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Le
Chemin de Fer Touristique du Rhin |
| Vapeurs en service | 030TB EMG | 020 Henschel | Type 3 Cockerill | 020 Fives |
| Diesel en service | 62029 | V22 | Decauville | Deutz | Y2402 | Hispano-Suiza | Moyse | Deutz Suisse | DMC | Breuer | Saviem |
| Engins réformés | LLD | BDR | Picasso | Billard |
| Engins en cours de restauration | SACM | 62073 | Type 4 Cockerill | GE4036 | GE4032 | Kö | 020 Decauville vapeur |
Le Baldwin A1A-A1A 62029 |
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Le Yaya en 2009 au dépôt de l'associaton. (Photo Sébastien Kieffer) |
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Caractéristiques générales de la locomotive:
Caractéristiques du moteur diesel:
Plaque du moteur diesel:
Diagramme général en élévation:
Plaque du constructeur:
Description technique: La locomotive A1A-A1A 62029 est sans aucun doute le plus impressionnant des engins préservés. Son moteur diesel (de conception DeLaVergne) n'est pas étranger à l'engouement qu'elle suscite auprès des amateurs ferroviaires. Construites entre avril 1946 et août 1947, les 100 locomotives d'abord immatriculées 040DA puis A1A-A1A 62000 (au même titre que les 141R) ont été livrées à la SNCF par les Etats-Unis dans le cadre non pas du plan Marshall, celui-ci ayant été discuté au cours de la seconde moitié de l'année 1947 et mis en place en 1948, mais du plan "Lend-Lease". Ce programme, militaire, était destiné à soutenir tout pays dont les E-U pouvaient considérer qu'il pourrait leur rendre service et notamment... l'URSS! Il fut d'ailleurs si généreux à l'égard de ce qui serait dans le futur son plus grand ennemi, qu'il permit à ce dernier de gagner la guerre sur le front de l'Est... (Lire notamment l'article très éclairant de Henri Dunajewski sur la question) Pour le constructeur Baldwin, grand spécialiste de la traction vapeur aux USA (avec ALCO et LIMA), cette série constituera en réalité sa première expérience à grande échelle, les séries précédentes à destination du marché domestique n'ayant compté qu'un nombre beaucoup plus restreint d'unités. D'abord numérotées 040DA (D pour Diesel, A car c'est la première série diesel en France), ces machines furent rebaptisées "A1A-A1A 62000" en 1962 lors de la renumérotation générale du parc SNCF qui a intervenu en 1962. Après avoir utilisé sur ses 2 de ses 3 prototypes (seulement!) de locomotives diesel-électriques des moteurs de construction européenne (une CC dénommée "58501", produite en 1925 et équipée d'un V12 2 temps de Morrison-Knudsen à démarrage à air comprimé, une BB dénommée "61000" datant de 1929 et équipée d'un 6 en ligne turbo de 260l de cylindrée et concu par Krupp à Essen en Allemagne), Baldwin, qui a acquis en 1931 une des entreprises les plus reconnues d'Amérique concernant la conception de machines à pistons, à savoir De La Vergne, équipera son 3ème prototype en 1936 (une BB dénommée "62000", ca ne s'invente pas!) d'un moteur à 6 cylindres de cette firme. Cette motorisation constituera la première de toutes les futures productions de la marque. Contrairement à ce qu'on a pu lire ca et là, il n'a jamais été question de monter des moteurs d'autres constructeurs sur les locomotives de la marque. Notre machine est équipée d'un moteur Diesel DeLaVergne de la série 600 à vitesse de rotation maximale de 625t/min, à 6 cylindres en ligne, à 4 temps, à aspiration naturelle et à refroidissement par eau. Chaque cylindre est équipé d'une culasse munie de 2 soupapes d'admission et de 2 soupapes d'échappement. Toutes les soupapes sont actionnées par un unique arbre à cames entraînant des tiges de culbuteurs et des culbuteurs où peut se faire le rattrapage de jeu. Le moteur d'origine appelé "VO" avait une chambre de combustion intégralement située dans la culasse (et non dans le cylindre). Cette préchambre (voir une magnifique photo ici) a été reconnue responsable de nombres de difficultés ultérieures qui ne purent pas être corrigées rapidement du