Locomotives 220 des chemin de fer de l'Etat série 2751 à 54

Image d’illustration SARDO - Centre National des Archives Historiques (CNAH) du Groupe SNCF ; https://openarchives.sncf.com/ » cote tr_sardo_225

Sources : RGCF et T Mars 1900 site Gallica.bnf.fr/BnF , RGCF et T Avril 1900 site Gallica.bnf.fr/BnF, RGCF et T avril 1904 site Gallica.bnf.fr/BnF , RGCF et T février 1906 site Gallica.bnf.fr/BnF  Loco Revue 36H Mars 2012

Locomotives 220 série 2750 des Chemins de fer de l’Etat

Cette belle machine, haut perchée sur ses roues de plus de 2 mètres de diamètre, avait été commandée  par les chemins de fer de l’Etat en vue de tracter les trains rapides et Express de fort tonnage. Livrée en 1898 avec 3 autres machines identiques, ce type 220 numéroté dans la série 2751 à 54 avait une allure originale de par ses équipements aérodynamiques à l’avant mais aussi au niveau de l’abri de la locomotive. Ces engins avaient été livrés avec 6 autres machines du même type (n°2701 à 06) mais à moteur compound alors que celle que nous allons voir aujourd’hui ne disposait que de la simple expansion. Voici une de ces machines compound, la 2706.

La fabrication des 220 de la série 2751 à 54 avait été lancée au Creusot par les Etablissements Schneider en 1897. Elles dérivaient des locomotives à voyageurs du type ordinaire déjà exploitées sur le réseau de l’Etat mais avec des améliorations dont je vais vous parler.

Description générale

Pour une longueur de 10,3 mètres, les locomotives de cette série avaient un poids à vide de 46 tonnes et un poids total de 50,7 tonnes. Les deux essieux moteurs accouplés avaient une charge unitaire de 14,9 tonnes ce qui donnait un poids adhérent de 29,8 tonnes. La masse suspendue s’élevait, quant à elle, à 40 tonnes. La puissance développée variait de 800 chevaux en moyenne à 1000 chevaux temporairement réalisables.

Le tender avait une contenance de 20 m³ d’eau et 8 tonnes de charbon.

On ne peut commencer sa description sans parler des formes aérodynamiques que ses constructeurs avaient voulues lui donner et qui étaient assez marquées pour l’époque.

Comme vous pouvez le voir sur la vue ci-dessous ou sur la première photo, le tablier se raccordait par un plan incliné à la traverse. Celle-ci était réduite au minimum et présentait une forme arrondie.

La boîte à fumée bénéficiait d’un carénage en tôle de forme conique. Cet appendice aérodynamique pouvait s’ouvrir en deux pour dégager l’accès à la boîte à fumée.

La cabine avait aussi un avant profilé. Des parois obliques prolongeaient la cabine en lui donnant une forme de proue.

D’après Loco-revue 36 H le surnom donnait par le personnel aurait été « nez de cochon ». Il s’agirait donc d’une première utilisation de ce surnom avant certaines  2D2 qui en ont aussi été affublées.

Bien qu’elles soient assimilées à la famille des mammifères ongulés, l’étude avait montré que ces aménagements aérodynamiques  représentaient 3% de l’effort de traction d’un train moyen ce qui compensait largement la moquerie dont elles faisaient l’objet.  Railleries que je ne partage pas car je trouve que cela lui donne un style plutôt agréable à regarder.

Chaudière

Le foyer, du type Belpaire, était placé entre les deux essieux accouplés. La grille, d’une longueur de plus de 2 mètres,  avait une surface de 2,01m². Le corps de la chaudière  comprenait 111 tubes « Serve » à ailettes. La surface de chauffe totale dépassait 158 m².  Le timbre de la chaudière avait été porté à 14 kg.

Mécanisme

Le mécanisme de distribution relevait du système Walschaerts et on devait à Théophile Ricour, son inventeur, les tiroirs cylindriques qui constituaient une particularité de ces machines.

L’expérience de 20 ans qu’avaient les chemins de fer de l’Etat sur les tiroirs cylindriques par rapport aux tiroirs plans, les amenaient à conclure sur la suprématie de la technologie Ricour en faisant ressortir les avantages suivants :

- Une augmentation de l’effort de traction au démarrage d’environ 10% à conditions identiques par rapport aux autres machines  à tiroirs à coquille.  De plus, cet effort pouvait être maintenu plus longtemps dans la phase d’accélération du train. Outre l’avantage qu’il procurait au démarrage, des constations identiques d’augmentation de la puissance avait été constatée sur les fortes rampes lors de la traction des trains lourds.

