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113) La BB 9004 … tient ses promesses (cet article est tiré de nos archives, il date d’il y a 66 ans)
La SNCF poursuit actuellement une expérimentation ( trains d’essais et du service commercial) sur les prototypes BB à grande vitesse 9001 et 9002 de conception suisse, construits par les sociétés Brown-Boveri pour la partie électrique, et SLM Winterthur pour la partie mécanique, 9003 et 9004 de conception française, construits par la société Le Matériel de Traction Electrique (Schneider-JeumontS. W) mais avec deux variantes pour les moteurs : la 9003 étant équipée de moteurs suisses Cerlikon, la 9004, que nous suivons aujourd’hui, de moteurs français SW.
A cette occasion, nous pouvons rappeler que, malgré les excellents résultats des locomotives à grande vitesse type 2DT’9100, pesant l 40t, puis CC 7100 pesant 107t, la D.E.T.E. a été amenée à demander aux constructeurs des engins mo-teurs à grande vitesse encore légers, donc plus économiques, du type BB d’un poids de 80t. Ces locomotives devaient pouvoir circuler normalement aussi bien que les 2D2 ou CC à 140 km/h avec la possibilité d’atteindre 160 km/h comme vitesse moyenne aux essais et de remorquer les trains les plus lourds du service commercial. Nous pouvons remarquer que cette troisième formule dans l’ordre chronologique du progrès, à travail égal, n’a donné lieu jusqu’à présent à aucun ennui. Pour mettre l’accent sur le sens de cette évolution, il nous paraît intéressant, par exemple, de faire une comparaison sur l’encombrement de la caisse elle-même, avec tout l’appareillage, puis les CC dont la caisse est encore fort encombrée, enfin les BB de cette série dont les quatre moteurs prennent place sur les bogies et où la caisse semble presque vide. Sur la BB 9004, on est vraiment très à l’aise, la visite est grande ment facilitée du fait des largeurs d’accès et du groupement des appareils. Les groupes auxiliaires tournants, compresseurs et ventilateurs, bénéficient de ces avantages. En ce qui concerne la caisse, nous pouvons rappeler également que cette locomotive demande un débit d’air important : 10m3/s environ en permanence pour les moteurs et autant pour le rhéostat, pendant la durée d’un démarrage à pleine puissance. Cette importante ventilation forcée est une conséquence du progrès : à puissance égale, il faut évacuer davantage de calories d’un volume d’appareillage des plus réduits. Dès la sortie des usines SFAC, au Creusot, la 9004, dernière-née de cette série de prototypes, s’est donc attelée à la besogne avec beaucoup de « cran ». L’objet des marches des 17 et 18 juin derniers étant le relevé des caractéristiques d’échauffement des moteurs (2 x 315 km) avec une rame de 23 voitures, soit 973 tonnes, l’horaire étant sensiblement celui du « Mistral ».
Pendant la marche, les appareils de mesure du pupitre indiquent que la puissance prise au pantographe dépasse 4 500 kW. © IRLANDE / LVDR
La voiture d’enregistrement attelée derrière la locomotive relevait directement, sur la table Amsler : kilomètres parcourus, temps, vitesse, effort à la jante, puissance au crochet ; sur appareils enregistreurs : U (tension aux bornes des moteurs), I (intensité traversant les moteurs), distance parcourue, temps ; sur appareils de mesure : U et I pour moteurs 1 et 4 servant aux relevés. Au cours des essais du 17 juin, ces relevés ont donné comme maxima d’échauffement de l’induit du moteur 1 : 116° au- dessus de l’ambiante à l’arrivée au sommet de la Blaisy- Bas. Le maximum de puissance obtenue au crochet fut de 4 600 ch au démarrage, le maximum d’effort au crochet de 38 t. les résultats obtenus le 18 juin sont sensiblement identiques aux précédents. A l’arrivée à Blaisy, l’induit du moteur 4 accusait un échauffement de 109° .
Rappelons que les spécifications prescrivent un échauffement maximum de l’induit de 120°. Pour compléter objectivement ce voyage autour d’un « induit » et dans le but d’apporter un élément pouvant servir à la formation professionnelle des agents tractionnaires, nous donnons ci-après de larges extraits d’une présentation du moteur de traction SW type 4326, publiée dans la Revue générale des chemins de fer sous la signature de M. Rossignol, directeur du département Traction de la Société le Matériel Electrique SW, qui assistait à ces essais entouré de ses proches collaborateurs et en présence d’ingénieurs de la D.E.T.E.
Dans la voiture d’enregistrement, examen des premiers résultats entre constructeurs et représentant de la Division des études de traction électrique (D.E.T.E). © IRLANDE / LVDR
Nous avons eu également l’occasion de consulter la bande d’enregistrement du train 52 qui, le 9 juillet dernier, a été assuré brillamment par cette même BB 9004. Remorquant 19 voitures représentant 827 t, cette machine fit, en service commercial, une marche remarquable à 128 km/h de moyenne, regagnant 55 minutes de retard entre Lyon et Paris. A la lumière des résultats obtenus – venant s’ajouter aux essais semblables sur les trois autres locomotives de ce type, 9001, 9002, 9003, essais qui donnèrent des résultats extrêmement satisfaisants – nous pouvons avancer que, dans tous leurs éléments : bogies, caisses, appareillages, moteurs, ces quatre nouveaux prototypes ont mis à profit les ressources les plus modernes de la technique. Ils marquent à coup sûr une évolution très nette par rapport aux réalisations précédentes. Les performances de traction dépassent le programme d’origine. Avec sa puissance confirmée de 4 000 ch sous la tension de 1 500 V, sa grande souplesse de réglage, les dispositions prises pour assurer au mieux l’utilisation de ses 80 t de poids adhérem, la locomotive couvre pratiquement le programme des 2D2 9100 et CC 7100. Ces engins racés, qui prennent pour le plaisir des yeux des allures de demoiselles du meilleur monde, tiennent leurs promesses. Ils se présentent comme des machines capables d’assurer aussi bien le service voyageurs des grandes lignes électrifiées, même dans les horaires les plus rapides, que la remorque des trains de marchandises. On notera enfin, à titre d’anticipation, que les futures locomotives qui pourraient être du type BB à courant monophasé 25 000 V-50 Hz des liaisons Paris – Lille et Paris – Strasbourg, tout comme celles actuelles de Valenciennes- Thionville, procèderont probablement en grande partie des éléments mécaniques que les nouvelles BB rapides du courant continu 1 500V.
