Petite Histoire de la DRG électrique

[Rockandrail]

Merci pour ces encouragements

Poursuivons donc:

La première ligne exploitée en courant triphasé qui fût ouverte au public, fut celle construite par BBC (Brown, Boveri et Cie) pour les tramways de Lugano (Suisse). Longue de 4,9 km, la ligne était alimentée en 400 V 40 Hz. La caténaire était du type double disposée parallèlement au dessus de la voie, assez proche de celles des trolleybus.
BBC livra également en 1897 une machine de 66 kW pour le Gornergratbahn et, en 1899, les deux premières machines de ligne triphasée pour la ligne de montagne joignant Burgdorf à Thun (BTB), toujours en Suisse. Ces machines, alimentées en 750 V 42 Hz, pesaient 30t et étaient équipées de deux moteurs à 16 pôles de 110 kW leur permettant d’atteindre les 36 km/h. Elles ont été préservées et se trouvent pour l’une au Deutsches Museum de Munich et pour l’autre au musée suisse des transports de Lucerne.

Locomotive électrique triphasée du BTB exposée au Deutsches Museum de Munich

Sous l’influence décisive de Koloman Kandó, les usines Ganz et Cie de Budapest se lancèrent également dans la conception de matériel roulant triphasé. Après des études menées entre 1896 et 1899 et sur la base de l’expérimentation menée à Evian, cette société mit en place la ligne de 106 km entre Lecco – Colico – Sondrino/Chiavenna en Italie du Nord, ligne connue comme « chemin de fer de la Valteline ». Elle était électrifiée en courant triphasé de 3,3 kV 16 2/3 Hz. La ligne fut inaugurée le 4 septembre 1902 et exploitée par deux locomotives Bo+Bo (deux unités de deux essieux moteurs fixés au cadre).

Locomotive électrique triphasée Bo + Bo numéro 342 de la ligne de Valteline en 1902

Une troisième machine vint les rejoindre à la fin de l’année ainsi que dix autorails.
Immatriculées 341 à 343 aux FS, les locomotives possédaient un moteur de 110 kW par essieu. Le couple moteur était transmis aux roues au moyen d’une commande par arbre creux.

Précédemment, Ganz et Cie avaient livré une locomotive électrique à quatre essieux à la fabrique impériale de munitions de Wöllersdorf (Autriche). Mise en service début 1902, c’était la première locomotive à haute tension triphasée mise en service régulier.

Enfin, le chemin de fer de la Valteline commanda encore dix locomotives triphasées à la distribution d’essieux 1’C1’.
Les résultats d’exploitation de la ligne de la Valteline étaient excellents. Cela mena, avant la première guerre mondiale, les chemins de fer italiens à faire de l’électrification triphasée 3,3 kV 16 2/3 Hz leur standard d’équipement pour les autres lignes à construire. Ils suivirent dans cette voie les recommandations appuyées de R. Bianchi, premier directeur général des FS. Sa détermination à promouvoir l’usage du triphasé était telle que les essais menés en courant monophasé sur la ligne Turin – Pinerolo ne connurent aucune suite.

Il en résulta qu’à la fin des années vingt du siècle dernier, favorisé par la pénurie de charbon consécutive à la guerre, un réseau de chemin de fer électrifié en courant triphasé long de 2100 km s’était développé en Piémont et en Ligurie, au nord de Florence, Bologne et Livourne.
Ce développement s’arrêta cependant là. A la fin des années vingt, les FS entreprirent de poursuivre l’électrification de leur réseau en 3000 V continu. Cette volte face ne mit cependant pas fin aux recherches en cours pour l’électrification en triphasé 10 kV 45 Hz de la ligne Rome – Sulmona. A cet effet, les FS commandèrent cinq locomotives 1’D1’ formant la série E 470/472 et quatre formant la série E 570. Une machine supplémentaire, équipée d’un convertisseur Kandó, classée E 471, fut conçue pour être compatible avec les deux types de courant triphasé italiens. Elle fut de ce fait la première locomotive bi-fréquences au monde. Mais sa construction ne fut pas poursuivie.

Les locomotives triphasées de 10 kV ne présentant pas d’avantages particuliers par rapport aux machines à courant continu et les lignes caténaires étant plus complexes, ce développement ne fut pas poursuivi. Une seule ligne triphasée fut encore équipée en 1939 sur le Brenner entre Trente, Bolzano/Bozen et Merano. A la même époque, la conversion vers le courant continu des lignes triphasée existantes était déjà bien avancée. Les deux dernières lignes triphasées italiennes – Acqui Terme – Alessandria et San Giuseppe di Cairo – Nizza en arrêtèrent l’exploitation le 25 mai 1976.

