La locomotive Alsthom CC 40100

En mai 1964, la SNCF réceptionna la première locomotive quadricourant CC 40100, commandée à quatre exemplaires le 4 août 1961, à la Société Alsthom.

Locomotive CC 40108 (photo Alsthom, coll. JM)

Faisons plus connaissance de cette locomotive un tant soit peu particulière, avec ces quatre pantographes, un petit monstre de voie !

Cet article fait suite à un premier consacré à la sortie de l’usine Alsthom de Belfort, de la première locomotive de cette série, la CC 40101.

NA : En fin de texte, un lien permet d’accéder à cet article.

Descriptif des CC 40100

Passons en revue quelques éléments notables de cette nouvelle locomotive pour mieux la connaître.

La caisse

Cette locomotive fut construite à partir d’une caisse adaptée aux contraintes liées au nombre d’équipements électriques à embarquer suite aux quatre différentes tensions utilisées pour l’exploitation commerciale européenne, tout en étant "légère". Elle fut conçue dans la continuité des locomotives BB 8100 et CC 7100, en utilisant des aciers faiblement alliés permettant de tenir l’objectif imposé.

La conception extérieure de la cabine est une nouveauté qui prendra l’appellation "nez cassé", elle est due au créateur industriel Paul Arzens (1903-1990), qui esquissa ce profil dès 1960.

Esquisse de l’avant de la locomotive CC 40100 effectuée par Paul Arzens (photo Alsthom, doc. LVR)

NA : En fin de texte, un lien permet d’accéder à l’article consacré aux locomotives CC 7100.  

Ce nouveau design permet de posséder en cabine de larges baies vitrées.

Les faces latérales sont équipées de longues persiennes horizontales, reprenant le concept des CC 7100.

Diagramme de la locomotive

Pour avoir un bon aperçu des différents organes contenus dans cette locomotive, un diagramme est un bon moyen pour les situer dans leur environnement.

Diagramme de la CC 40100 (doc. Alsthom)

Pour permettre une meilleure visualisation, j’ai découpé la locomotive en deux parties

Partie avant

1 Pantographe 25 kV 50 Hz           8 Groupe moteur-alternateur
2 Pantographe 1500 V                   12 Ventilateurs moteurs de traction
5 Disjoncteur monophasé              15 Pupitre de conduite
6 Transformateur principal            16 Groupe ventilateur du réfrigérant
7 Bloc redresseur                           17 Réfrigérant du transformateur
                                                        principal
                                                       19 Groupe motopompe à gaz
                                                       22 Transformateur de palpage

Partie arrière

3 Pantographe 15 kV 16 Hz 2/3 CFF    Appareils non visibles
4 Pantographe 15 kV 16 Hz 2/3 DB     11 Appareillage robinet
8 Groupe moteur-alternateur                   mécanicien
9 Selfs de lissage                                   14 Bloc auxiliaire électrique
10 Bloc rhéostatique                              18 Shunts inductifs
12 Ventilateurs moteurs de traction       24 Armoire à habits
13 Réservoirs principaux                       25 Dispositif de répétition
16 Pupitre de conduite                             des signaux
20 Compresseur principal
21 Transformateur auxiliaire
23 Pont redresseurs des auxiliaires

Un cliché de la locomotive photographié en vue de dessus permet de situer aussi les quatre organes les plus volumineux

Vue de dessus de la CC 40100 en cours d’habillage,
les blocs d’appareillages sont installés (photo Alsthom, doc. LVR)

   1 : Bloc redresseur
   2 : Transformateur
   3 : Bloc d’appareillage Jeumont
   4 : Appareillage de ventilation des moteurs

Le bloc redresseur

Ce bloc redresseur Alsthom comprenait 336 cellules au silicium.

