A notre humble connaissance, le seul auteur ferroviaire à avoir eu le courage d’écrire un livre sur les tenders est Bernard Bathiat, paru sous le titre « Dépôts et tenders des locomotives des compagnies françaises », aux éditions Alan Sutton, en 2008. Ni le contenu ni le titre ne risquaient de valoir le prix Goncourt à ce courageux auteur qui, non plus, n’avait pas fait le séjour en prison règlementaire et nécessaire pour mériter et mobiliser la curiosité du grand public. N’oublions pas, non plus, de nous référer à « Love me tender » cher à Elvis Presley pour préciser qu’il ne s’agira pas de ce genre d’amour ici.
Le tender, donc. Le nôtre, celui du chemin de fer. Cette chose sale et laide que l’on retrouvait derrière un certain nombre de locomotives à vapeur. Ce sera notre article de Noël, à lire, accroupi sous le sapin.
Les toutes premières locomotives à vapeur anglaises de la fin du XVIIIe siècle, employées dans les mines ou les grandes installations industrielles, sont, techniquement, des machines à vapeur fixes très simples, mais posées sur un petit châssis à quatre roues. Elles se déplacent sur des distances très courtes, souvent à l’intérieur d’une grande usine, ou autour des mines, et elles sont conduites par un chauffeur … marchant à côté de la locomotive, ou derrière elle ! C’est le cas de la célèbre locomotive de Richard Trevithick qui, le 21 février 1804, roule sur la courte ligne reliant les mines de fer de Pen-y-Darren au village d’Abercynon, au pays de Galles.
Un art accompli qui va avec le tender : la prise d’eau en marche.
Si les premiers tenders semblent avoir toujours été capables de transporter un chargement de charbon suffisant, leurs capacités en eau, vu la consommation effarante des locomotives, a toujours posé un problème. On multiplie les systèmes d’alimentation, comme les grues hydrauliques et autres « manches à eau » que l’on installe sur les extrémités des quais des gares, ce qui vaut, jusque pour le moindre village, d’avoir un monument de plus à ajouter à ceux qui existent déjà comme le clocher de l’église ou les ruines du château fort : voici venu le temps des châteaux d’eau.
D’autres solutions sont mises au point, comme la très acrobatique prise d’eau en marche. Sans la prise d’eau en marche, jamais les locomotives à vapeur britanniques n’auraient connu une telle époque de gloire et de performances pendant les années 1930. Il faut dire que cette pratique est surprenante, car, du temps des diligences et aujourd’hui des automobiles, on s’arrête pour se ravitailler aussi bien en nourriture pour les chevaux et les voyageurs qu’en carburant pour le moteur. Même les bateaux et avions n’ont pas échappé à cette règle logique, quoique le ravitaillement en plein vol se soit imposé pour les avions militaires : or, justement, les locomotives anglaises ont couramment pratiqué la même technique du ravitaillement en pleine vitesse.
C’est l’Anglais John Ramsbottom (1814-1897) qui est à l’origine de cette curieuse pratique qu’il met au point dès 1862. Il est ingénieur, entre 1842 et 1857, sur le « Manchester & Birmingham Railway », puis sur le fameux « London & North Western Railway » jusqu’en 1871. Il a le bonheur de vivre le chemin de fer à une époque où celui-ci se met en place et est très demandeur d’innovations. Ramsbottom n’en manque pas, et, outre une foule de petites inventions, il apportera deux inventions majeures au chemin de fer de son pays : une soupape de sûreté et la prise d’eau en marche.
