La locomotive type 030, à tender séparé, est d’un emploi généralisé en Europe depuis le milieu du XIXe siècle et jusqu’à la fin de ce siècle. C’est, à la perfection, la locomotive typique pour les trains de marchandises, et, sur les réseaux français, une série de 030 devient très célèbre et omniprésente : c’est la « Bourbonnais », ainsi dénommée parce qu’elle se fit remarquer, pour commencer, sur la ligne dite du Bourbonnais reliant Paris à Clermont-Ferrand, ouverte en 1858.
On commence en Angleterre, une fois encore.
Les locomotives anglaises dites « six coupled goods », c’est-à-dire avec six roues accouplées et pour trains de marchandises, sont, pendant plus d’un siècle, la locomotive pour trains de marchandises par excellence. Elles sont à tender séparé et à mouvement intérieur. Construit durant la seconde moitié du XIXe siècle, ce type reste en service jusque vers 1960, puisqu’on trouvait encore 70 locomotives de ce type, toujours en activité, construites en 1917 par le réseau du « Lancashire & Yorkshire » et toujours vaillantes en 1961-1962 sur le réseau des « British Railways ».
Ce genre de locomotive naît très tôt dans l’histoire des chemins de fer, et bien avant la « Fusée » de George Stephenson et le concours de Rainhill. Dès 1827, Timothy Hackworth, qui a travaillé auprès de George Stephenson sur le fameux « Stockton & Darlington Railway », construit une locomotive à six roues couplées et à cylindres verticaux. C’est la « Royal George », et on pense qu’il est bien l’inventeur du principe de l’accouplement des roues motrices des locomotives par bielles.
En 1831, Thomas Ellis construit une locomotive à six roues accouplées, avec des cylindres inclinés et disposés à l’arrière, selon la disposition de la Fusée de Stephenson. Montée sur des roues sans boudin, cette locomotive est destinée à un chemin de fer, à rails plats et rebords de guidage, établi à Tredegar, au pays de Galles. La locomotive et sa série, aurait roulé de 1831 à 1854.
Bien sûr, c’est au Royaume-Uni que ce type de locomotive va régner sur le monde des trains de marchandises pendant des décennies, et jusque vers le milieu du XXe siècle. Les premiers types courants ont le troisième essieu derrière le foyer, les roues encadrant une plateforme de conduite à l’air libre. Ces machines sont fabriquées à partir de 1848 par des constructeurs établis à Leeds et à Bolton. C’est surtout le type fabriqué à Leeds qui sera le plus répandu et l’ensemble des grands réseaux britanniques en fera usage.
Vers 1850, plus de 75% des locomotives britanniques sont des 030 à trois essieux accouplés : c’est dire si ce genre est répandu. Plus de 900 locomotives de ce type sont construites pour le « London & North Western Railway », plus de 700 par les différentes compagnies qui formeront le « London, Midland & Scottish Railway », Des ateliers comme ceux de Swindon, sur le « Great Western Railway », en construiront jusqu’en 1948, ce qui porte à un siècle la durée pendant laquelle ce type de locomotive a été construit.
Ces locomotives ont, bien entendu, énormément varié et évolué dans le temps, et ne sont pas restées figées comme la disposition de leurs essieux pourrait le faire croire. Mais elles ont toujours montré les qualités dont la nature du trafic ferroviaire britannique avait le plus grand besoin : petites, robustes, stables sur la voie, simples à la conduite et en entretien, économiques à la construction et en service. Elles sont les plus représentatives de ce qu’est la locomotive britannique dont elles ont toutes les qualités, poussées au plus haut degré.
Une carrière exemplaire.
Ces locomotives sont résolument très simples : un moteur à deux cylindres et simple expansion, un « timbre » de chaudière modeste, parfois un foyer Belpaire ajouté à certaines d’entre elles, sinon un très ordinaire foyer Crampton pour la série de base. Mais, surtout, elles ont un embiellage réduit à sa plus simple expression : la bielle de liaison extérieure de chaque côté, et deux bielles d’attaque intérieures entraînant un essieu coudé. C’est bien la conception même de la locomotive anglaise poussée à son extrême limite de dénuement et de simplicité.