[Rockandrail]

La fin du 19ème siècle voyait également se mettre en place l’un des plus grands chantiers ferroviaires jamais réalisés avec la construction du tunnel du Simplon, long de 19.803,10 m. Ne trouvant pas de solution pour sa ventilation, les SBB-CFF avaient opté pour la traction électrique.

A la suite de longs palabres, la société BBC obtint l’autorisation d’équiper à ses frais et risques la ligne reliant Brig à Iselle. Deux ans après son ouverture le 1er juin 1906, suite à une exploitation sans incidents, les SBB-CFF reprirent à leur compte le matériel roulant et les infrastructures et, bien que la compagnie BLS eût dès 1913 électrifié en courant alternatif monophasé 15 kV 16 2/3 Hz la ligne du Lötschberg jusqu’à Brig, les SBB-CFF prolongèrent en 1919 leur ligne en courant triphasé en aval du Rhône jusqu’à Sion. La pénurie mondiale de charbon consécutive à la première guerre mondiale en avait été le moteur.

Le trafic sur le Simplon était assuré par deux machines construites initialement pour une ligne privée italienne et par trois machines de réserve prêtées par les FS. Numérotées 361 à 363, les trois machines FS ne furent jamais la propriété des SBB-CFF. Les SBB-CFF quant-à eux avaient mis en service en plus des deux machines 1’C1’, quatre locomotives de type D et une 1’D1’ numérotée 371.
La ligne fut convertie en courant monophasé 15 kV 16 2/3 Hz en 1930. Toutes les locomotives triphasées furent ferraillées avant les années 40.

Locomotive électrique triphasée 1’D1’ numéro 371 des SBB sur la ligne du Simplon en 1914

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Signalons enfin qu'une seule ligne triphasée expérimentale fut installée aux USA. Il s’agissait d’une ligne de 10 km ouverte par la compagnie Great-Northern-Railroad en 1906 dans les "Cascade Mountains". Electrifiée en 6,6 kV 25 Hz, la ligne comportait un tunnel 4,2 km. Pour son exploitation, General Electric livra des locomotives BoBo de 104,5t développant 1100 kW de puissance horaire et capables de tracter 2500t. La ligne fut prolongée en 1927/28 pour atteindre 115 km et un nouveau tunnel fut construit. Mais à cette occasion, l’alimentation électrique fut commutée en courant monophasé de 11,5 kV 25 Hz.


En France, le petit chemin de fer de la Rhune, à l’écartement métrique et à crémaillère, inauguré en 1924, est toujours exploité en courant triphasé de 3 kV 50 Hz.

[tyrphon]

Une question me taraude... Avec l'alimentation triphasée à trois fils situés les uns au-dessus des autres, comment faisait-on pour les aiguillages

[Rockandrail]

Je ne sais pas mais je gagerais que sur les lignes expérimentales où ces caténaires ont été testées, il n'y avait pas d'aiguilles.

[Le Basque]

Pour les aiguilles on doit baisser les perches non ?

De mémoire la motrice de la Rhune a une ficelle qui rentre dans la cabine et il y a une bretelle pour le croisement de la rame montante et de la rame descendante.

[tyrphon]

Avec les deux fils placés horizontalement, c'est plus facile. Il faut cependant des sections de fils non alimentées por éviter les court-circuits, ce qui explique pourquoi il y a deux jeux de perches éloignés l'un de l'autre.

[Rockandrail]

d) Les locomotives à courant alternatif monophasé

Par rapport au courant continu, l’utilisation du courant triphasé avait représenté un progrès certain pour l’électrification des lignes sur une longue distance. Mais la complexité des caténaires et la difficulté de contrôler la vitesse des machines demeuraient des inconvénients majeurs.
Le courant alternatif monophasé combinait les avantages des systèmes triphasé et continu et semblait donc être le système idéal pour l’alimentation en courant de locomotives électriques. Les développements qui s’ensuivirent le confirmèrent : à la fin des années quatre-vingts du vingtième siècle, 53 % des lignes électrifiées dans le monde l’étaient en courant alternatif monophasé.

Au départ, le point crucial fut le développement d’un moteur approprié. C’est en 1902 que la technique prit son essor avec le développement quasi simultané de moteurs alternatifs monophasés par Winter et Eichberg en Autriche, par Behn-Eschenburg et Richter en Suisse, par Latour en France et Lammé aux Etats-Unis. A la suite de ces découvertes, les grandes compagnies d’électricité se mirent à faire le forcing auprès des compagnies de chemin de fer afin qu’elles adoptassent le procédé.