La prise d’eau en marche se compose d’une installation fixe et d’une mobile. La fixe est une auge ou, disons, un bac, ou « trough » en anglais (orthographe surprenante et prononciation non à la portée de tous). Ce bac est formé de sections en fonte (ou en tôle sur le Great Western à partir de 1895) disposées longitudinalement dans l’axe de la voie. Ces éléments, mis bout à bout, constituent une sorte de bac long de 600 à 800 m, large de 457 mm et profond d’environ 153 mm, soit une contenance correspondant théoriquement à environ 30 à 50 mètres cubes. Le niveau d’eau dans le bac est à 127 mm du fond, et à 38 mm au-dessus du niveau des rails. Les extrémités des bacs sont en pente de 1 pour 360 et sur une longueur de 55 m, ceci pour maintenir l’eau dans le bac. La partie centrale du bac est, on s’en doute, en palier et rigoureusement, sans la moindre déclivité. Le niveau d’eau est maintenu automatiquement par des flotteurs actionnant des pompes alimentées par un château d’eau. Bien entendu la voie ne doit comporter ni courbes, ni déclivité, ni appareils de voie.
Le système de prise d’eau est sous les tenders des locomotives. Ils sont équipés une écope en forme de pelle à bords hauts, et cette écope, placée sous le châssis du tender et tournée vers l’avant, peut être abaissée à volonté pour plonger dans l’eau du bac. Le mouvement de la locomotive force l’eau à monter dans l’écope et à gagner, par une conduite, les soutes à eau du tender. A l’Exposition universelle de 1900, une locomotive anglaise type 220 du « Great Eastern Railway » est présentée avec un tender ayant une écope à abaissement et relevage par air comprimé : c’est dire à quel point on se soucie de perfectionner ce système.
Une acrobatie parfaite et sans filet…
Le problème posé par le système Ramsbottom est, pour les équipes de conduite, de bien « prévoir son coup » … Il faut baisser l’écope à temps, ni trop tôt pour éviter de ramasser le ballast et de casser l’extrémité du bac… ni trop tard car on ramasse moins d’eau. Mais il faut aussi la relever à temps, juste avant que l’autre extrémité du bac ne se présente, et pas après, car on risque de casser l’écope et l’extrémité du bac aussi…. le plus grand risque était lié au remplissage très rapide du tender qui débordait avant que le chauffeur ne s’en aperçoive ! Aussi les chauffeurs, à qui les mécaniciens laissent volontiers ce rôle, sont des experts en maniement du levier de commande de l’écope que l’on sait abaisser et relever au dixième de seconde près.
Sur le plan historique, deux arguments apparents justifient cette pratique. Si la distribution de l’eau est, en principe, réalisée grâce à une grue hydraulique, cela implique que le train soit à l’arrêt, d’où une perte de temps. Pour les trains rapides effectuant de longs parcours sans arrêt, il est intéressant de pouvoir remplir les tenders sans s’arrêter : c’est l’argument que l’on trouve chez la majorité des auteurs spécialisés de l’époque.
A une époque très libérale où les compagnies anglaises sont condamnées à se livrer une concurrence sans merci, chaque minute gagnée compte. Sur la route d’Ecosse, la fameuse lutte entre le « Flying Scotsman » du LNER par la côte est et le « Coronation Scot » du LMS par l’ouest prend une dimension nationale et spectaculaire à un point tel que les horaires d’arrivée sont publiés dans la presse sur la demande des parieurs ! Le ramassage d’eau en marche s’impose, autant pour le « Flying Scotsman » dont la Pacific A1 compte parfois deux tenders pour un parcours sans arrêt de plus de 600 Km (voir ci-dessous), que pour le « Coronation Scot » du « London, Midland & Scottish Railway », remorqué par les fameuses « Pacific » des séries « Princess » ou « Duchess», qui accomplissent le parcours de 650 km entre Londres et l’Ecosse grâce à cette technique.
La naissance de la science des eaux.