Les performances sont certes modestes, mais la robustesse et la fiabilité sont au rendez-vous, avec la longévité. Ces qualités font que, en 1948, lors de la nationalisation des chemins de fer britanniques, on trouve encore 101 locomotives primitives en service pour ce qui est des locomotives-tender et 25 pour ce qui est des locomotives à tender séparé. En 1963, on peut encore en voir sur les rails anglais, certaines ayant même conservé leur livrée rouge LMS d’avant 1948, ceci, à la grande joie des photographes amateurs.
Les premières 030 en France.
La compagnie du Nord, en 1846, commande une série de locomotives à disposition d’essieux type 030 et à tender séparé et cylindres extérieurs-nous disons bien « cylindres extérieurs ». Ce sera toute la différente entre la pratique britannique et continentale. Retenons qu’il y a bien eu des 030 françaises à cylindres intérieurs, comme la « Mammouth », mais elles n’ont pas duré.
Ces 030 à cylindres extérieurs sont le fruit du travail de l’ingénieur Hauel des établissements « Derosne & Cail » à Chaillot. Cette dernière particularité, les cylindres extérieurs, est en rupture avec la pratique des cylindres intérieurs d’origine anglaise et assez répandue en Europe jusque-là, France comprise. Donnant, certes, des machines plus stables, les cylindres intérieurs sont logés entre les longerons du châssis, sous la locomotive, mais cette disposition en limite le diamètre, les deux cylindres étant côte à côte dans un espace étroit. Cette disposition, aussi, rend plus difficile l’accès aux cylindres et au mouvement en atelier.
À l’époque, déjà, l’accroissement du poids des trains de marchandises demande de la puissance, et la solution est l’augmentation du diamètre des chaudières pour pouvoir disposer de la vapeur nécessaire. L’augmentation du diamètre des chaudières demande celle des cylindres pour pouvoir utiliser cette puissance augmentée et la transmettre aux roues motrices. Il faut donc bien placer les cylindres à l’extérieur des longerons du châssis, chose que le gabarit français et continental permet, mais que le gabarit anglais a refusé, jusque-là, aux ingénieurs d’outre Manche.
Cette machine du type 030 de Hauel excelle sur le réseau du Nord en tête des lourds trains de marchandises que ce réseau très dense est obligé d’engager en ligne. D’autres compagnies s’intéressent à cette nouvelle venue, comme le « Paris-Lyon », le « Rhône-et-Loire », le « Lyon-Méditerranée », le « Grand-Central », etc…car il s’agit bien d’une excellente machine, simple, fiable, robuste.
Qu’est-ce qu’une « Bourbonnais » ?
Fondamentalement, c’est bien une locomotive anglaise dont la conception est due à George Stephenson qui reste fidèle à la présence de trois essieux porteurs et moteurs sous le châssis rigide unique. Nous avons déjà vu que la disposition des cylindres à l’extérieur des longerons est une évolution que George Stephenson n’aurait pu établir sur ses locomotives du fait du gabarit anglais très restreint. À cette contrainte s’ajoute la crainte des effets dus aux mouvements parasites que les ingénieurs anglais ont bien détectés à certaines vitesses critiques. En effet, les pistons, avec leur mouvement alterné, et les bielles, avec leur mouvement dit de « fouettage » créent des mouvements de lacet, de galop, et de roulis dont l’amplitude, si elle est maintenue, peut aller jusqu’au déraillement. On a intérêt, pour les réduire, de rapprocher du centre de gravité de la locomotive tous les organes qui les génèrent, et à disposer les cylindres entre les longerons.
Cette disposition limite la dimension des cylindres, dont les deux diamètres s’ajoutent et occupent tout l’espace disponible entre les longerons. En plaçant les longerons (et les boîtes d’essieux) à l’extérieur des roues, les ingénieurs pourront augmenter l’espace offert aux cylindres entre les longerons, donc ils pourront augmenter quelque peu le diamètre des cylindres. Ils pourront ainsi gagner de la puissance au niveau des cylindres.
Hauel ose aller plus loin que Stephenson.
