Par GB, TJP, 2B, FP, B&H R, CB. Le 06 Decembre 2025.

Les rames TEE Diesel mises en service en 1957 sont une réussite commerciale, mais elles sont limitées en capacités. La traction thermique est retenue à cette date pour deux raisons :

-Le parcours Paris et Amsterdam n’est pas encore entièrement électrifié de bout en bout. Il est opérationnel courant 1963.

-La diversité des tensions caténaires nécessite l’étude de matériel polycourant.

Le remplacement des rames Diesel par des rames tractées nécessite l’étude d’une machine polycourant. Voir dossier Docrail les BB 26001 et 26002.

Une étude est engagée pour définir une locomotive polycourant permettant d’augmenter la vitesse et la capacité des rames TEE.

Les progrès techniques et l’emploi de semi-conducteurs permettent la réalisation d’une machine polycourant au début des années 60.

La Division des Etudes de Traction Electrique DETE et la société Alsthom étudient en commun une nouvelle série de machines capables de donner pleine puissance sous quatre types de tension, tout en respectant les limites de poids, d’encombrement exigés par la diversité des gabarits et des voies empruntées. L’importance de l’équipement embarqué oriente le choix vers le bogie à trois essieux, bogie C. Ce dernier permet de respecter la limite de 18 t de charge à l’essieu.

L’esthétique des machines a été soignée par les bureaux d’étude. Un panneau décoratif en acier inoxydable à été retenu, comme pour les voitures, relevé d’une bande rouge TEE en milieu caisse. Les faces frontales et les persiennes de ventilation en partie haute de caisse reçoivent aussi cette livrée rouge TEE.

L’immatriculation d’origine devait être CC 27000, mais la renumérotation du parc d’engins moteurs de 1964 les classe dans la tranche 40100.

Quatre machines sont mises en service en 1964, suivies de six autres en 1969/70, CC 40105 à 10.

En 1970 les chemins de fer Belges commandent six machines à Alsthom. Elles sont construites sous licence par la Brugeoise et Nivelles et mises en service en 1973/74. Elles forment la série 18 à la SNCB.

Châssis, caisse.

L’ensemble châssis-caisse doit répondre à de nombreuses contraintes :

-L’équipement embarqué est important.

-Le châssis comporte deux importantes ouvertures pour le passage des moteurs de traction.

-Les restrictions imposées par le gabarit des différents réseaux par cumul de tous les jeux possibles supposés concordant dans le même sens limitent la largeur de la caisse à 2,820 m, d’où une caisse longue de 21,120 m.

Le châssis est constitué de deux brancards et de traverses en tôles de 6 mm. L’ensemble est recouvert d’un platelage en tôle de 2 mm. Le passage à travers le châssis des deux moteurs de traction provoque une faiblesse à ce niveau et nécessite la construction d’une caisse robuste du type monocoque tout en acier à revêtement travaillant. L’équation est résolue en adoptant la double paroi en tôle d’acier de 1,5 mm, faiblement allié (acier COR-TEN), à haute limite élastique. Ainsi conçue la caisse est légère.

La nécessité des ouvertures dans le châssis et d’avoir de grandes ouvertures en partie supérieure des faces latérales, entre les montants extrêmes de caisse pour la ventilation de l’appareillage, imposent des renforts par une tôle de 18 mm entre les suspensions pendulaires en partie basse de la caisse.

Trois traverses intermédiaires relient les parties hautes et supportent avec les faces arrières des cabines les lanterneaux, la toiture et les équipements sur cette dernière.

La traverse de tête en tôle de 10 mm comporte les organes de choc et de traction. . Il est encadré par deux tubes de 191 mm de diamètre placés en V reliant la traverse de tête au premier brancard. Equipement des traverses :

-Un crochet de traction unifié de 100 t.

-Un tendeur d’attelage unifié de 85 t.

-Deux tampons hydrauliques à grande capacité d’absorption.

-Conduite Principale et Conduite Générale.

-Câblot de chauffage et prise 1500 V.