La locomotive à vapeur, anglaise ou autre d’ailleurs, est confrontée à un grave problème : la qualité des eaux. L’eau de la nature contient des substances salines qu’elle dissout en les empruntant aux terrains qu’elle a traversés : carbonate de chaux (qui se dissout dans l’acide carbonique que l’eau contient toujours), sulfate de chaux, chlorure de sodium, sels de potasse et de soude, etc. Tout ceci se dépose par incrustations dans le métal des chaudières et empêche la vaporisation de l’eau. Une eau qui donne à l’évaporation plus de 250 à 300 grammes de résidus solides est gravement destructrice pour les locomotives. Ajoutons que les matières argileuses, si elles ne font pas de dégâts de ce genre, encrassent les pompes à eau et les circuits. Après un simple parcours de 3000 km seulement, on trouvera déjà 150 kg de matières diverses dans le circuit d’eau d’une locomotive.
Développant une réelle « science des eaux », les chimistes de l’époque ont imaginé des tests utilisant une dissolution de savon dans l’alcool, et versée dans l’eau à tester. Mais les chimistes n’ont pas encore trouvé, à l’époque, un traitement pour les eaux.
S’appropriant cette science des eaux naissante, et la développant, les ingénieurs des chemins de fer testent l’ensemble des eaux des sources avoisinant les lignes. Et là où se trouve la bonne eau, on établit un point d’alimentation, et ce point d’alimentation utilisera, au Royaume Uni principalement, la technique Ramsbottom de la prise d’eau en marche pour améliorer le plus possible l’eau du tender sans multiplier les arrêts. Les mécaniciens et les chauffeurs deviennent ainsi les praticiens de cette « science des eaux ».
C’est ainsi qu’à Londres, sur le fameux réseau du « London & North Western Railway », les mécaniciens évitaient de prendre de l’eau au départ dans le dépôt londonien, vu sa très mauvaise qualité, et quittaient la gare de Kings Cross avec un tender presque vide. Mais il fallait lancer le train à fond pour atteindre rapidement une grande vitesse et, à une quinzaine de kilomètres de Londres, à plus de 100 Km/h, ils faisaient le plein d’une excellente eau très pure dans un bac alimenté par une source voisine dont la réputation, comme les vins français, n’était plus à faire. Le ramassage de plusieurs dizaines de tonnes d’eau en marche ralentissait considérablement la marche du train, on s’en doute : d’où la vitesse maximale atteinte avant le bac de prise d’eau. Mais l’opération était rentable en ce qui concernait l’état de la chaudière de la locomotive.
Passe ton bac d’abord : l’Etat prend l’eau en marche, en France.
Mais le problème de la qualité des eaux reste entier, comme la lecture des revues spécialisées des années 1920 et 1930 le prouve. Le TIA ou « Traitement Intégral Armand » de Louis Armand sera une solution tardive, hélas trop tardive pour la locomotive à vapeur, puisqu’elle n’arrive qu’au lendemain de la Seconde Guerre mondiale, à une époque où la page de la traction vapeur est définitivement tournée, mais elle sera appliquée à une grande échelle en France.
Les plus grands tenders du monde : aux USA, bien sûr.
Si les tenders européens, dans les décennies des années 1930-1940 qui est l’apogée de la traction vapeur, parviennent à contenir jusqu’à 40.000 litres d’eau et transporter 10 tonnes de charbon, aux Etats-Unis, le gigantisme du réseau ferré et des distances, la rareté de l’eau et surtout celle du charbon dans l’ouest, voilà qui impose des tenders atteignant la centaine de tonnes d’eau et la quinzaine de tonnes de charbon.
C’est ainsi que les locomotives dites « Big Boy », parmi les plus grands modèles américains, ont un tender qui contient pas moins de 28,5 tonnes de charbon et surtout 190 tonnes d’eau. Le tout est avalé en deux ou trois heures dans les conditions habituelles d’exploitation de ces locomotives, car la « Big Boy » est non seulement puissante, mais aussi très rapide. Elle peut rouler à plus de 120 km/h, ce qui est exceptionnel pour ce genre de locomotive lourde, et elle donne sa puissance maximale à 100/110 km/h. Cette locomotive peut remorquer des trains de 4 000 tonnes, à 33 km/h sur une sévère rampe de 8 pour 1 000, mais aussi de 3 000 tonnes à 112 km/h en palier (voir l’article qui est consacré à cette locomotive, sur ce site. Taper « Lamming Big Boy » sur directement sur « Google »).
