Par GB, TJP, BR, PM, JMV, le 27-09-2020.
En 1939, la SNCF réorganise les dessertes par autorails dans le cadre de la coordination et regroupe les différentes séries d’autorails après inventaire. De manière à résoudre le problème de l’exploitation des relations locales sur les lignes secondaires à faible trafic, un autorail unifié de petite capacité est définie en s’appuyant sur les acquis du matériel construit par les anciens réseaux et s’apparentant aux engins exploités par les chemins de fer secondaires, mais de capacités supérieures à un autocar routier.
Les études porteront sur un engin unifié, pouvant assurer des relations omnibus de moyennes distances :
-Utilisation seul, jumelé ou avec une remorque et réversible.
-Puissance réduite, 100 à 150 chevaux mais assez puissant pour assurer la pousse ou la traction d’une remorque spécialisée. Cette dernière étant justifiée lors des pointes de trafic, de manière à éviter le recours à une rame tractée.
-Motorisation avec un moteur identique à ceux utilisés sur les gros camions.
-Il comportera un certain nombre de dispositions déjà expérimentées (classe unique).
-La charge à l’essieu devra être la plus faible possible, environ 5 tonnes, il devra disposer d’une caisse légère.
-Conçu pour éviter des retours trop nombreux dans un centre d’entretien (dépôt d’attache) pour des travaux courants. Ces derniers pouvent être exécutés facilement et générer des économies en service.
-A poste de conduite unique depuis un kiosque disposé au droit du moteur avec visibilité suffisante dans les deux sens de circulation et limitation des organes de liaison entre le moteur et la cabine de conduite.
Ce seront les premiers autorails construits sur plans SNCF par l’industrie ferroviaire.
Une des particularités des prototypes est de posséder une cabine différente de celles de la série.
Un projet sera présenté au conseil d’administration de la SNCF le 24 novembre 1943. Le 11 avril 1945 le conseil d’administration donnera son accord pour la construction de deux prototypes de manière à valider les choix fondamentaux. Ils sortiront de construction en 1947 sous les numéros X7029 et 7030. Ils seront renumérotés X 5010 et X 5011 lors du nouveau marquage appliqué à partir du 01 janvier 1948. La campagne d’essais s’effectuera sur les lignes du Morvan, dépôt d’attache LAROCHE MIGENNES.
Une première commande est passée en 1948 à Renault pour 51 engins.
X5501 à 5551 mis en service en 1950 et 1951.
Une deuxième commande en 1950.
X5801 à 5820 mis en service en 1953.
Troisième commande en 1952.
X 5821 à 5840 mis en service en 1953 et 1954.
Quatrième commande en 1952.
X5841 à 5855 mis en service en 1954.
Ils sont repris comme autorail ‘’léger’’ dans l’effectif SNCF et dénommés U150 (Unifiés 150 chevaux).
Définition de l’autorail ‘’léger’’ : Voiture automotrice à moteur Diesel aménagée pour le transport de personnes et de biens circulant sur voie ferrée à l’écartement normal. La puissance est égale ou inférieure à 160 chevaux. Masse à vide égale ou inférieure à 20 tonnes.
La caisse
-La caisse est constituée par une charpente métallique légère (Acier B) à partir d’éléments normalisés de la construction automobile (idem aux autocars). La charpente et les parties travaillantes sont en acier. La charpente de caisse en caisson porteur (caisse poutre tubulaire) dispense de la construction d’un châssis. Deux brancards en U couchés, en partie inférieure, de chaque côté de la caisse, reçoivent les traverses supportant le plancher.
-La charpente est recouverte en extérieur par des panneaux en alliage d’aluminium de 1,5 mm peint.
-Les X 5821 à 5823 ont reçu des panneaux traités pour ne pas être peints, ils sont donc de couleur aluminium.
-Une cloison pare-feu est placée entre le compartiment moteur et le compartiment à bagages et la cabine de conduite.
-Le tamponnement est comme celui du matériel de chemin de fer: Attelage allégé à tendeur et tampons latéraux.
-Deux portes frontales à l’avant permettent d’accéder au moteur.
