Par GB, TJP, FD, FP, EG, BC, 2B, PM, SL, PV, le 08-09-2020.
Par GB, FP, TJP, FD, BC, SL, EG, le 05-09-2020.
Préambule
Le PLM avait testé au début des années 1930 trois prototypes de Diesel électrique pour assurer les manœuvres en gare de Paris-Lyon en remplacement de machines à vapeur. En 1936 la compagnie commanda trois nouvelles machines pour assurer les manœuvres et les remontes entre Paris-Lyon et Villeneuve. les 4 DM-D 1 à 3, futures 60031-033. Elles seront livrées à la toute jeune SNCF en 1938 et 1939. Grande innovation, la cabine centrale unique était encadrée par deux capots permettant une visibilité totale à 360°.
En 1943 la SNCF étudia les différentes sources d’énergie au point de vue de l’utilisation de la traction.
Traction de trains en ligne pour desserte ou Petite Vitesse sur la base de 1000 Tonnes/Kilomètre.
Consommation moyenne :
-Locomotive à vapeur : 12,5 kg de charbon, rendement au crochet: 3,6%
-Locomotive Diesel électrique : 9 kg de fuel-oil, rendement au crochet: 17,5 %
Les manœuvres représentaient en 1938, 11% de la consommation d’énergie.
Mesures effectuées au chantier de Bercy, comparaison des consommations de deux Diesel (040DD) en service et des machines à vapeur en service (030 et 040 PLM).
Consommation horaire :
Diesel électrique: 20 litres de fuel-oil.
Vapeur: 170 kg de charbon.
D’autres études furent réalisées sur la disponibilité du matériel et sur le personnel. Avantages de la locomotive Diesel électrique sur la vapeur:
-Aucune consommation d’énergie pendant les périodes sans activité (arrêt du moteur diesel).
-Autonomie environ 150 heures au service de la manœuvre (sans passage par le dépôt pour entretien et ravitaillement).
-Autonomie pour circulation en ligne environ 900 Km.
-Diminution des frais d’entretien rapport 1/7.
Il en ressort que 8 locomotives Diesel électriques peuvent remplacer 11 machines à vapeur et un gain important du personnel de conduite et d’entretien.
Un exemple de l’emploi des 63000 sur les dessertes des petites lignes.
Au regard de toutes ces études, au sortir de la guerre et dans le but de faire des économies, la SNCF décida d’éliminer la traction vapeur dans le domaine des manœuvres, des dessertes locales et des dessertes des petites lignes.
Les locomotives Diesel électriques BB 63001 à 63250
Un cahier des charges est dressé par la Division des Etudes de Traction à Moteurs Thermiques:
-Nécessité de circuler sur des lignes faiblement armées: Charge à l’essieu 17 tonnes max.
-Assurer à la fois la traction de trains de marchandises légers ou la manœuvre de trains lourds dans les grandes gares et les triages. Puissance minimum requise 600 chevaux et couple à faible vitesse.
-Adhérence totale.
-Assurer la traction de train de voyageurs sur les petites lignes. Vitesse limite 80 km/h.
-Inscription dans le gabarit passe-partout de la SNCF.
-Circuler dans les courbes de 80 m de rayon.
-Entretien simple, organes accessibles, robustes, appareillages électriques réduit, timonerie de frein simplifiée, du fait de l’emploi sur des lignes éloignées des centres de maintenance.
En collaboration avec la Société anonyme des anciens établissements Brissoneau et Lotz de Creil et suite aux essais du PLM une nouvelle locomotive Diesel électrique fut définie:
Cette machine était du type BB, d’une puissance de 600 chevaux et elle reprenait la silhouette des locomotives Diesel de 1936 du PLM (040 DD 1 à 3) à savoir une cabine unique encadrée par deux capots.
Plusieurs commandes furent passées à partir de 1950 aux établissements Brissoneau et Lotz de Creil.
Commande 1950 : 37 engins livrés en 1953/54. N° 040 DE 1 à 37 / BB 63001 à 63037.
Commande 1952 : 36 engins livrés en 1955. N° 040 DE 38 à 73 / BB 63038 à 63073.