Le « Flying Scostman » pas un, mais deux tenders.
Dans le Royaume-Uni industriel et prospère de la fin du XIXe siècle, les trains doivent rouler de plus en plus vite et on sera obligé, une fois encore, de faire de l’original, question tenders. La relation Angleterre-Ecosse, par Londres et Edimbourg, est très importante pour le pays, et elle constitue un axe économique et industriel de tout premier ordre engendrant de grands besoins en matière de déplacements. Le transport des voyageurs sur cette relation attire l’attention des compagnies britanniques dès les années 1840 et un duel sans merci se livre pendant un siècle entre les compagnies exploitant la ligne.
Le « London Midland & Scottish Railway» qui exploite la ligne de la côte ouest d’une part, et, d’autre part, le « London & North Eastern Railway», tenant de la ligne de la côte est, sont toutes deux nées de la grande fusion de 1923. Reprenant à leur compte les anciennes rivalités du « Midland Railway » et du « Great Northern Railway » dont elles sont les descendantes, les deux compagnies se déclarent la guerre et se battent pour gagner la moindre minute sur les temps de parcours. Ce n’est pas exactement ce que l’on voit aujourd’hui, notamment sur les réseaux européens, mais passons…
Le LMS, avec ses splendides trains rouge vif à filets jaunes, compense un parcours moins rapide par un confort supérieur, tandis que son concurrent, le LNER, a hérité de l’excellent parcours par la côte Est et sait l’exploiter avec des trains rapides. Le LMS a beau introduire successivement des trains aux appellations les plus chatoyantes aux oreilles britanniques comme « Coronation Scot », rien n’y fait : le seul vrai train est, pour l’opinion publique, le « Flying Scotsman » du LNER et c’est bien le plus rapide et le plus ponctuel.
La locomotive habituelle de ce train est une Pacific type A1, une brillante série construite en 1922 par Nigel Gresley, un ingénieur issu du « Great Northern Railway ». Sa locomotive est capable de remorquer un train entre Londres et Newcastle en 230 minutes, pour une distance de 432 km, soit une moyenne de plus de 112 km/h, et elle a pu atteindre 174 km/h lors d’un voyage en service normal. Ce sont surtout les locomotives A4 carénées qui font la célébrité du train à partir de 1935, et l’une d’elles battra le record du monde à 202 km/h en 1938.
Un des mystères du « Flying Scotsman » est son parcours de 632 km sans arrêt. Comment diable fait-il, Sir ? C’est théoriquement impossible sans prise d’eau en marche, car toute locomotive à vapeur se doit de s’arrêter après 2 ou 3 heures de parcours pour refaire le plein d’eau et de charbon, ou avoir recours à la prise d’eau en marche. Mais, dans les années d’après guerre, les bacs de prise d’eau sont souvent en mauvais état et même démontés. Alors le LNER contourne cette difficulté en faisant l’essai, au milieu des années 1960, avec deux tenders derrière la locomotive N°4472, le premier étant dédié au charbon et une partie de l’eau, le second étant entièrement dédié à l’eau. Raffinement suprême : ces tenders sont équipés de couloirs de circulation intérieurs, à droite dans le sens de la marche, permettant à une équipe de conduite de rechange de venir, en cours de route, depuis le premier compartiment du train pour remplacer l’équipe qui a commencé le voyage. La plus célèbre locomotive anglaise, la Pacific N°4472, a ainsi circulé avec deux tenders, l’un portant les lettres « LNER » et l’autre le numéro « 4472 ». La célèbre marque de trains miniatures Hornby reproduira cette curiosité, préparée pour un voyage de démonstration aux USA, ceci à l’échelle « 00 » sous la référence « Hornby R075 ».