C’est pourquoi, avec la « Bourbonnais », l’ingénieur Hauel de « Derosne & Cail » ose franchir le Rubicon des interdits de la pensée anglaise, établir des cylindres extérieurs et faire résoudre le problème des mouvements parasites. Comme sur les locomotives conçues par Stephenson, Hauel reporte l’essieu médian le plus possible vers l’arrière de la locomotive pour augmenter la longueur de la bielle d’attaque afin de diminuer l’ampleur de l’angle du « fouettage ». Roulant sur d’excellentes lignes construites en France par le Second Empire, bien rectilignes et bien plus « roulantes » que les lignes anglaises construites déjà vingt ans plus tôt, les « Bourbonnais » bénéficient de meilleures conditions de roulement, et se montrent plutôt stables.
La « Bourbonnais » sera mise en service entre 1855 et 1882 par le réseau du PLM et une locomotive est présentée à l’exposition de 1878, soit un quart de siècle après sa conception, sans qu’elle soit dépassée techniquement.
L’omniprésence des locomotives à trois essieux sur les réseaux français.
Les toutes premières locomotives sont les 030 du « PLM » N° 1401 à 1510 circulant sur les réseaux entre Paris et Lyon ou Lyon et Marseille et qui fusionneront. Ces locomotives sont engagées entre 1854 et 1857. Le « PLM » proprement dit ajoutera des 030 PLM N° 1513 à 2457 entre 1857 et 1875 (voir le tableau plus détaillé, ci-dessous).
La « Compagnie des chemins de fer du Nord » aura des locomotives-tender 030 T N° 3.931 à 3.996 de 1860 à 1872.
La « Compagnie des chemins de fer de l’Ouest » aura, elle aussi, ses locomotives-tender 030 T Ouest, N° 1011 à 1114 mises en service entre 1861 et 1885.
Le réseau de l’Alsace-Lorraine (A-L) aura plusieurs séries de ce type :
N° G1 A_L 1001 à 1039, de 1870 à 1872.
N° G2 E-L 1040 à 1100 et 1251 à 1291, construites entre 1870 et 1874.
N° G3 E-L 1215 à 1248 construites entre 1882 et 1892.
N° G4 et G4.1 E-L 3801 à 3893 construites entre 1895 et 1904. Notons qu’une 1-030-C-810 survivra après 1919, lors du « retour » du réseau de l’Alsace-Lorraine.
Le très long tableau des innombrables « Bourbonnais » du PLM.
La présence des « Bourbonnais » dans ce parc de locomotives 030 est impressionnante, si on la classe par « tranches » de numéros :
030-1513 à 1532 : construites en 1860 et livrées par « Parent et Shaken» et les ateliers d’Oullins, à Lyon, pour le réseau « Compagnie du chemin de fer Grand-Central de France »,
030-1533 à 1552 : construites en 1860 par le constructeur alsacien «Koechlin» pour la « Compagnie du chemin de fer de Paris à Lyon »
030-1553 à 1572 : construites en 1860 par le constructeur « Schneider » pour la « Compagnie du chemin de fer de Paris à Lyon ».
030-1593 à 1612 construites par « Koechlin » en 1860 pour le « Chemin de fer de Lyon à la Méditerranée ».
030-1533 à 1592, construites par « Koechlin » en 1861 pour la « Compagnie du chemin de fer de Paris à Lyon ».
030-1573 à 1582 : construites par « Koechlin » en 1862 pour la « Compagnie du chemin de fer de Paris à Lyon ».
030-1613 à 1628 : construites par « Gouin » en 1862 pour la « Compagnie du chemin de fer de Paris à Lyon »
030-1629 à 1631 : construites par Schneider en 1865 à la « Compagnie du Paris-Lyon-Méditerranée » (PLM).
030-1632 à 1647 : construites par « Schwilgué et Rollé » (Illkirch-Graffenstaden) en 1862 pour la « Compagnie du chemin de fer de Paris à Lyon ».
030-1648 à 1682 : construites par « Koechlin » en 1862 pour la « Compagnie du chemin de fer de Paris à Lyon ».
030-1683 à 1692 construites en 1862 dans ses ateliers d’Oullins (Lyon) par la « Compagnie du chemin de fer de Paris à Lyon ».
030-1693 à 1700 : construites en 1862 par la « Compagnie du chemin de fer de Paris à Lyon », dans ses propres ateliers de Paris.
