La « Deltic » : sous le signe du « delta », donc de la différence.

La « Deltic » ? Une des locomotives diesel britanniques les plus réussies. Ces machines doivent leur nom de « Deltic » à la lettre grecque « delta » car leur moteur est disposé avec trois groupes de cylindres formant un triangle et actionnant trois vilebrequins placés aux sommets du triangle. Cette disposition peu conventionnelle, qui ferait bondir un ingénieur actuel, n’est pas une des moindres originalités de cette belle locomotive.

Au lendemain de la Seconde Guerre mondiale, le réseau britannique est nationalisé (avant d’être reprivatisé et renationalisé !). Certes, mais une des grandes données du nouveau cahier des charges est le développement d’une traction rapide et puissante, autre que la vapeur, en faisant appel à la traction électrique ou « Diesel ». Comme le réseau est peu électrifié, comme les frais d’une électrification intensive et extensive de la quasi-totalité des grandes lignes britanniques est financièrement impossible, il faudra bien que les « British Railways » mettent pratiquement tous leurs œufs dans le panier de la traction « Diesel ». Si l’expérience américaine a démontré que la traction « Diesel » est au point pour ce qui concerne la traction des trains de marchandises lourds et lents, ou pour la traction de trains de voyageurs grandes lignes à vitesse modérée, il est vrai que la traction « Diesel » n’a, jusqu’à présent, jamais brillé dans le domaine de la traction à grande vitesse de trains de voyageurs lourds.

Rappelons que les chemins de fer allemands ont pu prouver, pendant les années 1930, que la traction « Diesel » à grande vitesse pouvait être brillante, mais seulement sur des automotrices légères à deux ou trois éléments, les fameux « Fliegender Holländer » roulant à 150 km/h, ceci pour une clientèle d’élite très réduite, et intéressée par des relations rapides entre Berlin et deux ou trois grandes villes allemandes. Les chemins de fer américains, avec les nombreuses rames diesel automotrices, comme les « Zephyr » ont suivi la même politique, de même que les chemins de fer français avec les rames « TAR » – tous déjà décrits dans des articles parus sur ce site.

Pour le Royaume-Uni, le problème est totalement autre, et les enjeux sont beaucoup plus conséquents. Il s’agit de la traction de trains très lourds, composés de quinze à vingt voitures, pouvant peser jusqu’à 900 tonnes, et devant relier les grandes villes britanniques entre elles avec un horaire cadencé. La vapeur le faisait correctement, mais comme il a été décidé qu’il n’y avait plus de vapeur et que le charbon prendrait la direction des centrales thermiques, et comme il ne peut être question d’électrifier la totalité du réseau grandes lignes pour, au moins, utiliser cette électricité produite par le charbon, il faut donc se tourner intégralement vers le seul mode de traction non électrique restant offert : la traction « Diesel ».

Cela veut dire que le chemin de fer britannique va à la fois miser totalement sur la traction « Diesel », du moins en attendant que les grandes électrifications soient entreprises et terminées, et va aussi lui demander beaucoup. C’est un véritable pari que les ingénieurs vont prendre. Avec la « Deltic », ce pari sera-t-il gagné ?

Le moteur « Napier ».

La firme « Napier », sous-traitante du géant anglais « English Electric », met au point, après la guerre, un curieux moteur « Diesel » rapide servant à équiper les unités légères de la marine britannique, ceci en remplacement de moteurs à essence considérés comme présentant trop de risques d’incendie sur des bateaux. Ce moteur dit « en delta » comporte trois vilebrequins que l’on pourrait décrire comme placés aux sommets d’un triangle équilatéral, triangle dont les cotés sont occupés par des groupes de cylindres. Dans chaque cylindre se trouvent deux pistons, donc opposés et poussés simultanément par la même explosion. Chacun des deux pistons, en s’éloignant l’un de l’autre, actionne deux des vilebrequins.

L’avantage du système est un meilleur rendement par rapport au cas du piston unique dans un cylindre, rendement d’autant meilleur que les deux pistons légers pèsent moins qu’un seul lourd, offrent donc moins d’inertie, donc tirent un meilleur parti de l’explosion. Le moteur est deux fois et demi plus léger, à puissance égale, que les moteurs « Diesel » conventionnels de l’époque.

L’inconvénient est la complexité du moteur avec ses trois vilebrequins placés aux trois sommets du triangle, vilebrequins qu’il faut réunir par une cascade de pignons à un arbre de sortie central commun.

L’application au chemin de fer.

