Locomotives 231-H

Image d’illustration : Par Auteur inconnu — Old image, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=26544949

Sources : bulletin PLM mars 1937 site Gallica.bnf.fr/BnF/, Revue générale du chemin de fer avril 1938 site Gallica.bnf.fr/BnF/ Revue Générale des chemins de fer Septembre 1940 site Gallica.bnf.fr/BnF/

Locomotive 231 H

Après les 231-D et les 231-G, la rétrospective des locomotives Pacific du PLM continue aujourd’hui avec la 231 H qui va être décrite un peu plus en détail.

C’est à partir d’une 231-D, la 141, qu’un prototype de 231H a été élaboré tout en conservant la numérotation d’origine 231 H-141. Par la suite ce sont d’anciennes 231-E (anciennes 231 A série 6101- 6171) et B qui ont été transformées sur les principes retenus pour faire évoluer le prototype dont on voit l’image ci-dessous lors de sa présentation à Paris gare de Lyon lors du congrès international du chemin de fer le 8 juin 1937.

Modifications apportées pour la transformation en 231 H (outre les éléments déjà introduits sur la 231 G).

A) Elévation du timbre

En 1929, la 231-D-141, qui allait servir de base au prototype de la 231H, fut dotée des renforcements nécessaires à la chaudière en vue d’élever le timbre à 20kg/cm². Il s’agissait de renforcer le dôme et les armatures des plaques tubulaires et d’augmenter l’épaisseur des viroles.  C’est ce timbrage à 20kg/cm² qui fut retenu pour équiper les 231 H.

B) Nouveau cylindres HP dont le diamètre était réduit de 40mm en conséquence directe de l’augmentation du timbre.

C) Installation d’un économiseur Dabeg à éléments mixtes ayant pour effet  d’élever de 30° la température de l’eau chaude produite par le réchauffeur AFCI. Avant cette modification, l’eau d’alimentation fournie à la chaudière était de 95° (pour 125° après). Ci-après la photo de l’économiseur Dabeg .

D) optimisation de la surchauffe.

L’augmentation nécessaire de la température de la surchauffe de 60° répondait à une double raison :

- toute élévation de la pression du timbre doit non seulement être suivie d’une réduction du diamètre des cylindres HP comme indiquée ci-dessus mais également d’une augmentation de la température de surchauffe d’une valeur donnée par les diagrammes « température-entropie » ou diagramme Ts. Dans un processus thermodynamique, la chaleur peut être ajoutée ou retirée. De 16 bars à 20 bars il faut compter 30° d’écart d’où le besoin d’une élévation correspondante de la température de surchauffe.

- la circulation de l’eau dans les tubes surchauffeurs a pour effet de refroidir les gaz et de faire baisser l’eau de 30°  l’eau.

C’est donc la conjonction de ces deux éléments qui nécessitait d’augmenter de 60° de la température de surchauffe.

Pour y parvenir les modifications suivantes étaient apportées :

- installation d’un collecteur de surchauffe à chambres séparées à la place du collecteur unique (déjà appliqué sur la 231 G https://cheminot-transport.com/2022/03/locomotive-231-g.html )

- remplacement des éléments surchauffeurs Schmidt par des 26 tubes plus grands d’un type 5.P.4 à haut rendement.

Les mesures obtenues pendant les tests avaient montré que la température de la vapeur surchauffée avait pu être portée à 400°.

E) d’autres changements de moindre importance étaient apportés parmi lesquels on peut noter le doublement de débit (de 19 à 37m³) de la pompe ACFI rendu nécessaire par l’augmentation de la puissance de vaporisation.

Caractéristiques Générales

D’une longueur de 14 mètres pour une masse à vide de 96 tonnes et de 105 tonnes en condition de marche, la 231 H avait un poids adhérent de 57 tonnes.

La surface de la grille était de 4,25 m² , celle du foyer était de 15,43m². La surface totale de chauffe s’élevait à 202,53 m², celle de surchauffe étant de 49,5 m².

La distribution, de type Walschaert, comportait des tiroirs cylindriques.

Les cylindres HP avaient un diamètre de 400mm pour une course de 650mm, les cylindres BP avaient un diamètre de 650mm pour une course identique de 650mm.

Le diamètre des essieux moteurs était de 2 mètres, celui des deux premiers de 1 m et celui du 6^ième de 1,36m.

La vitesse maximum était fixée à 130km/h.

Les autres caractéristiques sont reprises sur le diagramme et dans le tableau ci-après.

Essais : performances de la 231 H et comparaison avec ses devancières.

En juillet 1936, quelques années après sa mise en service, le banc d’essais de Vitry accueillait la 231 H-141 pour des essais de puissance et de consommation menés par l’OCEM. Les résultats sont récapitulés dans le tableau ci-après.

La photo ci-dessous a été prise lors des tests sur la voie menés par l’ingénieur d’essai de la compagnie M. Gaubert (à gauche) assisté de M. Poujol (à droite). Des appareils de mesure Maiak avaient été installés pour effectuer des prises de diagramme aux cylindres.

La puissance de cette locomotive dépassait les 3000 chevaux ce qui correspondait à un peu plus de 2400 chevaux au crochet. Dans le tableau qui suit on voit les performances obtenues également à 120km/h. Si vous observez l’écart de puissance entre la puissance indiquée à 100 et celle effective au crochet à la même vitesse vous constatez qu’elle décroit de 596 ch alors qu’elle diminue encore plus à 120 puisque la différence négative est de 823 ch. Cela s’explique facilement par la résistance plus grande à l’avancement et donc des chevaux nécessaires à 100 et à 120 pour mouvoir la seule masse de la machine soit respectivement 596 et 823 chevaux.

Ces valeurs avaient été calculées sur des parcours de 100km. Sur des tronçons plus courts de l’ordre de 20 km et à la vitesse de 100km/h, la puissance obtenue s’élevait à 3321 ch pour une puissance effective au crochet de 2700 ch.

Si l’on compare avec les 231 D et G, à admissions égales, l’écart de puissance s’établissait à +58% à 100km/h et +87% à 120 vis-à-vis de la 231 D et à respectivement +16 et +21% face à la 231 G.

On peut mesurer le chemin parcouru en regardant ce dessin reprenant les différentes séries de Pacific avec les charges remorquées et les consommations de charbon.

Ainsi, sur Paris Marseille, le tonnage des trains de voyageurs lourds était passé de 387 tonnes en 1914 pour une vitesse commerciale de 64km/h à 600 tonnes en 1937 pour une vitesse commerciale moyenne de 69km/h.

Préservation.

Les machines modifiées découlant de la 231H-141 seront produites à 30 exemplaires.

La 231 H 8 est préservée à la cité du train de Mulhouse.