030-1701 à 1715 : construites en 1862 par Schneider pour le « Chemin de fer de Lyon à la Méditerranée ».
030-1716 à 1725 : construites par Schneider en 1864 pour la « Compagnie du chemin de fer de Paris à Lyon ».
NB. À partir de 1863 : le « PLM » reçoit lui-même ses locomotives à la place des anciennes compagnies réunies qui l’ont constitué par fusion ou rachat :
030-1736 à 1745 : construites par les ateliers de Graffenstaden (SACM), en 1863.
030-1746 à 1755 : construites par « Koechlin » en 1863.
030-1756 à 1765 : construites par « Koechlin » en 1866.
030-1766 à 1777 : construites par les ateliers d’Oullins (Lyon) du « PLM ».
030-1778 à 1788 : construites par divers constructeurs.
030-1789 à 1793 : construites par les ateliers d’Oullins du « PLM ».
030-1794 à 1813 : construites par les ateliers de Paris du « PLM ».
030-1814 à 1843 : construites par « Koechlin » en 1868.
030-1844 à 1853 : construites par « Schneider » en 1867.
030-1854 à 1863 : construites par les ateliers de Graffenstaden en 1868.
NB. Vers la fin des années 1860, les séries suivantes sont construites :
030-1864 à 1873 : construites par « Schneider ».
030-1874 à 1883 : construites par « Fives-Lille ».
030-1884 à 1893 : construites par les ateliers de Graffenstaden.
030-1894 à 1903 : construites par « Koechlin ».
030-1904 à 1923 : construites par les ateliers d’Oullins du « PLM ».
030-1924 à 1943 : construites par les ateliers de Graffenstaden.
NB. Après la guerre Franco-Prussienne, des « Bourbonnais » seront encore livrées :
030-1944 à 1959 : construites par Koechlin en 1872.
030-1960 à 1979 : construites par les ateliers d’Oullins du « PLM »
030-1980 à 1999 : construites par « Koechlin ».
030-2000 à 2024 : construites par les ateliers de Paris du « PLM ».
030-2025 à 2049 : livrées par les ateliers d’Oullins du « PLM ».
030-2050 à 2059 : livrées par « Claparède ».
030-2060 à 2084 : construites par les ateliers de Paris du « PLM ».
030-2085 à 2109 :construites par les ateliers d’Oullins du « PLM ».
030-2110 à 2129 : construites par « Schneider » en 1873.
030-2130 à 2149 : construites par la « Société Alsacienne de Constructions Mécaniques » (Graffenstaden) en 1874.
030-2150 à 2169 : construites par « Fives-Lille » en 1874.
030-2170 à 2194 : livrées par les ateliers de Paris du « PLM ».
030-2195 à 2219 : livrées par les ateliers d’Oullins du « PLM ».
030-2220 à 2239 : livrées par les « Forges et chantiers de la Méditerranée ».
030-2240 à 2259, et 2300 à 2323 : livrées par « Fives-Lille » en 1875.
030-2260 à 2299 : livrées par « Claparède ».
030-2324 à 2333 : livrées par les ateliers de Paris du « PLM ».
030-2334 à 2457 : livrées par les ateliers d’Oullins du « PLM ».
En 1880, les dernières « Bourbonnais » sont livrées aux différents réseaux, et le parc de plus de 1450 locomotives est désormais l’objet de transformations. Certaines passent au type 040, d’autres deviennent des locomotives-tender, ou reçoivent des nouvelles chaudières, des nouvelles cabines de conduite, un système de freinage plus perfectionné, etc…
En 1910, il reste encore 845 locomotives et, en 1914, il en existe toujours 656, ce qui vaut à certaines d’aller « faire la guerre » jusqu’en Grèce où elles finirent leurs jours. Transformées à partir de 1907 en locomotives-tender de manœuvres pour certaines d’entre elles, ce n’est qu’à partir de 1924 que ces vaillantes petites locomotives commencent à être reléguées dans des services peu nobles comme la « remonte » des rames voyageurs à la gare de Lyon, aux travaux et manoeuvres à Lyon sur le site de Vénissieux, à Moulins, à Bellegarde, ou encore à Sète, etc…. En 1938 il reste 143 locomotives. Toutefois, une centaine ne sont guère en bon état et sont ce que l’on appelle à la SNCF « en attente de décision ». Ce ne sont que les locomotives diesel qui, tout compte fait, les enverront à la retraite.
