La traction à turbines : cela turbinait bien, certes, mais tout finit dans l’oubli.

Depuis un bon siècle « de bons et loyaux services » comme on dit, et par son niveau de pollution élevé, le moteur Diesel est sur la sellette depuis les années contestataires non seulement chez les partisans de la protection de l’environnement, mais aussi chez ceux qui savent que l’énergie d’origine pétrolière deviendra de plus en plus spéculative, opportuniste, affairiste, et chère. La question qui fâche est : existe-t-il d’autres alternatives en matière de traction autonome en face de la traction Diesel ? Car, si la traction Diesel intéresse tant de pays dans le monde, c’est bien parce qu’elle est autonome, dispensant les réseaux de la très coûteuse installation d’une électrification qui n’est rentable qu’avec des trafics lourds et constants. Le cercle vicieux est en place et évoluera, avec plaisir, dans les salons de la pensée ferroviaire.

L’évolution des idées en matière de chemin de fer se traduit, dans la presse des années 1960-1970, par un grand nombre d’articles consacrés à des recherches dans des domaines comme le moteur linéaire, la sustentation magnétique, le coussin d’air, ou même des articles spéculatifs sur l’intérêt offert par la locomotive à vapeur nucléaire : les idées du professeur B. Borst de 1954 (tapez « lamming atomique » sur un moteur de recherche pour relire un article déjà paru à ce sujet) concernant un projet de locomotive atomique (on dit « nucléaire » maintenant) de 327 tonnes et de 49 mètres de long  marquent encore les esprits. Mais, en France, on sait déjà que la traction électrique classique est déjà nucléaire, du fait du sage et efficace programme national des centrales électriques nucléaires.

Les essais des précurseurs suédois.

Il aura fallu un siècle de traction vapeur avec des cylindres et des pistons pour que l’on fasse, enfin, des essais de turbines à vapeur pour sortir de ce désastreux mouvement alterné « bielle et piston » qui a enchanté les enfants quand ils le retrouvaient sur leur locomotives-jouets mécaniques. Car, bien avant les essais très réussis avec des turbines aéronautiques en France, il y a eu, aussi, des essais avec des turbines à vapeur, notamment en Suède.

En 1922 la firme suédoise « Akliebolaget Ljungströms Angturbin » essaie une locomotive composée de deux véhicules, l’un portant une chaudière et ressemblant de ce fait quelque peu à une locomotive classique, et l’autre comportant une turbine actionnée par la vapeur du précédent, entraînant les roues et poussant le tout. Des essais ont lieu entre Stockholm et Bergsbrumna sur un parcours de 52 km, avec des rampes et des pentes de 10 pour 1000, mais ne dépassant pas 3000 m chacune. Il reste à savoir ce que cela aurait donné sur des rampes longues de 50 ou 60 km, mais, en tous cas, une consommation moitié moindre que celle d’une locomotive à vapeur classique est prouvée. La vitesse des essais est limitée à 90 km/h, vitesse limite en vigueur à l’époque en Suède. Cette locomotive reste sans descendance du fait de sa différence qui empêche son intégration dans le parc de locomotives classiques, et, aussi, par l’intérêt décisif et engagé que le chemin de fer suédois accorde à la traction électrique.

Sortir de la traction vapeur, mais… tout en y restant quand même.

Si les ingénieurs du chemin de fer ont toujours recherché d’autres modes de traction que ceux dont ils disposaient à chaque époque donnée, cette période des années 1960-1970 est assez motivée, dans cette démarche, pour déboucher effectivement sur la traction à vapeur par turbines. Depuis sa création, pourtant, le chemin de fer a été le terrain de recherches continuelles, commencées dès la première moitié du XIXe siècle, si l’on songe au chariot électrique de Davidson circulant sur la ligne d’Edimbourg à Glasgow dès 1837. Les ingénieurs ont toujours cherché à se défaire des lourdes sujétions de la vapeur depuis les débuts du chemin de fer et il parviendront  à s’en défaire d’une manière décisive après la Première Guerre mondiale avec, d’une part, les grandes électrifications, et, d’autre part, la traction par moteur à combustion interne. Après un siècle du système vapeur, initié par George Stephenson et Marc Seguin, apparaissent enfin deux autres modes, sous une forme enfin mûre, mettant fin à des décennies d’essais et d’espoirs déçus.

