer à la locomotive type « Pacific » il faut bien accroître le poids pour disposer de la puissance de traction.
La locomotive à vapeur reste à réinventer.
À la fin du XIXᵉ siècle, l’ensemble des réseaux européens se trouve confronté au problème de l’accroissement du poids des trains et de leur vitesse. La demande de confort accru et de performances en progression impose aux ingénieurs des réseaux de faire encore plus que jusque-là, et, donc, de concevoir des locomotives encore plus puissantes, encore plus lourdes.
Les trains rapides sont remorqués par des locomotives à deux essieux moteurs accouplés type Atlantic ou « 221 », ou par des locomotives à trois essieux moteurs accouplés ou type 230. Notons que ces dernières ne sont que des « 221 » dont l’essieu porteur arrière a été remplacé par un essieu moteur sans changement notable au niveau de la chaudière et du moteur. Il faut aller plus loin et, pour ce faire, augmenter les dimensions de la chaudière pour avoir plus de puissance. Le gabarit ferroviaire ne laisse, comme possibilité d’augmentation, que l’allongement : on ajoute donc aux 230 un essieu supplémentaire arrière, et l’on passe au type « 231 » ou « Pacific », un type déjà en place sur le réseau américain qui lui a donné ce nom.
Pour Gölsdorf : 132 = 231.
Pays de profils difficiles, l’Autriche a dû faire des concessions en matière de construction des voies et les lignes n’admettent qu’une charge par essieu très modeste, faute d’avoir investi suffisamment et d’avoir prévu l’accroissement du poids des trains et des performances. Bref : la très estimable monarchie austro-hongroise avait été quelque « pingre » pour ses chemins de fer, et ceci ne manquera pas de poser des problèmes ultérieurement.
Carl Gölsdorf est le grand ingénieur autrichien du début du siècle et ses idées sont respectées. En 1893, il crée une remarquable type « 220 » qui est très légère, mais aussi performante que les lourdes « 220 » des autres réseaux européens. Mais quand il faut passer à la locomotive type « Pacific », il faut bien accroître le poids. Et c’est là que Carl Gölsdorf trouve une idée de génie : il inverse tout simplement le type « Pacific » ou « 231 » ou en faire une « 132 ». Cette disposition d’essieux place sous le foyer, partie très lourde de la locomotive, deux essieux porteurs au lieu d’un seul, et, donc, diminue la charge par essieu. Mais, à l’avant, il n’y a plus l’indispensable bogie que réclame une locomotive de vitesse : Gölsdorf utilise alors une autre solution originale, le « bogie-bissel Krauss-Helmholtz » qui consiste à relier mécaniquement l’essieu porteur avant au premier essieu moteur pour assurer le guidage de ce dernier dans les courbes.
La locomotive, très réussie, est la première « 132 » au monde et donne à cette disposition d’essieux le nom d’ « Adriatic» – celui d’une mer sur laquelle les Autrichiens ont des visées et qui est, à leur manière, l’océan Pacifique des américains, la locomotive jouant le même rôle de conquête. Les dix premières machines forment la série 210.01 à 210.10 et sont suivies, en 1911, d’une série très proche, les 310.01 à 310.90, plus connues et plus puissantes et qui circulèrent même en Pologne, sur le réseau de Galicie sous le nom de « PN-12 ». Il y eut aussi de ces locomotives en Prusse.
Encadré technique
Type : 132
Moteur : 4 cylindres compound.
Cylindres haute pression : 390 × 720 mm
Cylindres basse pression : 660 × 720 mm
Diamètre des roues motrices : 2140 mm
Surface de la grille du foyer : 4,62 m²
Pression de la chaudière : 16 kg/cm²
Masse : 86 t
Longueur : 13,11 m
Vitesse : 100 km/h
La « 142 » que Gölsdorf n’a pas construite.
Nous sommes dans les dernières années 1920, et Gölsdorf n’est plus de ce monde. La vie continue et l’insuffisance des locomotives à trois essieux moteurs, devant l’accroissement du poids des trains et la demande de performances accrues, conduit l’ensemble des grands réseaux européens à passer du type à trois essieux moteurs au type à quatre essieux moteurs. Cette évolution a commencé avant la Première Guerre mondiale. Le nouvelle locomotive de vitesse des années 1925 à 1935, pour les trains lourds, est donc du type « 241 », ou « Mountain ».
Mais, profitant de l’expérience acquise avec les « 132 » de Gölsdorf, l’ingénieur Adolf Giesl-Gieslingen, le dessinateur attitré des grands ateliers de Floridsdorf, dessine une « Mountain » inversée, exactement comme Gölsdorf avait dessiné une « Pacific » inversée avant la guerre. C’est donc bien une « 142 » que nous avons au lieu d’une « 241 ».