Commande 1953 : 35 engins livrés en 1956/57. N° 040 DE 74 à 108 / BB 63074 à 63108.
Commande 1955 : 50 engins livrés en 1957/59. N° 040 DE 109 à 158 / BB 63109 à 63158.
Commande 1958 : 39 engins livrés en 1961/63. N° 040 DE 159 à 178 / BB 63159 à 63178 et BB 63179 à 63197 directement.
Commande 1960 : 8 engins livrés en 1963. BB63198 à 63205.
Commande 1961 : 45 engins livrés en 1963/64. BB 63206 à 63250.
Immatriculation :
Les réseaux et la SNCF ont appliqué pour les locomotives Diesel le même principe d’identification que pour les locomotives à vapeur :
040 : 0 essieu porteur 4 essieux moteurs 0 essieu porteur.
D : Diesel.
E : 5 ème série de locomotive Diesel.
1 à 250 : N° d’ordre l’engin moteur dans la série.
Pour simplifier ce dossier nous utiliserons la numérotation BB 63000.
Les locomotives BB 63001 à BB 63250 sont réparties en trois sous-séries en fonction de la puissance du moteur diesel :
BB 63001 à 63108
BB 63109 à 63158
BB 63159 à 63250
Le châssis
Du type monobloc, il est constitué :
-De quatre poutres longitudinales (deux intérieures de 240 mm et deux extérieures de 360 mm).
-Deux traverses d’extrémités en tôles soudées formant caisson de choc et réunissant les poutres.
-Deux traverses pivot.
-Les caissons de têtes supportent les organes d’attelages et de tamponnement.
-Trois traverses intermédiaires pour supporter le groupe électrogène.
-Huit consoles (2X4) relient les poutres longitudinales intérieures aux poutres extérieures.
-Platelage en tôle de 6 mm au centre du châssis et de 2 mm aux extrémités
Tous ces éléments sont assemblés par soudure électrique. Le poids du châssis nu est de 13 tonnes. Des emplacements dans le châssis sont prévus pour recevoir des gueuses en fonte pour former un lest dans le but d’obtenir une masse totale de 68 tonnes.
Des crochets permettent d’arrimer les bogies au châssis pour le relevage après déraillement.
Les bogies
Le bogie est du type en H, désigné type Y 169 à la SNCF. Il comporte :
-Deux essieux moteurs.
-Deux balanciers doubles en tôles d’acier reposant sur les boites d’essieux extérieures, à coussinets, graissées par tampon graisseur. Les balanciers relient les organes de roulement entre eux.
-Deux longerons fixés au châssis de bogie
-Un châssis de bogie sous forme de traverse centrale fixe (absence de traverse danseuse). Il forme un caisson de grande hauteur s’épanouissant en longueur pour assurer l’équerrage du bogie. Le pivot de bogie est creux pour permettre la ventilation des moteurs de traction depuis les ventilateurs placés au-dessus dans la caisse.
-La liaison châssis de bogies-châssis de l’engin moteur est constitué par :
- Les pivots plans évidés en partie centrale
- Les crapaudines fixées sur chaque traverse centrale du châssis de bogie et dans lesquelles reposent les pivots.
-Les mouvements d’oscillation de la caisse et de lacet du bogie sont limités par :
- Des lissoirs latéraux sous le châssis de caisse
- Des plaques de friction sur le châssis de bogie
-La suspension est constituée par 8 ressorts hélicoïdaux situés entre les balanciers et le châssis de bogie.
-Les moteurs de traction sont suspendus par le nez, ils sont placés entre l’essieu et le châssis de bogie. Ils reposent d’un coté sur l’essieu par deux paliers solidaires de la carcasse du moteur et de l’autre par le nez du moteur sur une clavette à ressorts fixée sur le châssis de bogie. La clavette à ressorts absorbe les chocs dût au roulement et les trépidations.
Les équipements de freins (triples-valves et robinets d’isolement) sont placés sur les bogies.
La caisse
Elle est constituée de trois parties : Le capot avant, la cabine et le capot arrière.
Le Capot avant abrite :
-En face avant un coffre à outillage fermé par une porte à deux vantaux.