Plancher
Il est en tôle d’acier galvanisée de 0,8 mm pliée et recouverte :
-Compartiments voyageurs: de liège ignifugé et de contreplaqué avec revêtement en linoléum.
-Compartiment à bagages: de liège ignifugé et de contreplaqué avec revêtement en tôle d’alliage d’aluminium striée.
-Cabinet de toilette: ciment avec mosaïque
Roulement-Suspension
Les autorails Unifiés 150 ch ne reposent pas sur des bogies mais sur quatre essieux indépendants regroupés par deux dans un chariot (chariot moteur et porteur).
Les deux essieux sont reliés de chaque côté par des longeronnets en tôle dont les deux extrémités comportent un fourreau en acier formant le corps de boite d’essieu. Les deux longeronnets sont indépendants l’un de l’autre et sont logés entre deux pieds qui descendent de la charpente de caisse. La partie sphérique des boites appuient sur les pieds de caisse pour entraîner la caisse.
Les roulements des boites de roues sont des roulements à rotule sur rouleaux ce qui autorise le débattement des essieux l’un par rapport à l’autre et par rapport à la caisse (courbes et irrégularités de la voie).
Les longeronnet sont maintenus en place à une extrémité par le pied de caisse dans lequel ils s’encastrent et de l’autre côté par un ressort de rappel.
La caisse repose sur les longeronnets par des ressorts hélicoïdaux pouvant s’incliner dans les courbes. Des amortisseurs permettent d’amortir les oscillations verticales de la caisse.
Rayon minimum d’inscription en courbe: 120 m
Groupe Moteur-Transmission
Deux types de moteur ont été montés :
– X 5501 à 5526 et X 5808 à 5855, Moteur Diesel RENAULT type 561, 6 cylindres en ligne puissance 150 ch à 1500 tr/min.
– X 5527 à 5551 et X5801 à 5807, Moteur Diesel SAURER BXDS, 6 cylindres en ligne puissance 160 ch à 1500 tr/min.
-Les X5833, 5841, 5842, 5845, 5846, 5848, 5849, 5851, 5854 seront équipés d’un moteur SAURER en 1963, plus puissant pour circuler sur des lignes de moyennes montagnes.
Ils sont à injection directe, refroidissement par eau et graissage sous pression. Distribution par soupapes en tête commandées par culbuteurs.
Le bloc transmission est dans un carter unique il comporte :
-L’embrayage à friction, à deux disques, fonctionnant à sec à commande par pédale.
-La boite de vitesse Renault (3 premières vitesses démultipliées et 4 éme en prise directe) est commandée directement par levier depuis le poste de conduite.
-L’inverseur de marche formant renvoi de mouvement est commandé par levier depuis le poste de conduite.
L’ensemble Moteur-Transmission est monté sur un berceau transversalement à la caisse. Cet ensemble repose sur les traverses de châssis par l’intermédiaire de silent-blocs à emmanchement télescopique.
Un arbre à cardans (type Glaenzer 18000) partant de l’inverseur attaque l’unique pont moteur monté en bout du deuxième essieu, à l’extérieur de la roue, coté kiosque de conduite.
Le corps de l’arbre à cardans peut coulisser longitudinalement pour permettre les divers débattements de la suspension.
Vitesse maximum: 90 km/h
Alimentation en combustible
Le réservoir en tôle avec cloisonnements intérieurs ajourés est fixé transversalement au-dessous de la caisse au centre de l’autorail. Une tubulure, avec bouchon à vis, disposée de chaque côté de l’autorail permet le remplissage. Capacité: 250 litres. Le niveau de combustible est vérifié avec une jauge faisant partie de l’outillage de bord.
Une pompe d’alimentation calée sur l’arbre à cames de la pompe d’injection (Lavalette) aspire le carburant à travers un filtre Técalémit et le refoule vers la pompe d’injection à travers un filtre PM.
Une canalisation assure le retour du gasoil en excédant depuis le filtre PM type U5. Elle passe en cabine au travers d’un indicateur de circulation à débit visible permettant ainsi au conducteur de s’assurer de la bonne alimentation du moteur.
