Locomotive Pacific S16

‌‌Photo d’illustration : Revue générale des chemins de fer Mai 1935 site Gallica.bnf.fr/BnF 

Source : Revue générale des chemins de fer Mai 1935 site Gallica.bnf.fr/BnF

Locomotive Pacific S16

Au début des années 30, l’Office Central d’Etudes du Matériel étudiait, pour le compte du réseau d’Alsace et de Lorraine, une nouvelle machine de type Pacific destinée à remorquer des trains rapides et des express de fort tonnage sur des rampes  jusqu’à 13mm/mètre que l’on pouvait rencontrer sur certaines lignes du réseau AL. Dans ce programme, l’accent était mis sur l’économie aussi bien en entretien qu’en consommation tout en maintenant une puissance élevée qui devait être supérieure à celle des Pacific dont le réseau était déjà doté.

Une fois l’étude terminée, la construction de deux prototypes (1401 et 1402) était confiée à la SACM, Société Alsacienne de Constructions Mécaniques.

Les principales caractéristiques, retenues dans le cadre des spécifications initiales, prévoyaient : une locomotive à simple expansion à deux cylindres extérieurs (pas d’essieu coudé) dotée d’une chaudière timbrée à 20kg et ayant un poids adhérent de 60 tonnes. La distribution retenue faisait appel à des soupapes à cames rotatives.

Caractéristiques générales.

Le schéma avec les principales cotes est repris ci-dessous.

Les caractéristiques techniques sont reprises dans les tableaux suivants.

Description générale.

La chaudière, comme indiqué en introduction, était timbrée à 20Hpz.

Le foyer avait une surface de chauffe de 18,7m². Il était en cuivre ainsi que la plaque tubulaire. La grille oscillante développait une surface importante de 4,5m² pour une largeur de 2 mètres. L’ouverture de la porte du foyer était à commande pneumatique. Le chauffeur actionnait une pédale lorsqu’il lançait sa pelle ce qui limitait le temps d’ouverture à son strict minimum. Une mesure de sécurité, destinée à éviter un retour de flammes, coupait la commande pneumatique lorsque le régulateur était fermé.

La surface de chauffe du système tubulaire mesurait 205 m². Le surchauffeur, à chambres séparées, était du type Schmidt avec 30 éléments. La température visée était d’environ 380°.

L’alimentation était assurée par un injecteur Thermix et par une pompe ACFI avec réchauffeur d’eau type RM (vapeur prélevée à l’échappement pour le réchauffage de l’eau dans les corps de réchauffage).

L’échappement double était du type Kylchap.

Le châssis se devait d’être particulièrement rigide compte tenue des deux seuls cylindres délivrant la puissance. Il était constitué de deux  longerons en barres laminées de 130mm d’épaisseur et par des entretoises verticales et horizontales pour contribuer à la rigidification.  Les longerons étaient reliés à l’arrière par un berceau en acier moulé et à l’avant par un caisson et le bloc des cylindres.

Le bogie directeur disposait d’un jeu latéral de 90mm avec rappel. Les roues avaient un diamètre de 0,82 mètre.

Les essieux moteurs avaient des roues de 1,80 mètre. Seuls les boudins du 4^ième essieu étaient amincis de 11mm.

L’essieu porteur arrière avait un jeu latéral de 55 mm avec rappel. Les roues mesuraient 1,1 mètre de diamètre.

Les cylindres, en acier moulé, avaient un diamètre de 575 sur la S16 1401 et de 540 sur la 1402, ceci en vue de tester, lors de essais, le meilleur compromis. La course des pistions développait 720mm soit un volume du cylindre de 187 litres.

La distribution faisait appel à des soupapes avec cames rotatives du type Caprotti. Il s’agissait de transposer le mécanisme qui avait fait ses preuves lors d’essais menés en 1931 sur une locomotive de type 230.

Signalons aussi deux niveaux d’eau de type Boizard, des sablières à air comprimé et un indicateur de vitesse Flaman.

Essais

Une première série de marches d’essais avec appareils de mesure a été menée entre Strasbourg et Mulhouse d’avril à juin 1934. Outre le wagon dynamomètre, la 1402 remorquait deux locomotives 230. Il s’agissait, pour commencer, d’essais avec une puissance de vaporisation moyenne (60kg/m² et par heure).

Les mesures relevées ont été les suivantes

- la pression de 20kg/cm² (+ou- 0,5kgcm²) a bien été mesurée (19,6kg en moyenne sur la totalité des essais).

- la température de la vapeur issue de surchauffeur a varié dans une amplitude de 370 à 382°

- l’eau du tender, qui avait une température initiale de à  14 à 16°, a été portée jusqu’à 102° par le réchauffeur ACFI.

- le rendement de la chaudière, mesuré par le rapport |calories produites dans la chaudière / calories produites sur la grille|, s’établissait à 66,1%. Le reste (100-66,1) correspondait aux pertes par les gaz de combustion, par les cendres et fraisils et par d’autres pertes plus marginales (projections d’escarbilles etc.)

La puissance indiquée aux différentes vitesses et l’effort de traction correspondant sont repris dans le graphique suivant.

Les points repérés X sur la courbe de l’effort de traction correspondent aux vitesses de 60,75, 90, 100 et 110 km/h avec les crans d’admission correspondants à 20, 16, 14, 13 et 12%.

La puissance maximum indiquée est de 2250ch vers 90km/h avec une large plage à 2200ch entre 80 et 110 km/h.

L’effort de traction varie de 9200kg à 60km/h  à 5400kg à 110km/h.

Le même tableau mais avec la puissance et l’effort de traction mesurés au crochet.

On relève une puissance maximum à 75km/h qui correspond à 1860ch. Elle décroit logiquement en fonction de la vitesse pour atteindre 1500 ch à 110km/h.

La puissance absorbée pour assurer la remorque de la locomotive et du tender passe de 235ch à 60km/h pour monter à 580 ch à100km/h et atteindre 710ch à 110km/h (2210ch en puissance indiquée et 1500ch au crochet).

L’effort de traction mesuré au crochet varie de 8200kg à 60km/h à 3600kg à 110km/H

En termes de consommation, les résultats suivants étaient obtenus :

- pour l’eau, la consommation était comprise entre 6,2 et 7,6kg selon la vitesse par cheval au crochet et par heure soit entre 11 et 12m³ à l’heure.

- pour le charbon, la consommation variait entre 0,93 et 1,16kg par cheval au crochet et par heure soit environ 1750kg/h.

Pour la deuxième série d’essais il était fait appel à une plus grande puissance de vaporisation ce qui influait sensiblement sur les résultats.

Voici ceux obtenus à 100km/h.

Les conclusions tirées de ces essais faisaient ressortir, comme bien souvent, des résultats très satisfaisants. Les ingénieurs n’hésitaient pas à dire que cette machine, à simple expansion et à deux cylindres, était au moins aussi économique, en termes de consommation, qu’une  très bonne compound et qu’elle pouvait développer une puissance au crochet équivalente à une Mountain.

On peut donc s’étonner que ces deux machines n’aient pas eu de descendance.

La SNCF les renumérotera 231D1 et D2.