-Le compartiment refroidissement avec les radiateurs et le ventilateur des circuits de fluides. Au-dessus une ouverture circulaire grillagée permet le passage de l’air de refoulement du ventilateur des radiateurs.
-Le compartiment moteur avec :
- Le moteur Diesel SULZER type 6 LDA 22 et les circuits d’huile, d’eau et de combustible.
- La génératrice principale (type 880-38 série-compensée à huit pôles, puissance 936 KVA) à excitation séparée.
- Le moteur de ventilation des moteurs de traction avant.
-Le compartiment des auxiliaires avec :
- L’excitatrice (type 420-15, puissance 7KW).
- La génératrice auxiliaire (EVR type DD2, puissance 1,8 KW).
- Le compresseur Spiros V4 A27 à deux étages.
- Le ventilateur des moteurs de traction arrière.
-Une cloison verticale séparant le moteur Diesel des organes électriques et du compresseur.
La cabine de conduite abrite :
- Le pupitre de conduite.
- Les armoires d’appareillages haute et basse tensions.
- Le robinet de frein automatique.
- Deux sièges pivotants.
- Le frein à main d’immobilisation.
- L’appareil indicateur/enregistreur de vitesse Flaman.
- Les commandes des sablières et des avertisseurs.
Par ailleurs, l’indicateur de vitesse est équipé d’une plaque de lecture aux inscriptions blanches sur fond noir, ce qui n’est pas usuel.
La cabine de conduite comporte deux postes de conduite un pour le sens AV et un pour le sens AR (AV coté grand capot, AR coté petit capot) placés de chaque côté du pupitre de conduite. Le pupitre central comporte de chaque côté deux leviers liés mécaniquement permettant de commander :
-Le sens de marche ‘’Manipulateur d’Inversion’’.
-L’accélération du moteur Diesel ou le freinage au frein direct (engin moteur seul) ‘’ Manipulateur de Traction’’.
Le robinet de frein automatique est situé du côté poste AV.
L’accès à la cabine s’effectue par deux portes disposées en diagonale.
Le capot arrière abrite :
La batterie d’accumulateurs.
Les deux Réservoirs Principaux (RP).
La grande branche de bois sert, elle, à faire sauter les chappes des attelages, sans pénétrer entre les tampons.
Sous le châssis entre les bogies on trouve :
- Au centre le réservoir à combustible.
- Les équipements de freins (triples-valves et robinets d’isolement).
Les capots avant et arrière sont composés de tronçons entièrement démontables, permettant l’intervention pour réparation ou entretien.
Moteur Diesel
-Moteur Sulzer
BB 63001 à 63072 type 6 LDA 22B. 600 ch, 440 Kw, 900tr/min.
BB 63073 à 63108 type 6 LDA 22C. 600 ch, 440 Kw, 900tr/min piston refroidis.
BB 63109 à 63128 type 6 LDA 22C’. 725 ch, 535 Kw, 950tr/min.
BB 63129 à 63158 type 6 LDA 22D. 725 ch, 535 Kw, 950tr/min.
BB 63159 à 63250 type 6 LDA 22E. 750 ch, 550 Kw, 980tr/min.
-6 cylindres en ligne, alésage 220mm, course 290 mm.
-Alimentation par injection directe, pompe d’injection individuelle Sulzer.
-Régulateur de vitesse Sulzer.
-Turbo soufflante Sulzer. L’augmentation de la vitesse de la turbo soufflante a permis d’augmenter la puissance du moteur diesel. Vitesse d’origine 19800 tours/minute.
-Vitesse de ralenti du Diesel 500 tr/min.
L’aspiration de l’air pour le moteur se fait par la rotation de la turbosoufflante à travers un filtre composé de 3 coffrages horizontaux superposés.
L’échappement des gaz de sortie se fait au travers d’une tuyère verticale par un convergent-divergent dont le rôle est de créer une dépression pour aspirer l’air du compartiment moteur et le rejeter à l’extérieur par un orifice émergeant du capot.
