Locomotive 241 C1

Image d’illustration Bulletin PLM septembre 1933 site Gallica.bnf.fr/BnF

Sources : Revue générale des chemins de fer septembre 1932  site Gallica.bnf.fr/BnF, Bulletin PLM septembre 1933 site Gallica.bnf.fr/BnF , Loco Revue 36 H mars 2012.

La 241 C 1

Habituée aux Pacific pour la traction des trains Express lourds, la compagnie du PLM était amenée à tester, en 1921,une Mikado pour observer le comportement des 4 essieux accouplés dans des conditions de circulation avec profils difficiles et à grande vitesse. Les enseignements tirés de cette utilisation des Mikados avaient conduit le PLM à retenir une déclinaison de ce type locomotive mais en configuration Mountain (2.4.1) ce qui donna naissance à l’importante série des 241 A dès février 1925.

Dotées de roues de 179 cm, les 241 A ne pouvaient soutenir, sur de longues étapes, les vitesses que les Pacific, avec leurs roues de 2 mètres, réalisaient sur les lignes à profil facile. Le PLM décida d’étudier  une locomotive qui aurait la puissance des 241 A et la vitesse de ses Pacific.

Le prototype 241 C1, construit par les Etablissements Schneider sur les directives du PLM, voyait le jour au début de l’année 1931

Caractéristiques générales de la 241 C1

Le diagramme ci-après, complété par le tableau détaillé qui suit, donne toutes les informations sur les caractéristiques de cet engin.

En complément  de ces informations très  détaillées, on peut ajouter que :

- le système de frein à air comprimé automatique et modérable était du type Westinghouse.

- tous les essieux, à l’exception du bissel, avaient un poids frein égal à 66% du poids sur rails.

- le cylindre HP agissait sur le troisième essieu couplé et non sur le second comme sur les 241A. Le cylindre BP, quant à lui, actionnait le second essieu et non plus le premier.

-la machine était dotée d'un dispositif pour le chauffage à la vapeur de la rame remorquée

Essais effectués

Les essais ont débuté en octobre et Novembre 1931 avec la locomotive dans l’état de livraison telle qu’elle apparaît dans la vue ci-dessous.

Pour effectuer les essais, la pression de la chaudière avait été timbrée à 21 kg/cm² pour une pression effective comprise entre 20 et 20,5kg/ cm². La température de la vapeur surchauffée, à la sortie du collecteur, était comprise entre 340 et 370°.

Les résultats obtenus ont montré que la machine pouvait maintenir une vitesse de 123,6km/h sur une distance de 100 km en développant une puissance indiquée de 3126 ch pour 1841 chevaux au crochet de traction avec une admission de 45% aux cylindres HP. La puissance maximum étant réalisée à 100 km/h avec 3218 ch et une admission de 50%.

Voici le tableau des puissances indiquées avec les différentes admissions testées.

Le même tableau des puissances mais au crochet de traction du tender en palier.

L’écart entre la puissance indiquée et la puissance au crochet de traction du tender correspond à la puissance absorbée pour mouvoir l’ensemble "locomotive et tender." Elle était d’environ 400 ch à 60 km/h, 600 chevaux à 80km/h, 900 ch à 100km/h et 1300 ch à 120 km/h.

Terminons cette première séance d’essais par les mesures de consommation d’eau et de charbon.

La consommation d’eau par cheval/heure au crochet de traction variait de 6,8 à 12,7 litres en fonction de la vitesse. Celle de charbon entre 0,8kg et 1,5kg.

Deuxième séance d’essais.

Les enseignements tirés lors de la première séance et ceux obtenus sur une locomotive 231 D comportant un nouvel échappement à croisillons mobiles, ont amené les ingénieurs d’essai à effectuer quelques modifications dont le remplacement de l’échappement à trèfle par celui indiqué ci-dessus.

Ce nouvel échappement double avec cheminées alignées avait pour effet de réduire la contrepression tout en augmentant le tirage. Le schéma de ce dispositif avec les nouvelles dimensions est repris ci-après.

En contrepartie de ces avantages, il fallu apposer des tôles latérales pour contrer les rabattements de fumée qui s’avéraient gênants pour l’observation des signaux par le conducteur. Le dispositif aérodynamique Prandlt, installé sur la boîte à fumée, n’ayant plus son effet, il fut déposé. Ceci entraîna, comme nous allons le voir, une dégradation du coefficient de pénétration dans l’air et donc une augmentation d’une centaine de chevaux de la puissance nécessaire pour la traction de la locomotive et de son tender.

La locomotive modifiée est présentée sur cette photo.

En mars 1932, les essais ont repris avec cette nouvelle configuration. Les résultats ont montré que, grâce au nouvel échappement, on obtenait :

- une meilleure vaporisation,

- une température de surchauffe plus élevée (plus de 390° au lieu de 370°),

- un meilleur rendement de la chaudière,

- une consommation d’eau et de charbon à peu près équivalente ;

- une puissance sensiblement accrue à admission équivalente. Par exemple, avec une admission de 50% la nouvelle puissance indiquée s’élevait à 3490 ch à 100km/h contre 3218 ch précédemment et la puissance effective au crochet de traction était mesurée à 2488ch contre 2329ch. Ces résultats sont repris dans le graphique ci-après dans lequel PI correspond à Puissance Indiquée, PE à puissance effective et PI-PE à la puissance nécessaire pou mouvoir la locomotive et le tender. On peut observer, comme indiqué précédemment, que l’effet de la suppression du dispositif Prandlt  a été de près de 100 chevaux, la résistance au roulement passant de 13,5 kilos/tonne à 15,25.

Le dernier essai, auquel la 241 C1 a été soumise, a concerné un train de 636 tonnes entre Laroche et Blaisy soit une distance de 133 kilomètres en rampe continue de 2,4mm allant jusqu'à 8mm/mètre sur les 13 derniers kilomètres. La 241 C1 s’est très bien acquittée de cet ultime test puisqu’elle a assuré le trajet à 102 km/h de vitesse commerciale.

Bien qu’ayant des performances prometteuses, cette machine est restée un exemplaire unique. Renumérotée  5 - 241 C 1 à la création de la SNCF, elle servira de base aux études de la 241 P. En 1950 elle recevra un chargeur automatique de charbon (Stoker).

Elle fut retirée du service en 1961 après 30 ans d’existence.

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