L’un des problèmes techniques les plus difficiles à résoudre était de limiter la production d’arcs électriques importants sur les collecteurs lors de l’utilisation de courants à haute fréquence. De ce fait, et malgré des essais effectuée à des fréquences de 40 à 50 Hz, les recherches se concentrèrent sur l’utilisation de fréquences comprises entre 15 et 25 Hz. D’autres progrès clés furent réalisés par Behn-Eschenburg et Richter avec le montage en parallèle d’une résistance ohmique non inductive pour la commutation. Le remplacement des balais métalliques par des charbons permit ultérieurement de beaucoup mieux contrôler la production d’étincelles.

Les essais de traction en courant monophasé débutèrent aux KPEV le 14 août 1903 sur la ligne de banlieue de Berlin « Niederschöneweide – Spindlersfeld ». Conduits par Gustav Wittfeld pour les KPEV, en collaboration directe avec AEG, ils exploitaient une tension de 6,3 kV sous 25 Hz. Pour les essais, l’on avait utilisé deux automotrices équipées de moteurs à répulsion Winter-Eichberg qui avaient initialement été construites pour desservir – sous courant triphasé – la ligne Murnau-Oberammergau. Bien que très prometteurs, les essais furent interrompus en octobre 1905 et les installations furent démontées.

Précédemment avait été mise en service le 1er août 1904 la première ligne au monde à être exploitée en courant alternatif monophasé, électrifiée par AEG en 2,5 kV 42 Hz puis 3 kV 50 Hz, ligne dite « Stubaitalbahn » reliant Innsbruck à Fulpmes, en Autriche. Les automotrices de la ligne étaient toujours en service en 1980.

Suite aux résultats positifs obtenus lors des essais à Niederschönweide, Wittfeld devint l’un des avocats les plus indéfectibles de l’électrification en courant alternatif monophasé. Il obtint l’équipement expérimental d’une ligne de 1,76 km près d’Oranienburg afin de procéder aux essais de véhicules électriques, ainsi que celui du réseau urbain de Hambourg dont la première ligne, longue de 26,6 km entre Blankenese et Ohlsdorf, fut inaugurée le 26 janvier 1908 et exploitée par automotrices.

La première ligne de chemin de fer électrique alimentée en courant alternatif monophasé ouverte au service commercial en Allemagne reste toutefois la ligne Murnau – Oberammergau exploitée par la « Süddeutsche Elektrische Lokalbahn AG », connue sous son acronyme LAG. Inaugurée le 24 janvier 1905, la ligne était électrifiée en 5,5 kV 15 Hz. D’abord exploitée avec quatre automotrices, la ligne reçut le 19 février 1906 la toute première locomotive allemande à courant alternatif monophasé, immatriculée LAG 1. Il s’agissait de la première des célèbres « boîtes à sel » du LAG. Ces machines à deux essieux étaient équipées de deux moteurs suspendus par le nez similaires à ceux de la première locomotive triphasée de 1892.
La partie mécanique avait été construite par les ateliers de Katarinenhütte à Rohrbach et l’équipement électrique provenait des usines SSW (Siemens-Schuckert-Werke).
La locomotive effectua du service jusqu’en 1954, année où l’électrification de la ligne fut portée à 15 kV 16 2/3 Hz. Restaurée dans un état proche des origines, la locomotive fut exposée à partir de 1958 au sein des ateliers d’entretien des machines de Munich-Freimann.

Locomotive LAG 2 en tête d’un train de voyageurs à l’entrée de la gare d’Oberammergau en 1909

[tyrphon]

Ouahh! Ça fleure bon le Fleischmann et le Roco-Rowa!
On commence à se rapprocher du sujet...
Bon, ce n'est pas la DRG, c'est la DR qui a hérité de la ligne en 1938, puis la DB, mais ne chipotons pas.
Tiens dans le fil sur les voies étroites, j'avais déjà parlé de la LAG München et de son "Walhalla Bahn" absorbés par la DR en 1938. Ce devait être la même société
Je me permets de compléter en précisant que seule la LAG 1 fut réformée en 1958. Les quatre autres furent converties à la nouvelle tension et continuèrent leur carrière jusqu'à la fin des années 70 ou le début des années 80.
Fleischmann et Roco-Rowa, puis Brawa ont reproduit les modèles 2 et 3, et PIKO avait reproduit la n°5.
J'ai l'air savant, comme ça, mais je viens de tout trouver sur le net.

[Rockandrail]

Ouahh! Ça fleure bon le Fleischmann et le Roco-Rowa!
On commence à se rapprocher du sujet...
Bon, ce n'est pas la DRG, c'est la DR qui a hérité de la ligne en 1938, puis la DB, mais ne chipotons pas.
Tiens dans le fil sur les voies étroites, j'avais déjà parlé de la LAG München et de son "Walhalla Bahn" absorbés par la DR en 1938. Ce devait être la même société
Je me permets de compléter en précisant que seule la LAG 1 fut réformée en 1958. Les quatre autres furent converties à la nouvelle tension et continuèrent leur carrière jusqu'à la fin des années 70 ou le début des années 80.