Lorsque les chemins de fer britanniques commencent leur intense et brusque conversion à la traction « Diesel » durant les années 50, le marché de la construction de locomotives et de la fourniture de moteurs est très ouvert. A ses frais, la firme « Napier » propose d’équiper un châssis de ses moteurs « Deltic », et le résultat est une locomotive qui, à poids égal, offre 3600 ch. par rapport aux machines de puissance de 2000 ch. Lors d’essais, la locomotive prototype se montre très fiable, ses moteurs sachant, dans le domaine ferroviaire, conserver ses qualités de robustesse et d’endurance qu’ils ont su développer dans le milieu marin, pourtant beaucoup plus hostile.

La disposition avec deux moteurs, plutôt en déclin par la suite sur les réseaux européens pour cause d’un coût de maintenance plus élevée à puissance égale que la solution à un moteur, se montre ici avantageuse pour rassurer les exploitants des « British Railways » quelque peu échaudés par de nombreuses pannes sur les locomotives « Diesel ». Ici, la « Deltic » possède non seulement deux moteurs, mais aussi deux génératrices de courant traction, et ces deux ensembles sont câblés en série mais peuvent, en cas de panne de l’un d’eux, être déconnectés pour permettre la marche avec l’élément encore valide. Les locomotives, une fois les problèmes de jeunesse détectés et corrigés, peuvent assurer un service de plus de 800 km par jour, ou plus de 270 000 km annuels, ce qui est très honorable.

La série des « Deltic ».

Une série de vingt-deux locomotives est immédiatement commandée, et est engagée sur les grandes lignes reliant Londres à l’Ecosse par la côte ouest ou par la côte est, au départ des gares de Euston ou de King’s Cross respectivement. Ces machines sont les plus puissantes au monde à l’époque pour le cas d’une locomotive Diesel à caisse unique. Elles sont brillantes en service. Montées sur des bogies classiques d’un type identique à celui des locomotives de la série 37, elles ont donc un système de détection des patinages très sensible, ce qui ne manquera pas de poser, pour les conducteurs, des problèmes de coupure traction très rapides et automatiques, ce qui demandera, au niveau de la conduite, des doigts très fins et une main très légère…

Une de leurs curiosités est le système de chauffage à vapeur des trains demandant des prises d’eau sous les grues hydrauliques des locomotives à vapeur, et, même, des prises d’eau en marche avec une écope plongeant dans les bacs installés sur les voies pour les locomotives à vapeur ! Ce système, toutefois, fut remplacé par un rembobinage des génératrices permettant un chauffage électrique des trains.

Elles se distinguent en montant des rampes de 5 pour 1000 à plus de 140 km/h en tête de très lourds trains, ou en assurant des moyennes de plus de 120 km/h sur de longs parcours avec des pointes à 160 km/h, faisant mieux que la vapeur et gagnant plus d’une heure sur le parcours emblématique de Londres à Edimbourg. En particulier la fameuse rampe de Stoke Summit, au nord de Peterborough, est franchie à 140 km/h au sommet en tête d’un train lourd de 15 voitures, ce qui impose, de la part des mécaniciens vapeur, un certain respect !

Leur carrière prend fin en 1982, chassées par l’électrification. Une de ces belles locomotives est, heureusement, préservée au « Science Museum » de Londres.

Caractéristiques techniques.

Type : CC.

Année de construction : 1961

Moteurs principaux : type « Napier » deux fois 18 cylindres.

Puissance : 1305 kW x 2 = 2 610 kW.

Moteurs de traction : 6.

Transmission : Electrique.

Masse : 101 t.

Longueur : 21,18 m.

Vitesse : 160 km/h.

Une très intéressante remarque de Jean-Gabriel Ampeau que nous remercions :

Bonjour, merci pour ce très intéressant post (comme d’habitude !). Une précision, la puissance des moteurs Napier Deltic, sur le prototype comme sur les engins de série, était de 1650 hp (in english), soit 3300 hp installés à bord, ce qui était effectivement déjà tout à fait impressionnant à cette époque.
On peut rappeler que les 060 DB futures CC 65000 avaient à la même époque seulement 1800 cv de puissance installée, et que les V200 de la DB, certes plus légères et de disposition d’essieux BB étaient à 2200 cv.

Moins que les électrifications, intervenues plus tard que 1982 sur la côte Est, c’est l’arrivée des également brillantes rames HST 125 qui a sonné le glas des Deltics. Les HST les ont remplacées en améliorant encore les temps de parcours que les Deltics avaient contribué à déjà réduire.

Un dernier complément, le son de ces moteurs était tout à fait particulier, participant largement à l’émergence d’un grand nombre d’admirateurs, voire adorateurs des Deltics/class 55. On peut inviter vos lecteurs à se délecter des nombreuses vidéos disponibles sur internet pour en prendre connaissance.