Le bloc redresseur (photo Alsthom, doc. LVR)

Le transformateur principal

Pour cette locomotive, fut conçu un nouveau transformateur de 5 150 kVA avec un système de refroidissement par circulation d’hexafluorure de soufre gazeux, en lieu et place d’une immersion des enroulements dans l’huile. Cette nouvelle conception permettait de monter en température, 130°C au lieu de 75°C, donc de réduire les sections de cuivre d’où la diminution du poids. Il pesait tout de même 10,7 tonnes.

Le transformateur principal (photo Alsthom, doc. LVR)

Il développait une puissance pour le circuit de traction de 4 500 kVA en 50 Hz et 16 Hz 2/3, et pour le circuit de chauffage 650 kVA en 50 Hz et 16 Hz 2/3.

Bloc d’appareillage électrique

Il embarquait, entre autres, le disjoncteur à courant continu, les deux disjoncteurs à courant monophasé, les résistances, divers autres et nombreux appareils électriques.

Le bloc d‘appareillage (photo Alsthom, doc. LVR)

La fourniture du bloc d'appareillage fut de la responsabilité de la Société Jeumont.

Rhéostat de démarrage

Le transformateur ne délivrant qu’une tension fixe, y était adossé un rhéostat ventilé de démarrage pour effectuer le décollage de la locomotive et le réglage de sa vitesse. Il permettait aussi le freinage.

Il fut fourni aussi par la Société Jeumont.

Le bogie type CC

Ce nouveau bogie du type C (3 essieux) monomoteur fut extrapolé du bogie des locomotives BB 16500. Tout comme Alsthom avait aussi réalisé un prototype de bogie type C et testé sur la CC 10002.

Le bogie de la CC 40100 possédait la caractéristique de pouvoir entraîner les trois essieux par un train d’engrenages droits permettant d’obtenir deux rapports de réduction

   - régime "vitesse normale" à 160 km/h
   - régime "grande vitesse" à 240 km/h
 

Le bogie de la locomotive (photo Alsthom, doc. LVR)

Par contre, le passage d’un régime de vitesse à l’autre s’effectuait à l’arrêt, via une servocommande pneumatique ouvrant le projet de pouvoir dans le temps, l’effectuer en marche.

La transmission entre réducteur et essieux reprenait le modèle de la CC 7100, via un arbre creux monté sur pallier lisse et un accouplement bilatéral à biellettes à silentblocs. La suspension primaire était aussi à biellettes à silentblocs, liant les boîtes d’essieux aux châssis du bogie.

Le bogie lié à la caisse par la barre de traction (photo LVR)

Quant à la suspension secondaire, elle était du type pendulaire pour l’entraînement de la caisse par les bogies via de bielles de traction.

Moteurs de traction

Comme de tradition à cette époque pour les locomotives, un moteur Alsthom, ici la référence TDQ 657 A1, était installé sur chacun des bogies, d’où l’appellation "bogie-moteur".

L’induit du moteur de la locomotive (photo Alsthom, doc. LVR)

Pour répondre aux contraintes liées aux quatre tensions délivrées par les caténaires, le moteur possédait un arbre comprenant deux induits sur son arbre, ils pouvaient être alimenté soit

   - en parallèle, pour fournir le 1 500 volts continu
   - en série, pour fournir le 3 000 volts continu

Le moteur TDQ 657 (photo Alsthom, doc. LVR)

Ce moteur possédait des isolants supportant des températures de 180°C et acceptait du courant ondulé en sortie de redresseur couplé à une self de lissage.

La puissance sur l’arbre, avec ce moteur double, délivrait 2 x 920 kW à 980 tours par minute.