Un certain nombre de modes de traction autres que la traction Diesel ou électrique sont à l’ordre du jour dans les bureaux d’études de la SNCF des années 1960 et, vers la fin de la décennie, ces études, menées par l’ingénieur Guy Sénac (que nous avons eu le plaisir de rencontrer plusieurs fois vers 1990 grâce à la SNCF lors de notre travail de thèse en histoire des techniques), déboucheront concrètement sous la forme de la turbine à gaz d’origine aéronautique qui reste, au moment ou les « Turbotrains » ont terminé leur carrière, le seul apport concret de cet esprit d’innovation. Les ingénieurs du chemin de fer en France des années 1960-1970, comme Guy Sénac, parviennent à « faire passer » un mode de traction totalement inédit, sans doute parce que jamais le chemin de fer français est dans une position désastreuse : il n’a jamais été si près de disparaître purement et simplement, déjà mis à mal par la concurrence routière et ruiné par la concurrence aérienne qui, enfin, est plus que jamais aidée et subventionnée.

Et, comme en 1930, quand l’automobile tuant le chemin de fer oblige ce dernier à emprunter des solutions techniques à son concurrent, de nouveau, durant ces années 1960-1970, le chemin de fer va chercher une solution technique de type totalement exogène (les cheminots disent « exotique » à l’époque !) : si, en 1930, c’est le moteur à combustion interne de type automobile, pour les années 1960, ce sera la turbine type aviation. Et comme l’autorail des années 1930, le turbotrain des dernières années 1960 connaît un véritable engouement du fait d’une forte image de marque d’engin sortant des sentiers battus ferroviaires.

Le héros, en France, c’est lui : ce modeste, discret, relativement peu nerveux et peu encombrant « Bi-Turmo alternateur » que, chez Alstom, on s’apprête à monter dans un turbotrain. Document RGCF de mai 1972.

Et pourquoi ne pas aller plus loin encore ?

D’autres solutions nouvelles sont essayées, et le coussin d’air ou la sustentation magnétique sont proposées à une SNCF qui les écarte pour d’évidentes raisons d’incompatibilité avec l’ensemble technique déjà existant, ou par refus de construire intégralement un autre chemin de fer à coté de celui qui existe déjà. Effectivement, avec le coussin d’air ou la sustentation magnétique, il fallait purement et simplement reconstruire l’intégralité du réseau ferré, lancer des chantiers immenses jusqu’au cœur même des villes, tout ceci pour laisser circuler des engins à très faible capacité de transport, inférieurs à celle d’un avion de ligne de taille moyenne, alors que le nombre de voyageurs dans un train classique ou une rame TGV double atteint le double et dépasse le millier.

C’est pourquoi ce genre de chemin de fer n’a pu être installé que sur des courtes distances, et pour des transports ponctuels et réguliers d’un faible flux de voyageurs, comme ceux qui se déploient entre les terminaux d’aéroport et les centres des villes proches.

Le grand problème de ces trains circulant sur un coussin d’air ou sur une piste en béton est qu’ils sont, contrairement aux trains classiques à roues en acier sur des rails en acier, totalement indétectables, totalement inexistants et inopérants vis-à-vis d’une signalisation ou d’un système de dispatching classique, d’où des risques d’accidents très importants comme la collision, en Allemagne, du train à sustentation magnétique « Transrapid » avec un camion de service roulant sur la plateforme de la voie, alors que ce train était très prometteur techniquement et méritait un tout autre sort. Les Allemands ont, depuis cet accident, mis fin à tout essai ou utilisation de ce genre de train dans leur pays. Il faut bien, pour le moment du moins, ne pas quitter le système roue et rail acier pour de simples raisons de sécurité d’exploitation pour d’innombrables trains circulant en tous sens sur les réseaux actuels.

La turbine, seule solution viable et qui n’a pas eu, vraiment, sa chance.