Le ventilateur réfrigérant, le ventilateur des moteurs de traction 1 et 2 et le groupe combiné (pompe à eau et pompe à combustible) sont entraînés par l’arbre moteur par l’intermédiaire d’un coupleur hydraulique et un jeu de poulies et courroies. Le ventilateur des moteurs de traction 3 et 4 est entraîné par poulies et courroies par l’intermédiaire du compresseur.
Graissage du moteur diesel
-Pré-graissage avant démarrage du diesel :
Pompe manœuvrée manuellement par le mécanicien: BB 63001 à BB 63156.
Pompe entrainée par un moteur électrique: BB 63157 à BB 63250.
-Moteur en rotation: Le graissage se fait par une pompe à engrenages placée à l’intérieur du carter, elle crée une circulation d’huile dès que le moteur tourne. Le circuit de graissage comporte un filtre à éléments, un filtre magnétique et une soupape de sureté.
Une pompe à engrenages placée dans le circuit d’huile refoule celle-ci directement vers le carter si la température est inférieure à 60°c ou vers les radiateurs réfrigérants d’huile si la température est supérieure à 60°c. Radiateur à huile à cinq éléments ‘’Chausson’’ placé derrière les radiateurs du circuit d’eau.
Alimentation en combustible.
Une pompe à main permet le remplissage de la nourrice (de 75 litres) sous pression avant le lancement du moteur.
Une pompe à combustible appelé ’’pompe de transfert’’ groupée avec la pompe à eau est entraînée par le moteur diesel par des poulies et courroies et alimente la nourrice sous pression via un préfiltre et des filtres fins sur les BB 63001 à 63038. Les BB 63039 à BB 63250 ne comportent que les filtres fins.
Refroidissement du moteur diesel et de la turbosoufflante.
La pompe à eau appelé ‘’pompe de transfert’’ groupée avec la pompe à combustible est entraînée par le moteur Diesel et crée une circulation d’eau dans le circuit.
BB 63001 à BB 63108
Une pompe à main permet de remplir la nourrice d’eau avant le lancement du moteur.
L’eau circule dans le moteur et la turbosoufflante, une vanne thermostatique établit le circuit soit directement vers la bâche à eau ou dans deux faisceaux de radiateurs. Un orifice fermé par un bouchon avec jauge permet le remplissage de cette bâche à eau de refroidissement.
Le compartiment de refroidissement canalise la circulation de l’air provoqué par la rotation du ventilateur entraîné mécaniquement par le moteur diesel.
BB 63109 à BB 63250
L’eau circule dans le moteur et la turbosoufflante et dans deux faisceaux de radiateurs.
Un niveau à flotteur placé sur la nourrice et visible depuis les passerelles latérales permet de contrôler le niveau d’eau dans la nourrice. La nourrice est équipée de deux orifices de remplissage.
Le compartiment de refroidissement canalise la circulation l’air provoqué par la rotation du ventilateur. Ce dernier est entrainé mécaniquement par le moteur diesel via un coupleur magnétique. La mise en marche du coupleur magnétique est fonction de la température de l’eau de refroidissement, le seuil est fixé à 80°c.
Partie électrique.
Génératrices.
L’équipement électrique est construit par Brissonneau et Lotz dans son usine de Nantes. La génératrice principale à excitation séparée fournit le courant aux quatre moteurs de traction couplés de construction en série-Parallèle. Elle comporte un deuxième enroulement d’excitation qui permet le fonctionnement en moteur série quand elle est alimentée par les batteries de l’engin moteur lors de la phase de lancement du moteur Diesel (démarreur).
Lors du lancement du moteur Diesel, la vitesse de rotation de la génératrice principale en moteur série est de 135 tr/min.
L’excitatrice fournit le courant d’excitation de la génératrice principale.
La génératrice auxiliaire fournit le courant de la charge batterie, le courant d’excitation de l’excitatrice et le courant d’alimentation des circuits de commande, de signalisation et d’éclairage.
Le réglage de la puissance est obtenu par variation du courant d’excitation et par modification du régime moteur.
Moteur de traction.
Quatre moteurs de traction à courant continu.
Moteur série à quatre pôles, type Brissoneau et Lotz 453-29.