- Une économie de consommation que l’Etat avait estimée entre 2 et 3%.

- Une baisse des dépenses d’entretien consécutive à une usure quasiment nulle des tiroirs cylindriques et de leurs mécanismes de commande. L’auteur du texte citait l’exemple de segments qui avaient près de vingt ans d’âge et plus de 500 000 kilomètres. L’économie annuelle par machines était estimée ente 200 et 300 francs soit plusieurs dizaines de milliers d’euros d'auourd'hui.

- enfin, il était noté une plus grande facilité dans la conduite notamment du fait que la manœuvre des mécanismes exigeait des efforts moins grands.

Terminons par les cylindres au nombre de deux dont le diamètre différait selon les numéros de série. Les deux premières étaient équipées de cylindres dont le diamètre mesurait 0,44 mètre. Les deux dernières disposaient de cylindres légèrement plus grands : 0,46 mètre. La course avait une longueur commune aux quatre engins : 0,65 mètre.

Roues/essieux/bogies

Les roues des essieux accouplés mesuraient 2,03 mètres de diamètre. Le boudin de l’essieu moteur (le 3^ième)  était légèrement aminci.

Le bogie avant à deux essieux avait des roues de 0,96 mètres à fusées intérieures. Il était à déplacement latéral.

Performances comparatives

Comme indiqué en introduction, l’Etat avait mis en service deux types de machines pour la traction des trains Express et Rapides. La série 2751 à 54 à simple expansion et la série 2701 à 06 en mode compound.

Des très nombreux tests avaient ensuite été réalisés pour voir dans quelles conditions l’une ou l’autre de ces catégories prenait l’avantage. Je vais me borner à donner les seules conclusions car le détail des essais fait une trentaine de pages que vous pouvez consulter sur la revue générale des chemins de fer et tramways d’avril 1900 consultable sur le site Gallica ou Retronews.

Les caractéristiques générales des deux séries ayant fait l’objet de tests comparatifs étaient les suivantes :

- série des 2750 à simple expansion avec deux cylindres de 0,44 et une course de 0,65, des tiroirs cylindriques, un timbre à kilos et des roues de  2,03mètres.

- série des 2700 de type compound à quatre cylindres de 0,34m et de 0,52m avec une course de 0,65 m disposant de tiroirs plans et d’un timbre à 15 kilos. Les roues mesuraient 2,13 mètres de diamètre.

Ajoutons que les deux séries avaient à peu près le même poids adhérent et des chaudières de puissance identique.

Conclusions des essais

Si la machine à simple expansion était capable de développer un effort au moins égal à la machine compound à toutes les vitesses, aux grandes vitesses pour la traction des trains rapides, la série 2750 à simple expansion développait un effort plus grand et cette différence s’accroissait au fur et à mesure de l’augmentation de la vitesse. Au dessus de 100km/h, la compound trouvait ses limites en ne remorquant que des charges très réduites même en palier. Par opposition, la série 2750 se montrait beaucoup plus à l’aise en remorquant jusqu’à 120km/h des trains relativement lourds.

Concernant la dépense de  vapeur pour la production d’un effort identique,  celle-ci était à peu près la même pour les conditions de vitesse des trains express. La simple expansion prenant l’avantage aux grandes vitesses alors que la compound prenait l’ascendant sur les fortes rampes pour les tonnages élevés.

La dépense d’eau par cheval est là encore à peu près identique pour les deux séries (9,5 litres) mais aux grandes vitesses la simple expansion reprenait l’avantage.

Sur le plan économique et pratique, les observations étaient les suivantes :

- avantage à la simple expansion pour la facilité de conduite. Il n’était pas à craindre qu’une équipe moins expérimentée ne dégraderait l’utilisation économique par des mauvais réglages.

- avantage encore à la simple expansion pour les dépenses de graissage mais aussi pour l’entretien courant ou celui qui nécessitait des levages. De plus, dans le cas de la simple expansion, il n’y avait pas la dépense du remplacement de l’essieu coudé.

En résumé, on pouvait dire que, pour les trains express, les deux machines étaient équivalentes mais la simple expansion conservait l’avantage économique. Pour les trains rapides, les locomotives de la série 2750 l’emportaient tant sur le plan de la performance pure que de l’économie.

Enfin, sur les fortes rampes et avec une charge élevée, la double expansion était à son avantage. Mais il était précisé que cet avantage changerait de camp si des roues plus appropriées à la nature de ce service bien particulier devaient être adaptées aux deux types de machines.

Dans ces conditions, on peut se poser la question du pourquoi de la transformation de la 2754 en double expansion réalisée en 1904 par les ateliers de Saintes.

Les machines de cette série sont restées actives jusqu’en 1926.

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