Si l’on reste dans ce cadre technique du chemin de fer classique sur sa voie à deux files de rails en acier, la seule alternative qui s’est présentée à la fois comme durable, exploitable et fiable, a été offerte par la turbine à gaz, notamment avec les essais entreprise par les « Chemins de Fer Fédéraux » suisses entre 1939 et 1942, utilisant le principe de la turbine à gaz connu dans son principe depuis plus d’une décennie à l’époque.

Turbine à gaz, présentée ici ouverte, en atelier. Elle a été essayée sur le réseau suisse entre 1939 et 1942 par les firmes « SLM » et « BBC ». Document « Science et Vie ».

Quel est le principe de la turbine à gaz ? La turbine à gaz vient du moteur Diesel. Pour augmenter la puissance d’un moteur Diesel sans entraîner, en même temps, un accroissement exagéré de son poids, des ingénieurs ont eu l’idée d’ introduire dans les cylindres de l’air légèrement comprimé. Le poids d’air, étant plus important, se traduit par une quantité plus grande de combustible brûlé, donnant donc une augmentation de puissance très sensible avec une forte augmentation de la valeur du couple développé à bas régime.

Mais il faut un compresseur pour assurer cette compression de l’air extérieur entrant dans le moteur. C’est pour actionner le compresseur d’air qui assure cette suralimentation qu’on emploie une petite turbine à gaz mise en action par le gaz d’échappement du moteur. Ce qui a le mérite d’utiliser une énergie habituellement perdue, et de ne pas demander un accessoire supplémentaire à la fois lourd, complexe, et délicat.

Dans la locomotive à turbine à gaz, l’accessoire devient le principal.

Avec la locomotive à turbine à gaz, la turbine est alimentée par les gaz provenant d’une chambre de combustion que traverse de l’air comprimé fourni par un compresseur. Le mélange gazeux est à 600° environ. La turbine tourne à vitesse à peu près constante et entraîne le compresseur d’air qui l’alimente et une génératrice de courant pour actionner les moteurs électriques de traction.

Mais ce mécanisme, qui est relativement simple, absorbe une puissance considérable puisque les 10.000 ch. de la turbine ne donnent que 1.400 ch. à la jante (mesures d’époque). La puissance est presque entièrement absorbée par le compresseur, qui envoie dans la chambre de combustion une quantité d’air beaucoup plus forte que ne l’exigerait la combustion du mazout, mais dont l’excédent est absolument nécessaire pour maintenir la température de la turbine qui, au-dessus de 600 degrés, serait vite détériorée. Le seul problème posé dans les années 1940 à 1960 est la réalisation même de la turbine, qui devra supporter des températures plus élevées pour mieux utiliser les gaz et éviter cette considérable perte de puissance, issue du compresseur, pour les refroidir. Les progrès de l’aviation, utilisatrice de turbines, permettront de le résoudre une vingtaine d’années plus tard.

Belle locomotive à turbine à gaz essayée, aux USA, par le réseau nord-américain « Chesapeake and Ohio RR » en 1939. Sans doute, la présence de la Seconde Guerre mondiale et des résultats manquant de brio mettent fin à ces essais.

Le réveil de la traction par turbines à vapeur en France : la « 232-P-1 » en 1943.     

A sa création en 1938, la SNCF trouve, dans son parc de matériel moteur,  des locomotives non conventionnelles en cours de construction intégrale ou obtenues par  modification. Une mystérieuse « 232-P-1 » fait partie du lot, mais sa carrière, très discrète, se termine dans l’oubli en 1949.

Née aussi du même concours que la « 232-P-1 », livrée en 1940, une autre locomotive, la « 232-Q-1 », comporte une chaudière classique, mais elle est mue par des turbines « Schneider » et des engrenages. Les turbines tournent à 10 000 tr/mn et ont 6 roues à ailettes pour la marche avant et 2 pour la marche arrière. Soumise à des essais plus suivis que ceux de la « 232-P-1 », cette locomotive donne, comme des machines comparables essayées aux USA, au Royaume-Uni et en Allemagne, des résultats remarquables, démarrant des trains de 700 à 800 tonnes, donnant sur le banc de Vitry 2200 kW (3000 ch) au lieu des quelques 1900 kW (2600 ch) espérés.  Mais une panne de turbine l’immobilise en 1942 et, en 1944, une panne encore plus grave entraîne sa réforme dans un contexte qui, certes, ne permet ni réparations ni essais. Sans nul doute cette locomotive promettait plus que la « 232-P-1 ».