Ils sont toujours couplés en série-parallèle, deux branches par deux.
L’inversion du sens de marche est obtenue par un inverseur à tambour commun aux quatre moteurs. Ce dernier inverse le sens du courant :
-BB 63001 à 63038 : dans les induits.
-BB 63039 à 63250 : dans les inducteurs.
Batteries.
La batterie d’accumulateurs (tension 72V capacité 140 Ah) fournit le courant nécessaire à la génératrice principale pour le lancement du moteur Diesel et à l’alimentation des circuits de signalisation, d’éclairage et d’excitation.
Elle est composée de 54 éléments.
Partie pneumatique.
Equipement pneumatique.
L’air comprimé est produit par un compresseur Spiros à deux étages entraîné directement par un accouplement élastique (Brampton) en bout d’arbre de la génératrice principale. Il alimente deux réservoirs principaux en série de 425 litres. Ils alimentent la Conduite Principale (CP) qui alimente:
La valve relais.
Le robinet de frein automatique H7A avec soupape M3A.
Le détendeur de frein direct.
Les robinets d’essuie-vitres.
Les valves de commandes d’avertisseurs et de sablage.
BB 63157 à 63250. Ces engins sont équipés de l’accélération à vide du moteur diesel pour augmenter la production d’air.
Equipements de freins.
Triples valves LuL comportant une poignée de robinet Marchandises-Voyageurs.
Freinage par 4 cylindres de frein montés directement sur les bogies.
Frein d’immobilisation: un volant agit sur la timonerie de droite du bogie arrière par une transmission par chaînes et pignons.
A noter que, à une exception près, les 63000 sont restées équipées de triple-valves et n’ont pas connu de distributeur de frein.
Caractéristiques.
Longueur HT: 14,680 m.
Empattement d’un bogie: 2,600 m.
Entre axe des pivots de bogie: 7,500 m.
Diamètre des roues: 1,050 m.
Capacité des réservoirs à combustible:
- BB 63001 à 63108, parallépipédique de 2000 litres.
- BB 63109 à 63158, parallépipédique de 3000 litres.
BB 63001 à 63108. Capacité du réservoir à eau (Bâche) : 550 litres, nourrice 75 litres.
BB 63109 à 63250. Capacité de la nourrice 210 litres.
Poids en ordre de marche: 68 tonnes.
Les machines en sortie de chaîne de montage passent d’abord à la cuve de tarage, puis en essais en ligne sur Creil-Abancourt suivie par une semaine de manoeuvre dans le triage de Petit-Thérain à Creil. La 040 DE 1 (BB 63001), après passage au dépôt de Villeneuve St Georges pour formation du personnel de conduite et d’entretien sera affectée à Montargis (Loiret) pour assurer la desserte de l’étoile de Montargis.
De 1953 à 1961:
-Caisse vert extérieur 306.
-Bandes jaune bouton d’or 411.
-Châssis noir à trains 901.
-Traverse d’extrémité rouge vermillon 605. Inscriptions blanches.
De 1961 à 1985:
-Caisse vert celtique 301.
-Bandes jaune jonquille 401.
-Châssis gris ardoise 807.
-Traverse d’extrémité jaune jonquille 401. Inscriptions noir.
De 1985 à 1990:
-Caisse chamois 432.
-Traverse d’extrémité et cornières du tablier gris beige clair 805.
-Bas de cabine et de parties hautes de cabine et capots havane foncé 501.
-Bogies et châssis gris ardoise 807.
Après 1990:
Comme au dessus mais le Chamois peut être remplacé par de l’orange TGV 435.
Suppression des plaques portant le logo rond SNCF sur les extrémités et les plaques sur les côtés de cabines. Ils seront remplacés par inscriptions en décalcomanies ou en auto-adhésifs.
Toutes ces modifications de livrées ont été effectuées lors du passage en ateliers pour révision ou modification et se sont étalées dans le temps.
Modifications au cours du temps.
L’échappement sortait d’origine au milieu du grand capot avant, à partir de 1957 une modification reporta ce dernier le long du montant vertical gauche de cabine dans un caisson tôlé débouchant sur la toiture.