Le captage du courant

Quatre pantographes spécifiques adaptés aux tensions délivrées par la caténaire du pays traversé, assuraient la captation du courant nécessaire à alimenter les organes de la locomotive. Trois étaient avec un archet monopalette, seul le pantographe 2 possédait un archet bipalette. Chaque archet avait sa largeur propre

   - Archet pantographe 1 : 1450 millimètres
   - Archet pantographe 2 : 1950 millimètres
   - Archet pantographe 3 : 1320 millimètres
   - Archet pantographe 4 : 1950 millimètres

Les 4 pantographes sur la toiture de la CC 40101 (photo LVR)

La caténaire alimentait la locomotive par un des pantographes. Sa commande passait par un sélecteur d’administration du courant (SLPT) et le commutateur de pantographe (ZCPT); ils étaient présents sur le pupitre de commande dans chaque cabine. Par sécurité, il n’y avait qu’une seule clé de commande pour les deux appareils, après le choix du réseau (pays et tension), le conducteur l’utilisait pour enclencher le pantographe en fonction du réseau emprunté; la clé était prisonnière après ce choix.

Le pupitre de commande et les baies de la cabine (photo LVR)

Le sélecteur d’administration possédait sept positions

   - SNCF & CFL (Chemin de Fer Luxembourg) 25 kV monophasé
   - DB (Deutsche Bahn) & OBB (Österreichische Bundesbahnen) 15 kV monophasé
   - CFF (Chemin de Fer Fédéraux) 15 kV monophasé
   - FS (Ferrovie dello Stato Italiane) 3 kV continu
   - SNCB (Société Nationale des Chemins de fer Belges) & CFL (Chemin de Fer Luxembourg) 3 kV
   - NS (Nederlandse Spoorwegen) 1,5 kV continu
   - SNCF 1,5 kV continu

Le sélecteur d’administration (doc. LVR)

Le commutateur de pantographe possédait quatre positions

   - Pantographe 1 : SNCF 25 kV monophasé, FS 3 kV continu et CFL 25 kV monophasé
   - Pantographe 2 : SNCF 1,5 kV continu, SNCB 3 kV continu et CFL 3 kV continu
   - Pantographe 3 : CFF 15 kV monophasé
   - Pantographe 4 : DB 15 kV monophasé et OBB 15 kV monophasé

Les 4 pantographes alimentant la CC 40100 (croquis LVR)

Entre deux réseaux différents, existe une portion de caténaire isolée électriquement (zone neutre) des deux réseaux d’environ soixante mètres permettant l’abaissement du pantographe adapté au réseau précédent. Le conducteur est informé du changement à opérer, dont la nature du nouveau réseau.

Ces deux appareils pilotaient les organes de commande de la machine.

Locomotive CC 40100 Face avant (doc. LVR)

On voit la présence du phare central obligatoire hors de France.

Cette locomotive possédait le chauffage train sous 1500 volts.

Autres caractéristiques générales CC 40101 à 40104 (à l’origine)

La locomotive possédait comme autres caractéristiques

  - Longueur totale (hors tampons) : 22,030 mètres
  - Largeur : 3,216 mètres
  - Hauteur (pantographes baissés) : 3,615 mètres
  - Largeur de la caisse : 2,820 mètres
  - Empattement bogie : 3,216 mètres
  - Entraxe des bogies : 14,340 mètres
  - Masse : 109 tonnes
  - Masse par essieu : 17 t
  - Puissance : 3 670 kW (4990 chevaux)
  - Vitesses (2 rapports) : 160 ou 240 km/h
  - Masse du moteur 7,40 tonnes
  - Masse bogie avec moteur : 27 tonnes

Quelques autres dates marquantes pour la CC 40100

Lors de ses premiers essais, la CC 40101 atteignit les 222 kilomètres heure en tractant un train de 253 tonnes, entre Creil (Oise) et Saint-Quentin (Aisne).

En avril et mai 1965, la circulation sous caténaire 15 kV 16 Hz 2/3, fut possible entre Pontarlier-Les Verrières (caténaire CFF) et Pontarlier-Frasne (caténaire alimenté par un poste mobile CFF). Toujours en 1965, la vitesse de 230 km kilomètres heure fut atteinte, pour la CC 40103 remorquant 9 voitures, entre Lamothe (Haute-Loire) et Morcenx (Landes).