Giesl dessine deux prototypes « 142 » en 1928 : un à deux cylindres et un à trois cylindres. Il craint qu’une machine à deux cylindres n’exerce des efforts trop importants sur les manivelles des essieux moteurs, et pense qu’une machine à trois cylindres poserait moins de problèmes. Lors d’essais comparatifs, la machine à deux cylindres se comporte honorablement et en consommant moins que sa sœur à trois cylindres, étant capable de remorquer des trains de 500 tonnes en rampe de 10 pour mille, et à une vitesse de 50 km/h. C’est pourquoi la série sera constituée de machines à deux cylindres, avec les numéros 214.02 à 214.13 engagées entre 1931 et 1936. Il est à noter qu’une de ces locomotives, la dernière, roula à 156 Km/h, battant un record absolu de vitesse pour le réseau autrichien.
Incontestablement très belle, parmi les plus belles locomotives au monde, la série « 214 » marque le chemin de fer autrichien et européen. Il est à signaler qu’un certain nombre d’exemplaires identiques a été construit pour le réseau hongrois.
La locomotive européenne type « 150» poussée au type « 160 » par Gölsdorf.
La locomotive européenne pour trains de marchandises est du type « 130 » ou »140 à partir des années 1850-1860. Mais, vers 1890-1900, cette disposition ne suffit plus devant le poids des trains et il faut songer à passer au type « 150 ». La présence de cinq essieux ne s’explique pas seulement par la nécessité de transmettre une force de traction accrue, mais aussi par les limites du poids que les lignes peuvent tolérer pour chaque essieu.
Si les premières « 150 » européennes apparaissent sur le réseau d’Alsace-Lorraine en 1905, les réseaux suisse et bulgare adoptent ce type de locomotive aux environs des années 1910. L’Allemagne est le pays le plus constructeur et le plus utilisateur de ce type, et commande, en 1925, la série « 44 », qui est une locomotive unifiée pour trains de marchandises. Cette importante série sera fabriquée jusqu’en 1949 à plus de 2000 exemplaires, sans compter les 6 400 exemplaires de la redoutable série « 52 », dites « Kriegslok » fabriquées durant la guerre.
L’Autriche n’est pas en retard au sein de ce mouvement européen vers le type « 150 ». Dès 1909, Gölsdorf dessine une « 150 », la série 380, avec 2 cylindres et simple expansion et dont les 5 essieux moteurs sont munis de roues de 1410 mm. Pesant 81 t, ces machines roulent à 70 km/h sur les difficiles rampes autrichiennes des Tauern, principalement en tête de trains de voyageurs lourds qu’il faut hisser sur cette difficile partie de leur parcours.
Le réseau autrichien est, si l’on y regarde de plus près, un habitué de la locomotive à cinq essieux moteurs. En 1900, des « 050 » à tender séparé sont mises en service, la série 180, et remorquent des trains de marchandises sur les lignes de montagne. En 1909, la série 80 est développée à partir de la précédente et dotée de la surchauffe. En 1920, la série 81 est, elle aussi, dérivée des 380, tandis que des locomotives-tenders du type « 151 » série 82 sont construites entre 1922 et 1928. Mais il apparaît nettement que le type « 150 » trouve souvent ses limites en service. Il faut aller plus loin.
Oser six essieux moteurs.
Un 6ᵉ essieu de plus, allongeant la locomotive, ne peut être intégré dans la conception générale qu’au prix de très savantes innovations mécaniques permettant à la locomotive d’épouser les courbes et les contre-courbes des lignes. Les essieux doivent donc pouvoir se déplacer latéralement. Mais il ne faut pas oublier que les essieux sont accouplés par des bielles. Quand un essieu se déplace latéralement par rapport à un autre essieu voisin, la distance qui l’en sépare augmente : la bielle, rigide, et donc de longueur constante, forcera en conséquence sur les manivelles des roues en prenant une position oblique.
Gölsdorf parvient cependant à jouer astucieusement çà et là sur les jeux pour éviter que les bielles ne soient trop soumises à des contraintes autres que les tolérances mécaniques le permettent. Le premier essieu porteur peut jouer latéralement sur 50 mm. Les 1ᵉʳ, 3ᵉ et 4ᵉ essieux moteurs n’ont aucun jeu, le 2ᵉ essieu joue latéralement sur 26 mm, le 5ᵉ joue latéralement sur 26 mm, et, enfin, le 6ᵉ essieu moteur joue sur 40 mm. À cela s’ajoutent des affinements des épaisseurs des boudins de guidage pour les essieux sans jeu, et, surtout, un très curieux montage sur cardans de la bielle de liaison accouplant les deux derniers essieux moteurs. La locomotive est capable de remorquer 300 t en rampe de 28 pour 1000 à 40 km/h. Mais nous sommes en 1911-1912 : la guerre arrêtera net tout projet d’avenir et la locomotive reste sans descendance, oubliée et ferraillée en 1927.
Caractéristiques techniques.
Type : 160
Moteur : 4 cylindres compound
Cylindres haute pression : 450 × 680 mm
Cylindres basse pression : 760 × 680 mm
Diamètre des roues motrices : 1410 mm
Pression de la chaudière : 16 kg/cm2
Surface de la grille du foyer : 5 m2
Contenance du tender en eau : 16 t
Contenance du tender en charbon : 8,5 t
Masse totale tender compris : 134,8 t.
Petit album concernant la grande Autriche des François-Joseph, ou ce qu’il en reste.
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