fait de l'interdiction de prévoir des changements de conception prononcée par le War Production Board, organisme étatique chargé de coordonner l'effort de guerre. Ce moteur de la série 600 doit être vu comme une étape majeure du développement du VO, une fois l'interdiction du WPB levée en 1944. Un des changements majeurs en est la modification du processus de combustion. Pour exécuter ce changement, la culasse a été intégralement redessinée et le piston à fond plat du VO a été remplacé par un piston type Hesselman du nom de l'ingénieur suédois qui en a été l'inventeur. Ce piston contient une part de la chambre de combustion, chambre de type ouvert. Le carburant est désormais injecté directement dans la chambre en faisant appel, par cylindre, à une pompe unique à haute pression (230bar) et un injecteur, tous deux composants livrés par Bosch America. Le démarrage est assuré par la Génératrice Principale alimentée par les batteries, un enroulement inducteur, placé en série avec l'induit, ayant été spécialement prévu à cet effet pour qu'elle puisse être utilisée en moteur. Les batteries, constituées initialement de 56 éléments au plomb en série donnant 122V de tension nominale, furent remplacées à la SNCF par des éléments au Cadmium-Nickel à la durée de vie bien supérieure, mais qui, après plusieurs décennies, ont tout de même du être remplacées. (Le changement a intervenu en 2015). 9 batteries de 6 éléments du type standard pour Poids lourds ont trouvé leur place dans le petit capot, permettant une très grande sécurité de démarrage. Le moteur est couplé de facon permannente et rigide à la génératrice principale (GP) et, par l'intermédiaire d'un embrayage à commande électro-magnétique, à l'arbre du ventilateur des radiateurs à huile et eau. Grâce à un couplage élastique, il entraîne également un compresseur Westinghouse à double étage du type "CD" à deux cylindres basse pression et un cylindre haute pression, ces deux étages étant séparés par un radiateur augmentant l'efficacité de la compression. Le compresseur, indébrayable et donc entraîné 100% du temps, est équipé de soupapes de décharge qui interrompent la génération de pression lorsque la pression de consigne (9,5bar) est atteinte aux réservoirs principaux. La puissance prélevée par celui-ci est de 33kW à 600t/min pour un débit de 5200l/min à une pression de refoulement de 10bar. Le ralenti du moteur étant de 310t/min, le débit à ce régime est de 2700l/min. L'excitatrice (EX) et la génératrice auxiliaire (GA) ainsi que les ventilateurs des moteurs de traction sont entraînés par courroies trapézoidales. Toutes les machines électriques tournantes ainsi que ce compresseur sont fournies par Westinghouse. À noter que malgré ses dimensions, impressionnantes même pour l'Amérique, puisqu'il affiche une cylindrée de 194L soit près de 33L par cylindre, sa puissance d'origine reste limitée à 750HP/560kW dont 660HP/492kW pour la traction. Attention: la coutume américaine n'est pas de spécifier la puissance nominale du moteur Diesel mais celle disponible pour la traction. La SNCF, par contre, spécifie la puissance du moteur diesel sans tenir compte des puissances absorbées par la génératrice auxiliaire, les ventilateurs des moteurs de traction, le compresseur à air, du ventilateur ou encore l'excitatrice auxiliaire. Chez Baldwin, la différence quelque soit le moteur sera toujours d'environ 110 à 125HP (82 à 93kW). Ce moteur est dénommé 606NA en raison de son appartenance à la série 600 des moteurs Baldwin, de ses 6 cylindres en ligne et de son aspiration naturelle (Naturally Aspirated). Aux USA mais aussi à l'export ont existé à côté de ces versions à aspiration naturelle des versions suralimentées par turbocompressuer, les 606SC pour Super Charged qui affichaient de 1000HP/746kW à 1325HP/988kW (selon la coutume américaine). Les plus gros représentants de la série 600 étaient (et sont encore!) des 8 cylindres en ligne, une configuration plutôt rare au 21ème siècle. D'abord à aspiration