Sur la traverse

L’avant des cabines de conduite est renforcé par la présence dans le nez de goussets en tôle de 2 mm rendant solidaire la ceinture médiane de cabine avec le châssis. La cabine est réalisée en tôle de 2 mm.  Elles comportent un double plafond avec interposition de laine de verre. Le chauffage est assuré par aérotherme soufflant de l’air chaud avec répartition de l’air en plusieurs points. Une porte placée derrière le mécanicien permet d’accéder au compartiment moteur. Les glaces frontales chauffantes en verre ‘’sécurit’’ sont inclinées de 25 ° vers l’avant pour combattre les effets d’éblouissements par soleil rasant.

Ventilation de caisse

Le compartiment central, entre les deux cabines, est sous pression pour éviter l’entrée des poussières et de la neige. La ventilation des moteurs de traction, du transformateur, du rhéostat et des selfs de lissage est assurée par un circuit spécifique aspirant et refoulant directement l’air hors de la caisse.

L’air de mise sous pression ou pour les circuits de ventilation est aspiré par des gaines au travers de filtres ou de tamis protégés par des persiennes.

Bogies.

Ils sont conçus pour recevoir un seul moteur de traction entièrement suspendu et disposé transversalement dans la partie centrale en surélévation au-dessus de l’essieu médian. La transmission de l’effort moteur s’effectue par un réducteur avec dispositif de changement de rapport d’engrenage à l’arrêt.  

Bogies de la première sous-série, quatre images.

Le châssis de bogie est composé d’un cadre tubulaire rigide constitué de deux longerons et de deux traverses extrêmes de section rectangulaire en tôle de 8 mm d’épaisseur. Il est entretoisé par deux traverses supportant le moteur. Assemblage des différents éléments par soudure. Le bogie ne comporte pas de pivot. Au centre des longerons se situe les supports de rotules recevant les bielles de suspension pendulaire de la caisse.

Suspension primaire par ressorts en hélice disposés de part et d’autre de chaque boite d’essieux et amortisseur à friction sur les essieux extrêmes. Boites d’essieux à fusée extérieures à rouleaux cylindriques lubrifiés à la graisse.

 La liaison boite d’essieux châssis de bogie est assurée par des biellettes à silentbloc.

Transmission de l’effort moteur aux essieux

En sortie de moteur, un réducteur à double étage, dans un carter latéral au moteur, transmet l’effort au bloc changement de rapport par un accouplement élastique puis au bloc carter principal. Le bâti du carter principal fait corps avec le châssis de bogie, il est disposé dans l’axe longitudinal. Trois roues dentées solidaire des arbres creux, et deux roues dentées d’accouplement dont l’une est commandée par la roue dentée de sortie de la boite de changement de rapport transmettent l’effort aux roues.

Transmission bilatérale Alsthom à biellettes et silentblocs et anneau dansant.

Le graissage des pignons est assuré par barbotage dans les carters et par une pompe à huile pour les engrenages de la boite de changement de rapport.   

Boite changement de rapport a trois positions :

Position 1 : rapport 1,70, vitesse max 160 km/h.

Position 2 : rapport 1,221, vitesse max 240 km/h.

Position neutre : ensemble débrayé.

Le changement de rapport se fait à l’arrêt pneumatiquement sous l’action d’un vérin. La boite est prééquipée pour que le changement de rapport puisse se faire en en pleine marche par commande hydraulique.

L’entrainement de la caisse est assuré par des barres de traction. 

Freinage.

Le freinage des roues est assuré par blocs freins. Un bloc frein par roue. Le freinage est modérable au serrage et au desserrage. Les équipements de frein Oerlikon sont placés dans la caisse.

Suspension de caisse.

Le poids de la caisse est transmis à chaque bogie par deux bielles pendulaires à double articulation coté caisse et rotule coté bogie. Un dispositif anti-lacet: les rotules des bielles pendulaires par frottement assurent une fonction d’amortisseur.

Equipements électriques.

Les pantographes.