Les moteurs de traction
Bogie monomoteur type « Jacquemin ». © F. FONTAINE / LVDR
Le problème de traction posé par la SNCF – remorque d’un train de voyageurs de 750t en palier, à la vitesse de 140 km/h et à 90 km/h en rampe de 80/00 et essais de circulation à 160 km/h – conduisait à prévoir, pour les quatre moteurs équipant la machine, une puissance totale à la jante comprise entre 3 700 et 3 800 ch, soit 925 à 950 ch sous une alimentation de 1 350/1 500 volts à la caténaire. D’autre part, la recherche des meilleures dispositions contre le patinage commandant d’employer aux vitesses d’utilisation le couplage parallèle, entraînant l’usage de moteurs alimentés sous la pleine tension.
Cet ensemble de conditions a conduit à un moteur à carcasse fortement désaturé, à 4 pôles principaux et 4 pôles auxiliaires seulement et sans enroulement de compensation, moteur activement ventilé par un ventilateur capable d’un débit d’air de 2,65m3/s. Chaque moteur en ordre de marche pèse 4,510 tonnes.
Caractéristiques de construction
La conception de ce moteur s’éloigne de l’allure générale du moteur classique suspendu par le nez. Etant entièrement suspendue dans le bogie, la carcasse, de forme octogonale, repose du côté pignon sur une des faces du carter de réduction d’engrenages, lequel fait partie intégrante du châssis, en s’emboîtant circulairement dans un logement spécial par une collerette cylindrique faisant partie du palier. La fixation sur le carter est assurée par deux points à la partie supérieure et trois autres points placés triangulairement autour de la collerette.
L’adduction d’air est effectuée à la partie supérieure par un large orifice côté collecteur. L’évacuation côté opposé est assurée par des orifices grillagés.
La carcasse en acier moulé d’épaisseur 82 mm dans sa partie active assurant une caractéristique peu saturée est, dans ses éléments inactifs au point de vue magnétique, allégée au maximum, sans nuire à la rigidité. Parmi les autres caractéristiques particulières des inducteurs concourant aux qualités de ces moteurs, signalons les pôles principaux et les pôles auxiliaires entièrement réalisés en tôles magnétiques silicatées et prévus avec épanouissements polaires de formes prédéterminées en vue d’obtenir les meilleures conditions de communication et de stabilité de fonctionnement dans une très large marge d’intensités au shuntage le plus élevé (champ inducteur principal réduit à 30 % de sa valeur).
Les bobines principales et les bobines auxiliaires ont un capotage extérieur, tresse de verre. Les bobines auxiliaires, partiellement dénudées sur les spires médianes, possèdent de ce fait une capacité de refroidissement permettant d’en réduire le dimensionnement, le léchage de l’air étant très effectif.
Côté induit, signalons l’utilisation de tôles d’acier à faibles pertes et silicatées – largement aérées dans le noyau – et la réalisation du bobinage d’induit avec encoches à gradins assurant la meilleure utilisation magnétique du fer d’induit, suivant les principes déjà utilisés par SW Les sections d’induit sont composées de barres de cuivre de sections différentes au plan supérieur et au plan inférieur, réunies par brasure dans le noeud arrière et matricées aux profils convenables à l’avant pour assurer une mise au collecteur aisée. Ces dispositions permettent, sans complexité de division et d’empilage, la réduction des pertes supplémentaires et la meilleure utilisation d’encoche. L’isolation des sections est assurée entièrement en classe B, mica et vétrotex, sans épaisseurs surabondantes, afin d’assurer un refroidissement rationnel tout en obtenant un coefficient de sécurité de l’ordre de 8 à 10. Les encoches sont closes par cales spéciales en tissu fin d’amiante bakélisé, à grande résistance à la flexion. Le collecteur subit en cours de fabrication des « vieillissements prolongés » avec vérifications successives au comparateur oscillographique, dénotant les moindres excentricités. A signaler le montage maintenant classique de l’induit sur paliers à rouleaux. La visite des quatre lignes de porte-balais est facilitée par rotation d’une couronne portant les porte-balais et les amenant en regard d’une trappe de visite aisément accessible. Signalons enfin le montage du pignon sur le bout d’arbre à chaud sans clavette, avec possibilité de démontage au moyen du dispositif SKF, par injection d’huile sous haute pression dans des cannelures convenablement disposées. Sans présenter de dispositions aussi nouvelles que celles mises en oeuvre dans la construction des bogies de ces locomotives à grande vitesse, le moteur SW 4326, avec ses caractéristiques électriques et constructives, constitue un matériel répondant largement aux exigences incluses dans le programme posé par les services de la SNCF.
Cet article est tiré du n°459 paru le 22 août 1954 dans La Vie du Rail dont voici la couverture :