Carte postale Cahors CC 40103 Train d’essais Juin 1965 (coll. privée)

Le 25 juin, débutèrent les essais de vitesse imposée entre Paris et Creil.

Toujours en 1965, la CC 40104 fut présentée à Munich, lors de l’Exposition Internationale du Transports (IVA 65), organisée au Parc national de la forêt Bavaroise, par le Bureau International des Expositions (BIE), du 25 juin au 3 octobre.

La CC 40101 fut présenté le 1^er avril 1967, au ministre soviétique de l’équipement Électromécanique

Carte postale Pont l’Évêque CC 40101
Liaison Amsterdam Paris Février 1992 (coll. privée)

1967, elles desservent Namur, il faudra attendre 1970, pour les mener jusqu’à Liège.

Les CC 40103 et 40104 représentèrent la France aux journées des Transports à courant alternatif à Sarrebruck (Allemagne), du 10 au 12 décembre. À cette occasion, elles effectuèrent un service, sous la forme d’un train spécial entre Paris-Est et cette ville, en passant par Forbach.

En mars-avril, la CC 40108 se rendit en Pologne en traversant les Allemagnes (RFA et RDA), pour être présentée aux responsables des chemins de fer du pays.

La CC 40101 tracta un train de 390 tonnes entre Liège et Bruxelles, le 7 décembre 1971, dont des rampes à 32°/oo.

L'utilisation des CC 40100

Pour des raisons partisanes, les CC 40100 furent blacklistées des pays européens, hormis la Belgique. Elles ne furent jamais utilisées sous la tension 15 kV 16 Hz 2/3 en exploitation commerciale en Allemagne et aux Pays-Bas (sur cette tension), les équipements spécifiques furent même neutralisés en décembre 1971, puis démontés à partir de 1989.

Affiche Trans Europ Express (coll. privée)

Les CC 40100 n’assurèrent comme liaisons internationales que des Paris – Bruxelles, Paris – Liège et Paris -Amsterdam.

Carte postale Aulnoye (Nord) CC 40109
Liaison Paris Bruxelles Juillet 1992 (coll. Privée)

Suivant les périodes, elles furent utilisées pour tracter des trains rapides sur Paris - Lille, Paris – Amiens…

La Malle des Indes

Il est écrit dans l’article de L’Est Républicain de 1964, lors de la sortie de la CC 40101, que ces locomotives devaient assurer les trains internationaux de la Malle des Indes, reliant Amsterdam à Brindisi*, via les Pays-Bas, la Belgique, la France, la Suisse et l’Italie.

* Brindisi : Ville italienne portuaire située sur la mer Adriatique, au sud de l'Italie.

Malgré mes recherches, je n’ai pas trouvé confirmation de cette information.

Toutefois fut créée par les autorités du Royaume-Uni, une liaison postale entre Londres et Bombay, baptisée La Malle des Indes, pour livrer les dépêches officielles entre les capitales… anglaises, d’une certaine façon. Car la ville indoue était la capitale des Indes britanniques, une possession anglaise depuis 1661, précédemment portugaise.

Carte postale Bombay Fontaine Flora (coll. privée)

Elle fut attribuée comme une partie de la dot, lors du contrat de mariage établi entre Charles II d’Angleterre avec l’infante portugaise Catherine de Bragance; le mariage eut lieu le 3 mai 1662.

Les Indes britanniques acquirent leur indépendance en 1947. Bombay fut rebaptisé Mumbai en 1996, pour se démarquer de son passé colonial.

Cette appellation vient du lieu où était conservée les dépêches officielles, une malle installée dans la voiture appelée malle-poste du train, et de la destination de la livraison. En anglais, le wagon où la malle était installée s’appelle la malle-poste (mail coach).