Ci-dessus : la « 232-P-1 » de la SNCF vue avec son carénage, vue sans son carénage, et une vue d’un de ses moteurs « SLM Winterthur ».

Les origines de la « 232-P-1 ».

L’origine de toute l’affaire est le concours de locomotives nouvelles lancé par l’ « Office Central d’Etudes de Matériels de Chemin de fer » (OCEM) en 1933. La locomotive classique du type Stephenson est considérée par les ingénieurs comme « saturée », c’est-à-dire arrivée en fin de course de son évolution (notons qu’il ne s’agit pas du terme de « vapeur saturée » qui désigne la forme de vapeur classique, très chargée en eau, produite dans les chaudières). Il faut autre chose, et la traction électrique est en train d’apporter une réponse au problème. Mais, devant les lourds frais représentés par l’électrification des lignes, les réseaux français donnent une dernière chance à une évolution fondamentale de la traction à vapeur. Les deux prototypes « 232-P-1 » et « 232-Q-1 » sont issus de ce concours: il aura fallu plusieurs années d’études pour mener le projet à sa concrétisation.

La « 232-P-1 » entre en scène. C’est une machine à trois essieux moteurs et deux bogies, donc une 232, et livrée en 1943 à la SNCF par la « Société Alsacienne de Constructions Mécaniques » (ou « SACM ») qui avait déjà participé au concours de locomotives à vapeur nouvelles  de l’ « Office Central des Etudes de Matériel » de certains des anciens réseaux (« OCEM ») en 1933.

Cette locomotive possède une chaudière à haute pression et tubes d’eau type « Winterthur » suisse et des moteurs individuels à trois cylindres sur les roues motrices, ce qui donne un total de 18 cylindres. Ces moteurs individuels tournent à 1000 tours minute et entraînent les roues par un système d’engrenages. L’avantage du système est la grande régularité de l’effort moteur, sans les à-coups des systèmes classiques à deux, trois ou quatre cylindres qui font souffrir  les locomotives et les voies en engendrant des mouvements parasites. L’idée est donc techniquement intéressante, et elle n’est pas sans analogie avec les machines à vapeur des grands navires qui cherchent aussi à sortir de la machine classique ayant un grand nombre de cylindres. Les chemins de fer allemands ont essayé des locomotives similaires (système « Roosen ») mais sans succès.

C’est sans nul doute l’échec du système « Roosen » allemand qui rend la SNCF très prudente, et elle n’engagera pas cette locomotive en service courant, mais procèdera seulement à des essais. Il faut dire que, en matière de traction ferroviaire, tout engin nouveau a de la difficulté à s’insérer dans un ensemble technique ancien et contraignant qui demande, en outre, des techniques de conduite, d’exploitation et d’entretien toujours totalement standardisées. La SNCF viendra à abandonner ce projet  de locomotive trop complexe en réformant la « 232-P-1 » en 1949 après des essais sur le banc de Vitry.

Caractéristiques techniques de la « 232-P-1».

Type : 232

Cylindres : 180 x 255 mm

Diamètre des roues motrices : 1550 mm

Surface de la grille du foyer : 3,5 m2

Masse : 123 t

Longueur : 15,07 m

Vitesse : 140 km/h

Et voici aussi, en prime, la « 232-Q-1 ».