naturelle, les 608NA de 1000HP/746kW seront très vite remplacés par les compactes 606SC de même puissance car équipées d'un turbo-compresseur. Les moteurs 8 cylindres suralimentés dénommés "608SC " afficheront de 1500HP/1119kW à 1750HP/1305kW. Ces moteurs, comme précisés plus haut, ont d'abord été produits en version dite "VO" avec chambre de combustion extérieure et injection indirecte avant d'être considérablement remaniés à partir de 1944. La mise en production en série de cette version 600 coincidera donc avec la fin de la production du VO et interviendra en 1945. Baldwin aura développé nombre de moteurs différents pour avoir une alternative à proposer à la série 600: on songera à la série 2000, un moteur en V à alésage de 10 pouces / 254mm et course de 11 pouces / 279,4mm disponible en V8 à aspiration naturelle ou turbo mais en V12 et V16 uniquement. Ce développement sera avorté en 1948 du fait d'un changement dans le management qui favorisera dès lors un moteur à pistons opposés (comme Fairbanks-Morse avec notamment leur TrainMaster) de la série 547, avec l'aide, forcée, d'ingénieurs allemands venant notamment de Junkers et obligés de travailler pour l'entreprise. Cette série 547, à 2 temps, connaîtra une version 6 et une version 9 cylindres (donc avec le double de pistons), de 1170HP/872kW et 1750HP/1305kW. Des problèmes inhérents au principe même du moteur à pistons opposés (et bien entendu connus de Junkers) se feront jour et le développement sera définitivement ajourné en 1951 sans avoir jamais pu être introduit en série. Avant le début de la 2nde guerre mondiale, les constructeurs avaient identifié le besoin des compagnies pour une machine de 4000HP/2983Kw puis 6000HP/4474kW à carrosserie unique afin d'éviter à avoir à accoupler autant de locomotives de puissance inférieure en un nombre suffisant pour obtenir la puissance totale désirée. Max Essl, ingénieur en chef aux BLW, eut l'idée de créer (déjà à l'époque) à cet effet des "power-packs" à savoir un module comprenant moteur/GP/GA/circuits de puissance qui soit facilement interchangeable. Dans cette optique, le développement d'un nouveau moteur de taille bien plus modeste était nécessaire et a été autorisé en 1939. Ce moteur, qui constituera la série 300, fut aussi appelé 12LV et développait en version V12 500HP/373kW à 1200t/min ce qui en fait un moteur rapide! Mais créer une machine capable de 4000HP aurait nécessité 8 de ces moteurs et il est vite apparu qu'il était impossible de produire une telle locomotive à tarif compétitif: il fallait réduire le nombre de moteurs et augmenter leur puissance unitaire. C'est donc la série 400 prévue pour fournir sa puissance maximale à 1050t/min et qui fait donc partie des moteurs semi-rapide qui a été concue. Prévu pour fournir 700HP/522kW puis 750HP/560kW, le moteur, suralimenté par compresseur Roots, a été baptisé très logiquement 408. Malgré toutes les innovations faites pour réduire les coûts, la machine (une BDDB soit 12 essieux tous moteurs!) n'aurait semble-t-il jamais pu être produite à un tarif inférieur à celui de 3 machines "standard" de 2000HP de sorte que l'expérience tourna court et ce dès 1943, après une tournée sur le réseau du Reading en service intentionnellement rendu difficile. Le développement du moteur s'arrêtera malheureusement là. A force de développer des moteurs pour finalement ne pas les mettre en série, la firme en était rendue à toujours utiliser le "bon vieux" 600. Celui-ci connaîtra d'ailleurs une unique mise à jour, reconnaissable à sa dénomination: le 60xNA s'appelle désormais 60x et le 60xSC s'appelle maintenant 60xA. Concrètement, le 606NA capable de 750HP/560kW devient 606 donné pour 800HP/597kW, le 606SC donné pour 1000HP/746kW passe en version 606A à 1200HP/895kW voire 1350HP/1007kW et le 608SC donné pour 1500HP/1118kW passe à 1600HP/1193kW. La dernière locomotive équipée d'un moteur de la série 600 sortira des ateliers d'Eddystone en 1960 et le dernier moteur sera produit en 1964. En effet, la