Pour réduire le délai du transport réalisé par bateau, les autorités britanniques sollicitèrent la France en 1836, pour effectuer le transfert vers la mer Méditerranée et signèrent une convention postale, suivie d’une seconde en 1839, imposant le délai à 102 heures (4 jours et 6 heures). Il fallut attendre 1848, pour que le transfert entre Boulogne (ou Calais) à Marseille, via Paris, soit exécuté en totalité par train.

Carte postale Le train PLM de la Malle des Indes partant de Calais
(doc. wikipédia)

À partir de 1872, cette liaison convoya aussi des voyageurs.

Descendance des CC 40100

Un seul pays acquit cette locomotive, la Belgique.

La SNCB commanda à la Société Alsthom en 1970, six locomotives dérivées de la CC 40100, la Série 18. Les CC 1800 construites sous licence par la Société belge Brugeoise et Nivelles (BN) avec des composants fournis par Alsthom. Elles furent livrées en 1973-1974.

Fiche descriptive des locomotives CC 1800 (coll. privée)

Leur acquisition était destinée à remplacer les cinq locomotives tricourant de la série BB 1500, construites en 1956 par Brugeoise et Nivelles, pour être affrétées sur le service commercial TEE, entre Paris et Bruxelles.

Si les locomotives françaises CC 40100 ne purent jamais assurer des trains commerciaux en Allemagne, les locomotives belges furent autorisées ! Elles effectuèrent la liaison Paris – Liège - Cologne.

Le 16 mai 1990, la CC 1805 de la SNCB bâtit le record de vitesse belge à 218 kilomètres heure. Elle avait la frite !

Paris-Nord Locomotive CC 1805 détenant le record
(photo Livre Les locomotives CC de France)

Remplacées par le TGV Thalys en 1996 sur ce service commercial, elles vécurent une deuxième vie sur la liaison Ostende – Bruxelles - Eupen - Cologne, jusqu’en 1999 où elles furent mises à la retraite.

La Brugeoise et Nivelles a même fabriqué une locomotive pour la SNCF en 1973, pour remplacer la CC 40106 qui fut accidentée et qui versa dans le talus, le 25 septembre 1969, lors d’une collision avec un poids lourd sur un passage à niveau, à Lembeek, au sud-ouest de Bruxelles.

Évolutions des CC 40100

Les dix locomotives commandées furent équipées de moteurs différents, TDQ 657A1 pour les CC 40101 à 40103, TDQ 662A1 pour la CC 40104 et TDQ 662B1 pour les CC 40105 à 40110.

Entre 1970 et 1973, les quatre premières locomotives reçurent l’interphonie.

 Luxembourg Gare CC 40107 Express pour Blankenberge en 1969 (coll. privée)

Elles subirent la neutralisation des organes fonctionnant sur la tension 15 kV 16 Hz 2/3, à partir de 1971. Finalement, ils furent déposés à partir de 1989.

En 1972, il fut engagé renforcement des cabines et l’obturation des baies latérales sur les quatre premières.

Nouvelles interventions à partir de 1975, avec la dépose des équipements de vitesse imposée et la mise en place d’amortisseurs anti-lacets.

Locomotive CC 40100 illustrée par Paul Arzens (coll. privée)

NA : Pour mémoire, Paul Arzens est le designer de cette locomotive.

En 1989, elles furent équipées de l’asservissement traction-freinage (ATF).

Une dernière noria fut le remplacement des moteurs en 1993. Il revint à la CC 40110 d‘être la dernière à les recevoir, le 18 avril 1996.

Fin de vie

La première locomotive retirée de l’exploitation fut la CC 40102, en 1992, suivie par la CC 40103 en 1994,  les CC 40101, CC 40107, CC 40105 et CC 40106 (2^e machine) en 1995. L’année suivante, arrêt des CC 40104, CC 40108, CC 40110 et CC 40109.