Nous savons que la « Société Nationale des Chemins de fer Français » est créée en 1937 et doit prendre, dès 1938, à son compte, outre un parc de matériel roulant classique, des projets en cours de réalisation. La locomotive à  turbines type « 232-Q-1 » est en cours de commande et la SNCF honore ses engagements auprès de la firme « Schneider » qui construit la locomotive et la livre en 1940. La période, il faut le dire, n’est guère favorable pour de telles innovations. Cet autre 232 prototype est livré en 1943 à la SNCF par la « Société Alsacienne de Constructions Mécaniques » (ou « SACM ») qui avait participé au concours de locomotives à vapeur nouvelles  de l’ « Office Central d’Etudes de Matériel de chemin de fer » en 1933. Cette locomotive possède une chaudière à tubes d’eau fournissant la vapeur aux 18 cylindres disposés par groupes de trois à l’extrémité des essieux moteurs. Ces groupes de trois cylindres forment des moteurs tournant à 1 000 tours minute, et entraînent les roues par un système d’engrenages.

Caractéristiques techniques de la « 232-Q-1 ».

Type : 232

Moteur : 3 turbines

Régime : 9300 tr/mn

Transmission : engrenages

Rapport : 21,11

Diamètre des roues motrices : 1500 mm

Surface de la grille du foyer : 4,9 m2

Masse : 122 t

Longueur : 15,74 m

Vitesse : 130 km/h

Une belle représentation du style et de l’aspect de ce qu’auraient été les locomotives à vapeur françaises de l’avenir si la Deuxième Guerre mondiale n’avait pas eu lieu.

Comme dans les tragédies de Shakespeare ou de Wagner, les héros de la recherche ferroviaire meurent au troisième acte, mais ressuscitent au quatrième. Nous passons des années 1941 aux années 1960. En France, la technique de la turbine est proposée de nouveau par le très remarquable et oublié Guy Sénac, ingénieur en chef honoraire du Département Construction de la SNCF qui consacre sa vie et sa carrière à la propulsion ferroviaire à turbine. Un autorail d’essais, à moteur Diesel et à deux caisses est doté, à titre d’essai, d’un turbomoteur « Turmo III C3 » prêté par le « Service Technique Aéronautique » et essayé, au préalable, au « Centre d’Essais des Propulseurs » de Saclay de juillet à décembre 1966. Le turbomoteur est installé au début de 1967 sur l’autorail, la transformation étant terminée pour avril. Rappelons que cet engin numéroté « X-4365 » et sa remorque « XR-8579 » est bien le premier à porter le nom de « TGV ». Mais oui…

A la veille du choc pétrolier de 1973, la SNCF compte sur la turbine pour les « TGV » de ses lignes nouvelles à grande vitesse. Sur ces lignes, sans caténaires, devaient rouler, à 260 km/h, des rames « TGV » propulsées par turbines à gaz. Mais le changement du prix du pétrole affectera d’autant plus la traction par turbines qu’elle est le mode qui offre le rendement le plus bas. Même en tenant compte des rendements des centrales thermiques (0,376) ou hydrauliques (0,515) et des lignes haute tension (0,94) pour la traction électrique ferroviaire, on arrive encore, pour celle-ci, à 0,295 en 1500 v et 0,40 en 25000 v. La traction à turbines à gaz parvient au mieux à 0,22 avec les « Turmo XII », et même à 0,25 à la jante.

L’abandon du « TGV » à turbines à gaz pour d’évidentes raisons économiques et environnementales, la limitation du parc des désormais appelés « Eléments à Turbine à Gaz » (« ETG ») a 14 exemplaires construits, et celle du parc des « Rames à Turbine à Gaz » (« RTG ») à 41 exemplaires construits, et l’absence de toute construction de matériel à turbine à gaz après 1976, feront que ce mode de traction, même s’il a connu en France un développement exceptionnel par rapport à celui des autres réseaux mondiaux, a connu un sort marginal. La traction Diesel classique n’a pas été détrônée.