série ayant acquis une très bonne réputation d'économie et de fiabilité, elle sera employée à poste fixe pour production d'électricité mais aussi dans la marine militaire, d'autant que le procédé de combustion s'est avéré adapté à l'utilisation du Bunker C, cette huile lourde, notamment utilisée dans les locomotives GE à turbine à gaz jusqu'à la fin des années 60. Mais même avec la fin de la production sur le sol américain, ce moteur n'allait pas disparaître pour autant: la firme belge Cockerill-Ougree-Providence à Seraing qui voulait entrer dans les années 50 sur le marché des locomotives (mais en Europe évidemment) s'est mis en quête d'un design adapté et... signera un contrat de production sous licence avec BLH, nouvelle dénomination de la maison (Baldwin Lima Hamilton), les Baldwin Locomotive Works s'étant justement alliés à Lima-Hamilton en 1951 pour survivre à la concurrence. Cockerill ne continuera pas seulement le développement de la série 600 mais également cell d'un moteur, d'origine Hamilton celui-ci, le T69SA et elle alliera le meilleur des deux dessins, amenant au moteur xTR240CO, x étant le nombre de cylindres. La version 16 cylindres permettra de développer 4000HP faisant de celle-ci la plus puissante des moteurs proposés. En parallèle Cockerill produira sous licence du matériel électrique Westinghouse de sorte que ses machines seront l'exacte copie de ce qui se faisait de l'autre côté de l'Atlantique du temps où les BLW et Westinghouse produisait leurs locomotives ensemble. On notera que les bien-connues classes belges 59 et 60 sont ainsi équipées.
Schéma électrique de principe:
La génératrice principale est à excitation séparée. Cet enroulement d'excitation est alimenté par une excitatrice EX dont l'excitation est obtenue au moyen d'un enroulement shunt (positif), d'un enroulement parcouru par le courant produit par la GP (négatif) et d'un enroulement parcouru par du courant produit par la génératrice auxiliaire. Ce courant pouvait être limité par un dispositif nommé Carbonstat, qui permettait d'empêcher un calage du moteur du fait d'un couple demandé par la GP trop élevé. Une modification initiée par la SNCF a été de permettre au conducteur de moduler lui-même ce courant à l'aide de résistances afin de varier le courant produit par la génératrice et donc l'effort de traction (à vitesse du moteur Diesel maintenue constante). Ce schéma est proche de celui des 63500 par exemple, car dans les deux cas, l'excitatrice est équipée de trois enroulements d'excitation: l'un rend cette excitation proportionelle à la tension que l'excitatrice produit (shunt) le 2nd diminue cette excitation d'un montant proportionnel au courant de traction (série différentielle anti-compound) tandis que le troisième, alimenté par la GA, peut à la fois être varié par le conducteur mais aussi par tout autre système automatique permettant ainsi un ajustage fin de la caractéristique de la GP aux possibilités du Diesel. Egalement dans les deux cas, ce circuit est équipé d'un système automatique permettant la limitation de l'excitation si le Diesel venait à être surchargé. C'est en tous les cas un principe bien plus fin que celui équipant les 030DA/C61000, 040DG/BB66000, 060DA/CC65500 ou 060DB/CC65000 dans lesquels il n'y a pas d'excitatrice du tout, la GP s'autoexcitant par excitation shunt et série différentielle et l'ajustage devant se faire par l'excitation séparée au moyen de circuits dédiés alimentés par la GA. Le frein, du type N° 14-EL, a été développé par Westinghouse sur la base du frein N°6-ET utilisé couramment sur les locomotives à vapeur américaines. Il a seulement été adapté aux locomotives diesel-électrique et est plus léger dans sa conception. Il se retrouve sur nombre de productions que ce soit GE, Alco ou GM. Il est constitué d'une forme de triple-valve mais son fonctionnement est un peu différent de celui des systèmes européens. Le châssis principal ainsi que celui des boggies est en acier moulé pesant 23t. Les bogies, utilisés