Les quatre pantographes polycourant Faiveley du type AM18 sont montées en parallèle et reliés par une ligne de toiture. Pour répondre aux recommandations de l’ORE, ils présentent la particularité d’accepter indifféremment les archets unifies SNCF et les quatre types ORE, dont suit la disposition sur la 40101 d’origine:

PT 1: Bi palette, largeur 1950 mm, SNCB-CFL 3 kV, NS-SNCF 1,5 kV.

PT 2: Uni palette, largeur 1450 mm, SNCF-CFL 25 kV, FS 3 kV.

PT 3: Uni palette, largeur 1320 mm, CFF 15 kV.

PT 4: Uni palette, largeur 1950 mm, DB et ÖBB 15 kV.

Le moteur du pantographe PT1 est pourvu d’une butée à commande pneumatique limitant la hauteur à 5,900 m par rapport au rail pour circulation sur le réseau NS. Butée mise automatiquement en service en sélectionnant l’administration NS.

Le choix du pantographe se fait par sélection manuelle en fonction du réseau. Ce choix est contrôlé par un transformateur de palpage. Le pantographe choisi ne se lève que si le disjoncteur monophasé est ouvert, l’entrée courant continu isolée de la ligne de toiture et mise à la terre. 

A noter qu’à l’origine, les pantographes pour courant alternatif (25 kV SNCF et 15 kV SBB-CFF) sont montés vers l’intérieur de la toiture, alors que le pantographe pour courant continu (1,5 kV SNCF et 3 kV SNCB) et le pantographe pour courant alternatif (15 kV DB) sont montés vers l’extérieur. Très rapidement, le parcours des CC 40100 quadricourant est limité à Paris Bruxelles. De ce fait, les deux pantographes pour courant alternatif (25 kV SNCF) sont montés vers l’extérieur de la toiture alors que les deux pantographes pour courant continu sont montés vers l’intérieur. Puis les équipements pour le 1,5 kV SNCF et le 15 kV (DB et SBB-CFF) sont neutralisés, rendant les CC 40100 comme de simples locomotives bicourant.

Groupe transformateur.

A performances identiques sous 25 kV 50 hz et sous 15 kV 16 2/3, le poids du transformateur varie du simple au double. L’utilisation d’un seul type de transformateur quel que soit la fréquence oblige à l’abandon du réglage de la tension dans la marche sous monophasé. Le principe retenu est celui du transformateur à rapport fixe et bloc redresseur. Ainsi la locomotive présente les caractéristiques d’une locomotive à courant continu.  

Pour alléger le poids du groupe transformateur, le refroidissement de l’ensemble est assuré par un gaz, l’hexafluorure de soufre, moins lourd que l’huile. Il nécessite les équipements suivants :

-Un groupe moto pompe pour le gaz.

-Un aéroréfrigérant.

-Un groupe moto ventilateur pour l’aéroréfrigérant.

Poids total du groupe transformateur : 10950 kg.

Puissance totale 5150 kVA, 4500 kVA pour la traction et 650 kVA pour le chauffage train.

Moteur de traction.

L’ensemble traction est à courant continu. Moteur de traction continu et rhéostat de démarrage. Moteur de traction Alsthom TDQ657 à deux induits accouplés rigidement dans une carcasse unique comportant deux inducteurs, soit deux moteurs élémentaires de 1500 V. Chaque demi moteur comporte six pôles principaux et six pôles auxiliaires au stator. Poids du moteur double sans pignon: 7500 kg.

Couplages des moteurs doubles:

-Sous 3 kV : Couplage série et série-parallèle des moteurs élémentaires.

-Sous 1,5 kV continu ou sous monophasé: Couplage série-parallèle et parallèle des moteurs élémentaires.

Bloc redresseur.

Il est constitué de 336 cellules au silicium montées en pont de Graetz (14 branches de 6 cellules en série par bras). La ventilation est assurée par un groupe de ventilation forcée placé au centre du bloc, débit 3m³/sec.