Toutefois, un lecteur néerlandais, Fred van der Lubbe, tient à nous préciser : « Lorsque la locomotive « Flying Scotsman » a circulé aux États-Unis (1968-1973), un tender supplémentaire a été ajouté en raison des longs trajets (et de l’absence de prises d’eau sur place). Il ne s’agissait pas d’un tender à couloir. » Nous sommes en accord avec cette remarque. Ce deuxième tender n’a pas été utilisé couramment par le LNER, mais il a bien servi tardivement, après la Seconde Guerre mondiale, pour des démonstrations, des essais, à partir de 1968 au Royaume-Uni. Il a aussi notoirement servi pour le fameux voyage aux USA en 1973. Ultérieurement, un de ces deux tenders a été repeint en bleu et utilisé comme deuxième tender avec une A4 carénée, ceci au Royaume-Uni, sans doute à titre exceptionnel, et aussi du fait de la disparition des bacs de prise d’eau en marche. On trouvera, sur internet, de nombreuses photographies de voyages anglais faits à partir de 1968 avec la locomotive N°4472 et ces deux tenders en tête de trains. Par exemple voici ce que Alain Stome, que nous remercions, nous envoie :
Et pour ceux qui aiment la locomotive en version carénée A4 N°4464, la voici en train de circuler avec deux tenders, ici de couleur bleue. S’agit-il des mêmes tenders, mais repeints ? Mystère…
https://sambrandist.blogspot.com/2010/03/once-bittern-twice-tenders.html
La locomotive-tender se passe de tender, ou … essaie de s’en passer.
La tradition ferroviaire pour les locomotives est, exprimée en anglais : « She has got a tender behind » , ce qui peut se traduire soit par « elle a un derrière tendre » pour ceux qui ont un mauvais esprit paillard, soit, pour les gens sérieux comme l’auteur de ce site et ses lecteurs et lectrices, par « elle a un tender derrière elle ». Mille excuses.
Toujours derrière la locomotive quand on roule normalement, donc, le tender est encombrant, lourd mais ne bouche pas le champ de vision du mécanicien. Quand on circule en sens inverse, la locomotive faisant marche arrière, le tender est alors très gênant, bouchant la vue et demandant une réduction sensible de la vitesse. Dès le milieu du XIXe siècle, quand les réseaux européens et surtout britanniques sont très développés et ont de nombreuses petites lignes régionales, la circulation de trains fréquents et légers doit se faire rapidement, sans perte de temps, avec une inversion immédiate du sens de la marche à chaque gare terminus des parcours. Les ingénieurs songent, alors, à faire de petites locomotives sans tender séparé, le charbon et l’eau étant alors portés par la locomotive elle-même, dans des caisses ou « soutes » latérales disposées de part et d’autre du corps cylindrique pour l’eau, et dans une soute arrière placée derrière la cabine de conduite et mettant une petite réserve de charbon à la portée de pelle du chauffeur. L’équipe de conduite peut donc regarder dans les deux sens de marche.
Dénommées « locomotives-tender » et « tank-locomotives » au Royaume-Uni, ces machines, nous le savons, sont tout à fait aptes à la marche dans les deux sens et à leur vitesse maximale, ce qui fait que la disposition des roues est symétrique, soit du type sans bogie 020, 030, 040, 050, soit avec un bissel 121, 131, 141, 151, soit, plus rarement avec un bogie 222, 232, 242. Toutefois on constate l’existence de locomotives-tender dissymétriques, notamment au Royaume-Uni, avec des types 021, 022, ou 230, voire 240, par exemple.