Un circuit de secours, alimenté par une pompe à main, permet d’alimenter la pompe d’injection en cas de défaillance de la pompe d’alimentation. Elle permet de mettre sous pression le circuit avant démarrage du moteur. Cette pompe manuelle est placée en cabine de conduite.
Refroidissement du moteur
Une pompe centrifuge, entraînée par courroies trapézoïdales active la circulation d’eau à travers le moteur, le réfrigérant d’huile et le radiateur Chausson. L’eau de refroidissement assure aussi le refroidissement du collecteur d’échappement. Un réservoir de 30 litres installé dans la cabine de conduite en charge sur la pompe à eau sert de vase d’expansion et permet au conducteur de vérifier le niveau d’eau.
Un circuit dérivé commandé par robinets permet d’assurer le chauffage des compartiments par l’eau chaude du moteur.
Un réservoir calorifugé de 160 litres placé sous le châssis est destiné à recevoir lors des stationnements prolongés par temps froid, la totalité de l’eau de refroidissement et de chauffage. Une pompe à main Japy permet de remettre le circuit sous pression avant mise en route du moteur Diesel.
Le radiateur Chausson de 1,16m x 0,880m est installé verticalement sur la face gauche (opposée kiosque de conduite). Un rideau manœuvrable depuis le poste de conduite permet de régler à volonté l’intensité de la réfrigération. Un ventilateur Boirault, entraîné par le moteur diesel à l’aide de courroies trapézoïdales, aspire l’air au travers du radiateur et rejette l’air chaud sous l’autorail et à travers un lanterneau placé sur le pavillon de l’autorail.
Circuit de graissage
Une pompe à engrenages située dans la partie inférieure du carter aspire l’huile à travers un tamis métallique et la refoule à travers un filtre extérieur (auto-Kléan) dans les circuits de graissage du moteur.
Une deuxième pompe à engrenages aussi située dans le carter moteur assure la circulation de l’huile dans l’échangeur calorifique eau-huile.
Pont moteur
Il est du type à vis tangente. Il est monté sur l’extrémité de l’essieu qui porte des cannelures. Une bielle de réaction est attachée d’une part sur le carter du pont moteur et d’autre part sur l’extrémité de l’essieu porteur voisin. Elle sert de point fixe au pont moteur. L’attache sur l’essieu porteur comporte un boitier à roulement SKF, logé entre la roue et l’écrou d’extrémité d’essieu, sous lequel un système élastique à deux ressorts en hélice permet la fixation de de la bielle de réaction
Aménagement intérieur
-Il est composé de deux compartiments voyageurs, espacés par une plateforme, et d’un fourgon à bagages :
- Compartiment à bagages de 4 m2. Charge maximum 1,5 tonnes.
- Un grand compartiment central de 37 places avec compartiment WC adossé au fourgon à bagages côté droit pour les X5500 et côté gauche pour les X5800.
- Une plateforme d’accès avec 6 strapontins disposés sur les cloisons des compartiments.
- Un petit compartiment à l’extrémité de 20 places.
-Capacité totale de 63 places.
-Le revêtement intérieur est en panneaux d’alliage d’aluminium et en Plymax (épaisseur 12mm).
Plymax: feuille mince de duraluminium recouverte de contreplaqué.
-Portes d’accès à la plateforme voyageurs :
- X5500, quatre vantaux (accordéon)
- X5800, deux vantaux louvoyants/coulissants (système Faiveley).
-La hauteur sous plafond est suffisante pour comporter un porte-bagages.
-Les portes du compartiment à bagages sont coulissantes extérieurement. Sauf sur les deux prototypes où elles sont coulissantes intérieurement.
-Les fenêtres sont demi ouvrantes :
- X5500, sur toutes les baies de la face droite
- X5800, sur toutes les baies de la face droite du grand compartiment et sur les baies de la face gauche du petit compartiment.
-Cabine de conduite avec fenêtre coulissante horizontalement et hublot pivotant à axe vertical coté toiture.
-Toutes les vitres sont en verre sécurité trempé sauf celles des fenêtres frontales en verre sécurité feuilleté.