Autorail à turbine à gaz X4365+X2061 essayé en 1968 par la SNCF. On l’appelle déjà « TGV ».
Diagramme de ce qui est officiellement et prudemment appelé « Elément automoteur exprérimental à turbine à gaz » par la SNCF. On remarquera que le peu de place prise par la turbine et sa transmission sont une qualité très favorable.
« ETG » ou « Element à turbine à gaz », série 1001 à 1014, faisant ses premiers parcours, très remarqués entre Paris er Caen à la fin des années 1960. Les professeurs de l’Education Nationale, grands champions de la nomination à l’autre bout de la France par rapport à leur domicile, faisant la navette entre Paris où ils habitent et Caen où ils font leurs débuts et courent jusqu’à la gare, prennent le nom de « turboprofs », surnom qui sera ensuite donné à tous les (nombreux) professeurs enseignant loin, très loin, de chez eux. Caen et Cherbourg deviennent les grandes villes de province (hors réseau électrifié) les mieux desservies de France.
Un très peu connu « Turbotrain » : il s’agit du projet « Schneider-Westinghouse » proposé à la SNCF, dans les années 1972 à 1976. Document Yves Machefert-Tassin.
Ci-dessus et ci-dessous : N’oublions pas que notre fameux « TGV-001 » national démarra sous la forme d’un « Turbotrain ». Cliché et légende « RGCF » (1972).

Les essais britanniques.

S’affranchir des contraintes de la machine à vapeur à mouvement alternatif, avec ses cylindres et ses pistons, a toujours été une motivation de recherche pour un certain nombre d’ingénieurs du chemin de fer. William Stanier, à qui le réseau du « London Midland and Scottish » doit des locomotives très classiques, s’y est essayé, mais sans plus de succès que ses devanciers et, après la Seconde Guerre mondiale, le grand ingénieur Bulleid, à son tour, s’y risquera, mais sans plus de succès sur le réseau du « Southern ». Quel impossible et introuvable St-Graal recherchaient donc ces mystérieux ingénieurs – chevaliers qui n’entouraient pas, pourtant, le roi Arthur ?

Depuis la création de la locomotive à vapeur, les ingénieurs ont toujours cherché à sortir de cette structure mécanique très fermée représentée par le système manivelle et bielle, d’une part, et, d’autre part, de son corollaire qu’est le système cylindre et piston. C’est, sans nul doute, le seul moteur possible en 1820, mais, un siècle plus tard, c’est toujours le seul moteur possible, donc : le meilleur.

Ce moteur présente deux inconvénients graves. Le premier est le mouvement alternatif de pièces assez lourdes, comme les pistons, les tiges de piston, les crosses, les bielles: ces mouvements déséquilibrent la locomotive, créent même de dangereuses vibrations parasites à certaines vitesses qui, en s’entretenant et s’amplifiant d’elles-mêmes, peuvent provoquer des déraillements. Le deuxième est le faible rendement par suite d’un continuel gaspillage d’énergie lié à la production de la vapeur qui, par la cheminée, envoie une quantité de chaleur considérable dans l’atmosphère. C’est pourquoi certains ingénieurs ont songé à adapter le moteur à turbine pour la traction ferroviaire, un moteur bien connu des ingénieurs de marine, un moteur qui ne vibre pas et a un excellent rendement à haute vitesse.

Les essais du « London, Midland & Scottish Railway ».

William Stanier, ingénieur en chef du « LMS », se passionne pour ces essais suédois et se rend de nombreuses fois dans ce pays. Puis, en 1935, il fait modifier une locomotive à vapeur classique du type « Duchess », une des plus belles « Pacific » anglaises, qui est alors en cours de construction. Cette locomotive est équipée avec des  turbines, et prend dès lors le nom de « Turbomotive ». La turbine est une « Vickers » de 2000 ch, montée à l’avant à la place des cylindres et entraînant le premier des essieux moteurs par un système d’engrenages à très forte démultiplication. Des bielles de liaison classique réunissent les trois essieux moteurs.

La « Turbomotive » effectue un bon service quotidien et totalise près de 500 000 km en tout quand une panne de turbine se produit en 1947, mettant la locomotive hors de service, faute de pièces détachées, et faute de souci réel de la conserver ainsi. En 1951 elle est reconstruite sous une forme d’une « Duchess » classique, mais est détruite peu de temps après dans un accident. Le sort s’acharnait sur elle.

Les performances.