Toutefois, les 1^er et 2 juin 1996, les locomotives CC 40109 et CC 40110, avec une rame Inox TEE, effectuèrent un grand voyage d’adieu, organisé par l’association COPEF (Cercle Ouest Parisien d'Etudes Ferroviaires), en partant de la France, traversant la Belgique (avec arrêt à Bruxelles), les Pays-Bas (à Amsterdam) pour rejoindre Aix-la-Chapelle en Allemagne et retour à Paris-la-Chapelle !

Ce fut la CC 40104 qui effectua le plus grand kilométrage : 7 465 470 kilomètres, plus de 186 fois le tour de la terre; les CC 40101, CC40103 et CC40105 ont dépassé, elles aussi, les 7 millions de kilomètres.

Carte postale Paris Gare du Nord CC 40104 Juin 1980 (coll. privée)

La CC 40101, initialement était prévue la CC 40109, a rejoint le Musée du Train, à Mulhouse, en 2010, après avoir subi une restauration réalisée par le Centre de la Mine et du Chemin de Fer à Oignies.

Une locomotive de cette série, la CC 40110 est classée au titre des Objets des Monuments historiques, depuis le 24 février 2010.

Carte postale Saint-Quentin CC 40110 Septembre 1989 (coll. privée)

Elle est conservée à Drancy, par l’association Matériel Ferroviaire Patrimoine National (MFPN).

Les noms de baptême des CC 40100

Les locomotives de cette série ont possédé toutes, le nom de baptême d’une ville

   40101 Perpignan
   40102 Menton
   40103 Brioude
   40104 Saint-Jean-de-Luz
   40105 Hyères
   40106 Compiègne
   40107 Bayonne
   40108 Hendaye
   40109 Cannes
   40110 Nice

Les locomotives CC 40100 se collectionnent…

Hormis les cartes postales, ce modèle de locomotive comme tant d’autres, fait le bonheur des ferrovipathes, peut-être moins pour leur porte-monnaie…

De nombreuses marques de trains miniatures possèdent en leur catalogue cette locomotive, comme Jouef, Lemaco, Lima, Märklin, LS Models, Trix…

Loco CC 40103 de la marque LS Models (coll. privée)

Suivant les marques, elle existe, même mieux, elles existent, en plusieurs échelles, du "Z" en 1/200^e au "O" en 1/43^e, en passant par l'échelle la plus répandue, le HO au 1/87^e. Certaines proposent même plusieurs numéros de ce modèle !

La 40100 fit même l’objet d’un visuel sur un billet de tombola de la Loterie nationale en 1969…

Effigie de la CC 40101 sur un billet de la Loterie nationale en 1969 (coll. privée)

Il y a certainement d’autres types de collections avec un dessin ou une photo de cette série de locomotives.

Épilogue

Les CC 40100 furent appréciées par les conducteurs surtout sur la ligne Paris-Bruxelles, les plus performantes des engins exploités pour cette liaison. Les mécanos surnommèrent la série "Les Reines de La Chapelle" en référence à leur dépôt d’affectation.

Par contre, elles souffrirent de nombreuses avaries, mettant en cause leur fiabilité, provoquées par le dysfonctionnement du disjoncteur, de l’antipatinage, de flashes moteurs voire une volonté de ne pas vouloir démarrer ou d’avoir des pannes intermittentes donnant des cheveux gris aux intervenants, couleur dominante de la livrée ! Le rouge, autre couleur, concernait le démarrage plutôt le non démarrage…

À l’origine, il fut même envisagé que ces locomotives soient développées avec plus de puissance, de 4 400 à 6 000 kilowatts (6 000 à 8 150 chevaux), avec des déclinaisons en bicourant répondant aux besoins de nombreux réseaux.

JM

Lien pour accéder à l’article cité

Locomotives Alsthom CC 7100 : Cliquer ici

Références livres : Livres Les locomotives CC de France (doc. MC), L'Est Républicain et Les Dépêches (doc. Archives départementales du 90, AD90), La Vie du Rail (doc. Bibliothèque Deubel Belfort, LVR)

Référence Internet : Wikipédia, Divers autres sites…

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