La série 63159 à 250 reçoit, de construction, une cheminée débouchant sur le toit, identique à celle des 63001 à 158 modifiées, les trompes restent provisoirement sous le toit.
En 1957 report des équipements de freins (triple valve et robinets d’isolement) sous le châssis pour les BB 63001 à 63108.
A partir de 1958 généralisation du cornet acoustique pour détection de pétards placés sur la voie. Ces équipements seront démontés dans les années 80.
En 1961 mise en place d’un silencieux d’échappement sous le grand capot.
Entre 1957 et 1962, installation d’une barre centrale sur les rambardes le long des capots, puis d’une deuxième en position basse. Mise en place de mains d’atteleurs sous les tampons.
Suppression des feux d’angles sur les cabines des machines 63001 à 158, les BB 63159 à 250 étant sorties sans.
Remplacement des ouïes par des Miofiltres sur certains panneaux amovibles du grand capot, coté cabine au début des années 1960. Nous y reviendrons plus bas.
Autre modification réalisée lors des grandes révisions, les marches des niches d’accès des extrémités voient la marche centrale reportée de l’autre coté de cette niche pour faciliter la montée des agents à la manière d’une échelle.
Caisson pour matériels de lutte contre l’incendie.
Ces caissons comportant des lances, à raccorder à une source d’eau sous pression existante, il semble que l’on pouvait alimenter la lance à incendie avec l’eau du circuit de refroidissement du moteur. Ceux ci vont disparaitre dans les années 60, ils sont peints en rouge et comportent ou non, sur la face visible, l’inscription « NE PAS DIRIGER LE JET SUR LES CATENAIRES OU LE 3e RAIL DANGER DE MORT ». Les BB 63000 et les A1A A1A 62000 sont, à notre connaissance, les seuls engins moteurs a avoir reçu ce type d’équipement.
Pose de graisseurs de rails sur certains engins circulant en ligne.
A partir de 1985 application de la nouvelle décoration Arzens lors du passage en révision.
En 1989 relèvement de la vitesse limite à 90 km/h.
Différences de conception dans la série 63001 à 63250.
La première porte sur les cabines de conduite.
De la 63001 à la 63127 les cabines possèdent des baies frontales et latérales sans joint de caoutchouc, pour les 63128 à la 63250, c’est le cas.
Capots avant et arrière.
Si les capots arrières sont tous identiques, de grandes différences existent sur les sous-séries des 63000 et en rapport aux 63500.
Parties supérieures.
Trois versions en fonction des numéros:
63001 à 108.
63109 à 154.
63155 à 250.
Capots, parties latérales.
Couplage BB 63500 et truck
En 1988 l’atelier SNCF de Nevers-machines réalise un prototype pour ‘’manœuvres lourdes’’ en accouplant un truck à une BB 63500. Le truck est obtenu en raccourcissant une BB 63000. Suppression de la cabine du groupe Diesel génératrice et du compartiment refroidissement.
Longueur HT du truck: 11,390 m
Entre axe pivots de bogies: 4,150 m
Lestage du truck: 19,7 t
Les couplages indéformables seront constitués entre 1988 et 1992, ils seront numérotés respectivement BB 64701 à 64723 et TBB 64801 à 64819. Nevers machines transformera 23 BB 63500 en BB 64700 et Sotteville quatre Mares transformera 19 BB 63000 en TT 64800.
BB 63001=TTB 64805, BB 63014=TTB 64806, BB 63022=TTB 64811, BB 63024= TTB 64801, BB 63025=TTB 64816, BB 63030=TTB 64814, BB 63034=TTB 64818, BB 63043=TTB 64803, BB 63047=TTB 64817, BB 63051=TTB 64809, BB 63057=TTB 64802, BB 63059=TTB 64807, BB 63063=TTB 64815, BB 63070=TTB 64808, BB 63075=TTB 64812, BB 63080=TTB 64804, BB 63086=TTB 64813, BB 63089=TTB 64810, BB 63093=TTB 64819.
A suivre, plusieurs porte-folios sur les BB 63000 et, à venir, une grande étude sur les 63400 et 63500.