Tout est donc au point ? Jamais dans le monde des chemins de fer… La locomotive-tender a pour inconvénient de perdre du poids en cours de route comme l’espèrent les gens qui font du « jogging ». En effet ces locomotives s’allègent de quelques tonnes au fur et à mesure que le charbon et l’eau sont consommés, donc elles perdent du poids adhérent, ce qui est nuisible pour l’adhérence des roues motrices.
La locomotive « Garratt » : ici aussi deux tenders au lieu d’un, mais d’une autre manière.
La locomotive de l’ingénieur anglais Garratt a conquis l’Afrique car elle repose, à partir des années 1920, sur deux trucks portant chacun un tender, mais sur la « Garratt » les deux trucks sont très éloignés l’un de l’autre et beaucoup plus indépendants par rapport au châssis. La locomotive est constituée de trois portions bien distinctes : chacun des deux trucks portant les tenders et le châssis proprement dit de la locomotive qui repose sur les deux trucks.
Un des trucks porte directement un important réservoir d’eau, l’autre des caisses à eau et une soute à charbon. Chaque truck reconstitue celui d’une locomotive distincte, avec train de roues, cylindres et mouvements de distribution. Le châssis central, qui vient reposer sur les trucks, porte la chaudière avec son foyer et la cabine du mécanicien, et s’appuie, par ses extrémités seulement, sur une crapaudine placée non loin de l’extrémité de chaque truck. La chaudière est donc tout entière en porte-à-faux.
Ce dispositif, qui enlève complètement les trains de roues et le mécanisme du dessous de la chaudière, a l’avantage de permettre de donner à celle-ci et à son foyer des dimensions indépendantes de la plupart des conditions restrictives habituelles.
On augmente la surface de chauffe en accroissant le diamètre de la chaudière au lieu de l’allonger, ce qui présente un double avantage. Pour une même surface de chauffe, cette disposition donne une chaudière beaucoup plus efficace, l’efficacité des tubes, au point de vue de la vaporisation, allant en diminuant rapidement quand leur longueur augmente. En second lieu, l’on peut maintenir l’axe de la chaudière beaucoup plus bas, ce qui est un avantage appréciable lorsqu’il s’agit de voies étroites. De plus, la visibilité sur la voie est plus grande avec une chaudière courte qu’avec une chaudière plus longue. Le foyer, n’étant plus gêné par les roues, peut déborder autant qu’on le désire, n’étant limité que par les longerons du châssis, que l’on peut espacer autant que le permet le gabarit de chargement. Toute la vapeur nécessaire sera donc aisément fournie. Etant donnée la facilité d’établir, d’une façon pratique, une chaudière de grande puissance, l’emploi de la simple expansion, avec vapeur saturée ou surchauffée et d’un grand nombre de cylindres est généralement préféré au compoundage qui devient, ici, un perfectionnement inutile.
Le poids des approvisionnements est utilisé pour l’adhérence sans qu’il faille recourir à des transmissions compliquées ni à des réservoirs latéraux qui masquent le mécanisme en tout ou. en partie.
Le point d’appui du châssis portant la chaudière doit être choisi avec soin, en tenant compte de ce que les soutes peuvent être ou pleines ou à peu près vides. Le poids des approvisionnements influe relativement peu, comparativement au poids de la moitié de la chaudière, transmis par les pivots d’appui, et la répartition du poids sur les essieux avec une locomotive vide ou en service, est remarquablement uniforme. L’empattement total de la locomotive est grand, mais l’emploi de plaques tournantes n’est pas nécessaire, la locomotive circulant indifféremment en marche avant ou en marche arrière. Le succès de ce genre de locomotive, surtout en Afrique, en Asie, sera légendaire.
Et pour finir : un voyageur clandestin dans le tender ?
En Allemagne, les tenders des puissantes locomotives type 150 série 0 pouvaient, dans certains cas, recevoir des tenders comportant une cabine pour le chef de train, notamment des trains de marchandises, ce qui évitait l’emploi d’un fourgon. Curieuse pratique…
Petit album de famille du tender français.
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