En 1925, les locomotives de la série encore en service sont regroupées dans la série 3 B 1 à 171. À la création de la SNCF, en 1938, ce qui reste de la série est immatriculé 030-B-1 à 171.
Petit album de photos de la famille Bourbonnais.
Le service effectué : des records de longévité.
Les « Bourbonnais » de ces nombreux réseaux français font l’essentiel de leur carrière en tête de trains de marchandises sur l’axe Paris-Lyon-Marseille et autour de Saint-Etienne, Roanne, Langeac, Langogne, Clermont-Ferrand, et d’autres lignes du Massif Central.
On notera que, très robustes et très économiques, ces locomotives ont battu des records de longévité en service, ce qui est le cas de la 3-A-1 (ex-1423), construite en 1855, étant encore en service en 1946 à Villeneuve-Saint-Georges, lui donnant 91 années de bons et loyaux services : aucun autre engin de transport mécanique, ni routier, ni aérien, n’a, à notre connaissance, duré aussi longtemps !
Les performances des « Bourbonnais ».
Donné par l’auteur L-M.Vilain (« Évolution du Matériel Moteur et Roulant de la Cie PLM », Ed.Dominique Vincent, Paris 1971), cet intéressant tableau montre que les « Bourbonnais » pouvaient remorquer les charges suivantes (en tonnes) aux vitesses suivantes et dans des rampes de 5 à 30 pour mille :
| Vitesses (km/h): | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | 55 | 60 |
| Palier | 1900 | 1526 | 1228 | 1004 | 700 | 506 | 438 | 383 |
| 5 pour 1000 | 662 | 586 | 508 | 441 | 336 | 260 | 231 | 207 |
| 10 pour 1000 | 385 | 347 | 306 | 269 | 210 | 165 | 147 | 132 |
| 20 pour 1000 | 193 | 176 | 155 | 137 | 106 | 82 | 74 | 64 |
| 30 pour 1000 | 118 | 107 | 93 | 81 | 61 | 45 | 38 |
Ce tableau est intéressant en matière de chemin de fer. Il en montre les lois générales. Il montre à quel point l’augmentation de la vitesse et celle de la rampe diminuent les charges remorquées, puisque l’on passe de 1900 tonnes, à 15 km/h en palier, à 38 tonnes en rampe de 3 pour 1000 à 55 km/h. Le principe même du chemin de fer est bien d’utiliser une puissance très modeste pour déplacer des charges considérables en jouant sur la très faible résistance au roulement de la roue acier sur le rail en acier : à la moindre rampe, la puissance nécessaire pour déplacer ces charges croit dans des proportions telles que la locomotive ne peut plus assurer son travail. La vitesse, comme la charge remorquée, sont les deux facteurs affectés par le pourcentage de la rampe. Mais, pratiquement, quelles que soient la charge et la vitesse demandée, la locomotive, sur une rampe de 30 pour 1000, ne peut plus se déplacer elle-même.
Caractéristiques techniques.
Type : 030
Date de début de construction : 1855
Cylindres : 450 × 650 mm.
Moteur : simple expansion.
Diamètre des roues motrices : 1300 mm.
Surface de la grille du foyer : 1,36 m².
Pression de la chaudière : 8/10 kg/cm² selon les séries.
Longueur : 8,54 m.
Poids : 32 à 40 t selon les séries.
Pour conclure : une évolution inattendue de la « Bourbonnais » devenue une 130 du réseau de l’Est.
Une locomotive qui change complètement de morphologie, comme en matière d’évolution animale, n’est pas une chose rare, et la 130-B du réseau de l’Est est bien née de la locomotive type 030, série 0250 à 0766, elle-même déjà une variante du type « Bourbonnais ». C’est un exemple très intéressant de l’évolution pragmatique du matériel ferroviaire dont, pourtant, on pense qu’il est immuable et construit pour durer tel quel.