Bloc appareillage rhéostat.

La DETE a fait le choix de retenir un dispositif sûr dont elle a une longue expérience, le bloc d’appareillage des Forges et Ateliers de Construction Electrique de Jeumont ou JH.

Ce bloc fermé comporte :

-Une armoire à une extrémité avec le disjoncteur continu JRT Alsthom.

-Deux équipements à arbres à cames :

   JH1 pour l’élimination des résistances du rhéostat.

   JH2 pour les changements de couplage et de shuntage. 

-Le rhéostat de démarrage en cinq travées ventilées chacune par un groupe moto ventilateur, les résistances de shuntage et l’inverseur.  Ventilation 13 m³/sec.

Le JH1 comporte quarante-cinq positions, quinze contacteurs de couplage et vingt-six contacteurs d’élimination de résistances.  

Position 1 à 22 : coulage série.

Position 23 et 24 : transition.

Position 25 à 44 : couplage parallèle.

Le JH2 comporte vingt-huit positions, trente contacteurs de couplage et vingt contacteurs de shuntage.

Inverseur à tambours et doigts flottants.

Dimension du bloc central : 5,645 m de long,1,575m de large et 1,780 m de haut. Poids 6000 kg environ.

Freinage électrique rhéostatique.

Les moteurs élémentaires de chaque moteur double sont couplés en série. Ils fonctionnent en génératrice à excitation série. Ils débitent dans le rhéostat. Le conducteur dispose de seize crans de freinage. Lors du freinage pneumatique, un relais enclenche le freinage électrique et assure le passage des crans de freinage. Ce freinage est dit combiné, la commande du freinage électrique est conjuguée avec le freinage pneumatique de la rame. 

Auxiliaires.

Les moteurs 1,5 kV, des ventilateurs des moteurs de traction et du compresseur sont alimentés à partir de la même source que les moteurs de traction. Soit directement à partir du disjoncteur continu, soit par l’intermédiaire du bloc redresseur principal en monophasé.

Les groupes ventilateurs des moteurs traction sont entrainés par courroies trapézoïdales. Ils se composent de deux éléments :

-Un ventilateur pour la ventilation moteur

-Un ventilateur pour la mise en pression de la caisse contre les entrées de poussières et de neige dans la caisse.

 L’air de mise sous pression ou pour les circuits de ventilation est aspirée par des gaines au travers de filtres ou de tamis protégés par les persiennes.

Les autres moteurs des auxiliaires sont alimentés sous courant redressé 135V par l’intermédiaire d’un pont redresseur auxiliaire à partir du transformateur auxiliaire alimenté par le transformateur principal à la tension 1,5 kV.

Le moteur de la pompe à gaz est un moteur asynchrone triphasé 380 V 100Hz.

Fin de service.

Les CC 40101 à 40110 sont retirées du service entre 1992 et 1996.

Les 1801 à 1806 SNCB sont retirées du service en 1999.

La CC 40106 est détruite dans un accident en octobre 1969 et radiée à la même date. La SNCF profite de la construction des 18 de la SNCB pour faire construire une nouvelle machine. Elle est mise en service en 1973 et porte le numéro 40106.

Machines préservées.

CC 40101 présentée à la cité du train à Mulhouse.

CC 40109 préservée par le centre de la Mine et du Chemin de fer de Oignies.

CC 40110 préservée par le Matériel Ferroviaire Patrimoine national à Drancy.

1805 SNCB préservée par le Patrimoine Ferroviaire et Tourisme à St Ghislain.

Les CC 40100 en ligne.

Les 18 de la SNCB en ligne.

Très intéressant document, la 1804 en tête d’une rame de réserve du Landy, composée d’un Vru et de voitures TEE PBA. Le fait que la machine soit une 18 et que le train soit au départ de la « petite gare » , partie de gare aux voies courtes et que la composition ne comporte que cinq voitures, ce qui est la compo classique, tout ceci nous dit qu’il s’agit, sans trop de doutes, du train TEE Parsifal, années 70.