Chauffage climatisation
– Par échangeurs thermiques (aérothermes) alimentés par l’eau de refroidissement du moteur Diesel.
- Grand compartiment : 4 aérothermes placés sous les banquettes.
- Petit compartiment : 2 aérothermes placés sous les banquettes et deux radiateurs le long de la paroi frontale derrière le dossier de la banquette (radiateur Chausson).
- Plateforme : une gaine canalise l’air chaud depuis un aérotherme du petit compartiment.
- Compartiment à bagage : un aérotherme placé en hauteur (1,80m).
-Chauffe pieds dans la cabine de conduite.
-Régulation sur la ventilation d’aérothermes par thermostat.
-Renouvellement d’air des compartiments par aspirateurs statiques Deselle (un par compartiment) placés dans l’axe longitudinal de la toiture.
-Dans la cabine de conduite le conducteur dispose d’une glace coulissante à crémaillère ’’ Farnier’’ et de deux hublots pivotants à axe vertical coté toiture.
Equipement électrique
Le courant est fourni par une batterie d’accumulateurs de 72v placée sous caisse à l’extrémité opposée au kiosque de conduite. Les éléments de batterie sont répartis dans neuf bacs de six éléments.
Le courant est fourni par une génératrice EVR type 6L18 de 1800 watts entrainée par courroies par le moteur Diesel, avec la pompe à eau.
Deux démarreurs Lavalette alimentés par les batteries permettent le lancement du moteur Diesel.
Les batteries alimentent les circuits d’éclairage, de signalisation et les moteurs des ventilateurs des aérothermes. L’éclairage intérieur est assuré par 20 lampes à incandescence de 25 watts.
Un tableau électrique situé dans le compartiment à bagages permet la commande et le contrôle des différents circuits électriques.
Une prise intermédiaire à 24v permet l’alimentation du dispositif de jumelage. Les prises de jumelage sont situées sous les traverses de tamponnement.
Equipements pneumatiques
L’air comprimé est fourni par un compresseur Jourdain-Monneret type A400/4 entraîné par le moteur Diesel par trois courroies Texrope. Compresseur à deux cylindres verticaux peut produire 300L/min à la vitesse de 1500tr/min. L’air après passage dans un déshuileur et un régulateur est stocké dans un réservoir principal de 90 litres fixé sous le plancher.
Le mécanicien dispose en cabine d’un robinet de frein du type n°62 pouvant occuper quatre positions :
-Alimentation et desserrage
-Marche
-Neutre
-Serrage
Le distributeur d’air, avec son dispositif de freinage proportionnel à la charge, est disposé sous le plancher avec le réservoir auxiliaire de 50 litres, côté du chariot moteur. Il alimente les deux cylindres de frein du type à double effet fixé sous le plancher dans l’axe de chaque chariot. Il agit sur la timonerie de frein. Chaque roue est freinée par un sabot monté sur un levier fixé au châssis de caisse.
Les deux porte-sabots d’un même essieu sont reliés par une tringle actionnée par le cylindre de frein. Les porte-sabots des essieux extrêmes peuvent coulisser sur leur axe pour suivre les essieux lors des mouvements latéraux.
Chaque compartiment comporte un robinet de secours pouvant être actionné par un voyageur ou par le chef de train.
Dans le kiosque de conduite un frein à main d’immobilisation commandé par volant agit sur la timonerie de frein du chariot moteur.
Chaque traverse de tamponnement est équipée de la Conduite Principale CP et de la Conduite Général CG.
Les X 5500/5800 sont autorisés à tracter des rempoques légères du type XR 9200 issues des programes FNC et XR 9500.
Lorsqu’une remorque est attelée, elle doit, autant que faire se peut, se situer coté kiosque.
A partir de 1968 certains engins sont mis à disposition des chemins de fer secondaires exploitant des lignes SNCF sous le régime de l’affermage (CFTA). Les fermetures de petites lignes à la fin des années 60 entraînent les premières radiations. Le dernier U150 sera radié en 1977.
A suivre: Les X 5600 FNC, les X 3800 Picasso et les remorques XR 9200 et 9500.