Nées de la transformation, par les ateliers de la Compagnie, d’antiques locomotives type 030 à tender séparé, avec construction d’une nouvelle chaudière et adjonction d’un essieu porteur avant, ces machines se répartissent en plusieurs sous-séries.
Les 48 premiers exemplaires compound et les 92 derniers à simple expansion ont la même chaudière proche, techniquement, de celle des 230 mixtes de la série 3500-3600 du même réseau. Les compound à deux cylindres (un cylindre haute-pression à gauche et un basse-pression à droite) sont, pour certaines, dotées d’un sécheur de vapeur, et deux d’entre elles, les 30-311 et 30-323, reçoivent un surchauffeur Schmidt à 18 éléments. La surchauffe fut également appliquée à 20 exemplaires à simple expansion, et sorties des ateliers en 1909 et 1910.
Les 70 machines transformées de 1910 à 1913 restent à simple expansion et sont toutes munies d’un surchauffeur Schmidt. Les dernières locomotives transformées, entre 1913 et 1926, sont aussi à simple expansion, et sans surchauffe, les solutions les plus simples ayant, à l’expérience, dicté leur bien fondé.
La carrière des « Bourbonnais » transformées : une discrétion exemplaire et 109 années de service.
Les 30-250 à 30-766 de l’Est font un remarquable service que l’on qualifie, faute de mieux, de « mixte », c’est-à-dire qu’elles font tout ce qui se présente sur les petites lignes de la compagnie : trains de marchandises (elles ont des roues à petit diamètre), trains mixtes marchandises et voyageurs, trains omnibus pour voyageurs sur petites et même grandes lignes.
Elles sont affectées à de très nombreux dépôts, comme ceux de Troyes, Chaumont, Culmont-Chalindrey, Longueville, Épinal, Chalons, Belfort, Reims, etc. Elles sont très robustes, endurantes en service, et ont la qualité la plus appréciée des dirigeants des compagnies de chemin de fer : l’économie des coûts, tant en matière de consommation que d’entretien.
À la création de la SNCF, l’intégralité de ces 140 locomotives est encore en service. Les locomotives compound forment la série 130 A (ex 0250 à 0478) et les locomotives à simple expansion forment la série 130 B (prises entre les 0254 à 0489, plus les 0701 à 0756). En 1957, l’ensemble des machines compound ont disparu, la SNCF leur préférant les machines à simple expansion plus robustes. De celles-ci, il restait encore en service encore 32 exemplaires en 1958. Les dernières sont réformées en 1969 à Gray, battant, sans nul doute, un record de longévité en France avec 109 années de bons et loyaux services, d’après l’auteur spécialisé Jean Gillot.
Des services sur les lignes non SNCF.
Les réseaux privés des CFS et des CFA, qui possèdent les lignes autour de Gray ou d’Épinal, ou celle de Saint-Dizier à Doulevant, louent 20 de ces locomotives à la SNCF. Elles en apprécient la robustesse et la facilité de conduite et d’entretien. C’est ce qui vaut à ces locomotives un sursis jusqu’en 1969. La 130-B-476, préservée par une association, l’AJECTA, est en état de restauration parfaite et peut être vue en marche au dépôt de Longueville en Seine-et-Marne.
Caractéristiques techniques.
Type : 130
Date de construction : 1860 à 1884
Date de reconstruction : 1905
Moteur : 2 cylindres simple expansion ou compound
Cylindres (simple expansion) : 480 × 660
Cylindres haute pression (compound) : 480 × 660
Cylindres basse pression (compound) : 620 × 660
Diamètre des roues motrices : 1420 mm
Diamètre des roues porteuses : 900 mm
Surface de la grille du foyer : 2,06 m²
Surface de chauffe : 106, 2 à 106, 8 m²
Surface de surchauffe : 28,9 à 38, 8 m²
Pression de la chaudière : 16 kg/cm²
Diamètre du corps cylindrique : 1 436 mm
Masse : 53,3 à 54,3 t
Contenance du tender en eau : 7,5 à 20, 90 t
Contenance du tender en charbon : 2,5 à 6 t
Masse en charge : 23,37 à 45,89 t
Longueur : 9,79 m
Masse totale : 76, 67 à 100,19 t
Vitesse : 80 km/h
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