Fleischmann et Roco-Rowa ont reproduit les modèles 2 et 3, et PIKO (ou une autre marque de RDA) avait dû reproduire les modèles 4 et 5

Tout cela est exact et j'avais prévu de le développer lors du passage en revue détaillé de chacune des machines.

Le 2 février 1937, Julius Dorpmüller, directeur général de la DRG et sympathisant nazi de longue date est nommé ministre des transports.
Le 10 février 1937, avec effet rétroactif au 30 janvier 1937, tous les actifs privés de la DRG sont nationalisés et la société devient officiellement la DRB (Deutsche ReichsBahn).
Le 12 janvier 1938, le sigle D R entourant l'aigle est adopté en remplacement du sigle rond de la DRG. Dès le début de l'année 1938, les compagnies locales privées ou gérées par les Länder sont nationalisées les unes après les autres. La première, LBE (Lübeck-Büchener Eisenbahn) le sera dès le 1er janvier 1938.

La LAG München sera quant à elle nationalisée le 16 juin 1938.

[Rockandrail]

Ne brûlons donc pas les étapes et poursuivons:

Aux KPEV (les chemins de fers prussiens), la première locomotive électrique de ligne, la EG ½, fut livrée par Vulcan et AEG le 11 février 1908. Elle fut mise à
l'essai à partir d’avril sur la ligne d’Oranienburg. D’une distribution (A1) + Bo, la machine avait des moteurs suspendus par le nez et fut la première locomotive équipée d’un contrôle par contacteurs électromagnétiques.

Une autre machine fut mise à l'essai sur la ligne en 1910. Produite par Maffei et SSW, la locomotive 1’C1’, future A¹ des chemins de fer badois, était équipée d’une commande par commutateurs rotatifs et de deux moteurs haut placés sur le châssis. Cette technologie fut ultérieurement adoptée sur une machine A1A expérimentale développée par Union-Gießerei et AEG pour les KPEV, future EV 5. Cette locomotive longue de 10 mètres n’avait qu’un seul poste de conduite à l’une de ses extrémités et pas de carrosserie, ce qui la rendait semblable à un wagon plat ou à une grosse draisine. D’une puissance de 442 kW pour une masse de 44,7t et une vitesse maximale de 60 km/h, elle était entrainée par deux moteurs suspendus par le nez.

Après le réseau urbain de Hambourg, la première ligne de longue distance à avoir été électrifiée par les KPEV fut la ligne Dessau-Bitterfeld. Les essais en courant alternatif monophasé de 10 kV 15 Hz débutèrent, toujours sous la direction de Wittfeld, environ un an après la finition de la ligne. Le 18 janvier 1911, le trafic était inauguré par la circulation d’une machine 1’C1’ équipée par SSW. Peu après suivait la machine 1’C1’ E 3101 développée par AEG pour la compagnie française du MIDI.

Au cours de l’année 1911, se succéderont sur la ligne les locomotives 2’B1’ ES 1 et ES 3 et les locomotives pour trafic marchandises EG 502 à 506.
Au tournant des années 1912/13, les administrations de Prusse, de Bavière et du bade signèrent un protocole d’unification de leurs lignes en 15 kV 16 2/3 Hz. Les administrations ferroviaires d’Autriche, de Suisse, de Suède et de Norvège s’y joignirent presqu’aussitôt. Très vite, un réseau électrifié unifié put se mettre en place en Europe centrale. De nombreuses autres locomotives furent testées jusqu’à l’interruption du service en 1914. Citons notamment les locomotives 1’B + B1’ commandées par les KPEV (EG 509/510) et le BLS (BLS 101). Toutes ces machines présentaient encore un entrainement par manivelles parallèles, bielles et faux essieux à partir de moteurs de grande hauteur placés sur les châssis.

Locomotive 1’B + B1’ construite par AEG pour le BLS photographiée en cours d’essais sur la ligne expérimentale d’Oranienburg (1909/1910)

Après la guerre, le 1er mai 1922, les locomotives expérimentales EV1/2 et EV 5 furent déplacées sur le réseau portuaire de Hambourg-Altona, alimenté en 3 kV 25 Hz. La locomotive EV 5 fut cependant très vite radiée du service. Intégrée à la DRG comme E 73 03, la EV 1/2 fut profondément transformée et devint une machine Bo+Bo à quatre moteurs. Elle demeura en service jusqu’en 1932. C’est en fait l’élévation de la tension du réseau à 6 kV qui imposa sa radiation. Elle fut déplacée au musée des transports de Nuremberg. Sérieusement endommagée par un bombardement au cours de la deuxième guerre mondiale, elle fut finalement ferraillée en 1955.