Sans nul doute la « Turbomotive » a été la plus prometteuse des locomotives à turbine essayées. Il faut signaler d’autres essais en Allemagne, aux USA et même en France. Mais, à chaque fois, c’est le même scénario : un ingénieur innovateur et motivé, une locomotive unique donc difficile à entretenir et à exploiter dans le roulement des autres machines classiques, un accident minime mais qui paralyse la locomotive, et un abandon faute de motivation de la part du réseau concerné et souvent parce que l’ingénieur novateur est allé constater que Dieu existe.

Mais la « Turbomotive »  a eu un excellent comportement durant un service normal, a consommé beaucoup moins de charbon, a moins usé les voies par l’absence de mouvements parasites, et s’est montré plus puissante à grande vitesse. Il est vrai, toutefois, que cette locomotive manquait d’énergie au démarrage et prenait son temps pour atteindre sa vitesse de pointe, ce qui la rendait peu performante sur les parcours à arrêts fréquents ou sur les lignes très accidentées.

Locomotive type 231. N°6202 de la série des « Duchess » du « London Midland & Scottish Railway » devenue « Turbomotive » .1938. Document Wikipedia.

Caractéristiques techniques de la « Turbomotive ».

Type :                                               231

Date de construction :                     1935     

Moteur :                                           turbine                                            

Diamètre des roues motrices :         2057 mm                          

Surface de la grille du foyer :          4,6 m2                                            

Contenance du tender en eau :         18 t                                   

Contenance du tender en charbon :  10 t                                                 

Masse totale :                                   166 t

Longueur totale :                              22,51 m                                          

Vitesse :                                           160 km/h            

Un dernier essai britannique : la « GT3 » des « British Railways » essayée à la fin des années 1940. Notez le tender à soufflet d’intercommunication, cher à la tradition LNER britannique.

Bulleid, « Chief Mechanical Engineer » du « Southern Railway ».

Comment se fait-il qu’un ingénieur aussi remarquable et expérimenté que Bulleid se soit lancé dans une telle extravangance, concevant et s’entêtant à faire marcher une locomotive dont, à sa simple vue, on comprenait d’emblée qu’elle ne ferait qu’ajouter des problèmes à ceux qu’elle devait résoudre ?

Le « Chief Mechanical Engineer » est un personnage essentiel des chemins de fer britanniques : il est le responsable de la création du matériel de traction, et c’est donc sur ses épaules que repose toute la politique de traction d’un réseau entier. Lorsque Oliver Bulleid est nommé à ce poste pour le réseau du « Southern Railway » en 1937, sa doctrine est celle du rendement : la meilleure locomotive est celle qui coûte le moins, et que, demandant peu à son équipe, elle coûtera d’autant moins en frais de formation du personnel et en frais de conduite, et que, se contentant de charbon de mauvaise qualité, elle coûtera d’autant moins en frais de combustible. Il engagera le « Southern Railway » dans une politique de locomotives économiques, mais sera-ce, en fin de compte, un choix rentable ?

Bulleid, en cela, sort loin, très loin, des sentiers battus. Les grands ingénieurs de l’époque pensent plutôt en termes de perfection technique à tout prix, et de performances avant tout, la conception des locomotives étant avant tout l’expression d’un art accompli, classique, celui de l’ingénieur qui crée la perfection technique la plus durable.

Un cahier des charges ambitieux et sévère.

C’est dans une séance de la très célèbre et très ancienne « Institution of Mechanical Engineers », de Londres, dont Bulleid est le président d’alors, que, en 1946, apparait le projet de la « Leader ». A-t-on forcé sur le thé « Fortnum & Mason » ou sur la bière « Guinness » ? Toujours est-il que l’on se met d’accord sur le cahier des charges d’une nouvelle locomotive qui doit circuler sur l’ensemble des lignes du « Southern Railway » , remorquer tous les trains possibles à une vitesse de plus de 140 km/h (90 mph), être à adhérence totale (donc sans roues porteurs ni tender), circuler dans les deux sens en offrant les mêmes performances et conditions de conduite, être rapidement mise en service, être disponible en permanence, être utilisable dans toutes les conditions, parcourir au moins 160 000 km entre deux passages en atelier, ne pas user les voies, être économique. Yes, sir. Bulleid a parfaitement défini la locomotive idéale, mais la locomotive électrique seule remplira ce cahier des charges, point par point.