orginellement sur des machines à vapeur ou sur leurs tenders, sont équipés de 3 essieux et sont équipés de 2 moteurs Westinghouse 362 suspendus par le nez. La démultiplication se fait par engrenage droit (rapport 68/14). La suspension primaire est à ressort à lame combinée à des ressorts à hélices, des balanciers et un dispositif original d'appui indirect avec rappel par gravité entre châssis de boggie et châssis de la locomotive, pas particulièrement connu pour être tendre avec la voie. Concernant le service, les 62000 ont constitué la première expérience de diésélisation à grande échelle en France, par nécessité beaucoup plus que par choix, car non seulement l'appareil de production francais avait été éprouvé par la guerre mais celui-ci n'avait de toute facon pas su développer de moteur diesel à grande ou moyenne puissance, et ce dès l'avant-guerre. En effet, les toutes petites séries du PLM empruntaient systématiquement leur moteur à l'industrie étrangère notamment suisse (Sulzer) et allemande (MAN) et l'on prétendait (de facon assez éhontée d'ailleurs) que les moteurs étaient de frabrication francaise alors qu'ils avaient seulement été construits sous licence. L'agressivité pour la voie du bogie a, semble-t-il, impliqué une limitation de vitesse maximale à 80km/h (au lieu des 96 d'origine) mais aussi leur cantonnement plus tard aux services de manoeuvre, notamment dans les régions minières du Nord et de la Lorraine. On ne renie pas ses origines! La Pennsylavnie est en effet l'équivalent américain de cette dernière ou de la Ruhr d'outre-rhin. Ceci dit, on peut éventuellement plutôt penser que ce sont les caractéristiques de traction (fort effort à basse vitesse, endurance mais très peu de puissance) qui ont limité leurs services. C'est ainsi qu'elles ont été vite utilisées sur les triages où leur habilité à maintenir un effort de démarrage facilement modulable à basse vitesse les a largement favorisées. L'équipement électrique Westinghouse était par ailleurs très largement dimensionné (la chaîne de traction de notre engin de 660HP a également été utilisé sur des machines de 1000HP....) ce qui fait qu'elles tenaient les grands efforts de traction à basse vitesse sur des périodes prolongées sans trop de problèmes. Devenir au CFTR:
Le 62029 (numéro constructeur 72926 et non 73201 comme le montre l'illustration plus haut et qui est le numéro du 62086) a été acheté au dépôt de Lens en 1983 par un membre fondateur et très rapidement remis en état (en fait, il avait été révisé avant son amortissement, seule la carrosserie nécessitait beaucoup de travail). Utilisée régulièrement pour tracter le train en gare et faire la manoeuvre à Sans-Soucis, la machine sort HLP en ligne pour la plus grande joie 1/ du webmaster qui la conduit 2/ des amateurs qui peuvent ainsi la photographier à loisir, 3/ de l'industrie pétrolière qui voit son chiffre d'affaire augmenter. (Petite blague à part, car en fait, il n'est pas si gourmand: on en est à quelque chose comme 1,5l au kilomètre.) Des travaux particulièrement lourds ont du être effectués en 2014 du fait d'un roulement de moteur de traction qui a fini par rendre l'âme après 70 ans de bons et loyaux services. Mais à l'instar de la cathédrale de Strasbourg, les travaux à effectuer sont réguliers: une telle machine est en perpétuelle restauration! C'est pourquoi et à la faveur de la pause imposée par la crise du Covid en 2021, des travaux de reprise à la fois des composants électriques, pneumatiques (compresseur et réservoir), du moteur Diesel (étanchéification multiple) et de la carrosserie ont été entamés et ne sont pas encore achevés en 2023. Documents iconographiques (CFTR):
Moteur
de traction cassé? Pas de problème, on sait
faire! (Photo
Sébastien Kieffer)
Bibliographie et liens extérieurs:
Compléments
d'information technique:
A venir: l'histoire de la livraison de ces machines en France dans le cadre du programme américain lend-lease. e |
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