Un seul prototype catastrophique.

En Juin 1949 la première des cinq locomotives prototypes prévus sort des ateliers et commence aussitôt des essais intensifs. Bulleid sait qu’il doit aller vite, car la nationalisation intervenue en 1948 ne laissera que peu de chances à la traction vapeur. La locomotive comporte deux bogies de trois essieux, actionnés par trois cylindres attaquant directement un essieu coudé en forme de vilebrequin, et réuni aux deux autres essieux du bogie par des chaînes et des roues dentées. La caisse est assez moderne, et comporte une cabine de conduite à chaque extrémité, du plus pur style métro londonien. Le chauffeur, par contre, est prisonnier dans une cabine centrale, d’où il conduit le feu, mais dans des conditions qui s’avèreront vite étouffantes et éprouvantes malgré l’ouverture en grand des fenêtres et des portes…

Ce sera une catastrophe, et un déshonneur pour Bulleid. Dès le 19 novembre 1949, les « British Railways » demandent l’arrêt des essais devant les nombreuses pannes, et décommandent les quatre autres prototypes alors en cours de construction, et annulent la commande de la série de trente locomotives prévue. En 1950, Bulleid parvient à obtenir d’autres essais, mais ceux-ci sont aussi mauvais : les engrenages et les chaînes donnent bien des soucis et le chauffeur semble produire plus de vapeur par sa transpiration que la chaudière semble en donner ! La locomotive est ferraillée en 1951, sans avoir, malheureusement, été préservée pour un musée.

Document Wikipedia.
Deux clichés ci-dessus : la peu jolie « Leader » de Bulleid lors d’essais sur le réseau du « Southern » en 1949.

Caractéristiques techniques de la « Leader »

Type : 030+030T

Date de construction : 1949

Moteur : 2 x 3 cylindres

Cylindres : 304.8 x 381 mm

Diamètre des roues motrices : 1524 mm

Masse : 112,5 t

Longueur : 20.42 m

Petit album des croyances en la turbine ferroviaire de ci, de çà et de là de par le monde.

Locomotive type 231. Projet allemand d’une locomotive à turbine dans les années 1930. Document HM.Petiet.
Locomotive-tender allemande type 231. Série T18. N°01. Turbine Krupp-Zoelly.1924. Maffei proposera aussi une T18.12 en 1926.
Locomotive suédoise Ljungstrom à turbines du type 230 essayée en 1922, mais ici avec un tender à condensation. Nous traitons de ce genre de tender et de la condensation dans un autre article. Document des chemins de fer suédois.
Ci-dessus : deux vues de locomotive à condensation avec tender moteur sans condensation, l’une en Australie, l’autre en Suède.

Juan Manual Grijalvo, un fidèle lecteur espagnol, nous signale à juste titre que nous avons oublié l’unique locomotive à vapeur et à turbine américaine : il s’agit de la « S2 » du « Pennsylvania Railroad » qui était un prototype expérimental unique conçu et construit en 1944 et 1945 en collaboration par les firmes « Baldwin Locomotive Works » et « Westinghouse Electric & Manufacturing Company». La « S2 » était la seule locomotive à disposition d’essieux 343, avec un bogie à trois esieux avant assurant la stabilité de la locomotive à grande vitesse, puis quatre essieux moteurs et accouplés, et un bogie arrière à trois essieux supportant la grande boîte à feu. La « S2 » utilisait une turbine à vapeur à entraînement direct « Westinghouse Electric & Manufacturing Company », engrenée avec les deux essieux moteurs centraux. Le rapport d’engrenage était de 18,5:1. Cette locomotive « S2 » avait rendement record de 97 %, ce qui signifie que seulement 3 % de l’énergie de la vapeur était perdue. L’inconvénient de la turbine à vapeur à entraînement direct était que la turbine ne pouvait pas fonctionner à des vitesses optimales sur toute la plage de vitesses de la locomotive. La S2 était la plus grande, la plus lourde et la plus rapide locomotive à turbine à entraînement direct jamais construite. Mais elle fut rapidement oubliée, elle aussi.

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