Le musée

des technologies ferroviaires (2/3)

Le musée des technologies ferroviaires (2/3)

Transcription :

Le Musée des Technologies Ferroviaires de la Seyne-sur-Mer dans le Var que je vous fais découvrir depuis la semaine dernière a été créé par Yvan Montazel. Peu de temps après sa naissance, dans les Vosges, ses parents sont venus s'installer à Toulon. Avec eux, il prenait souvent le train pour remonter voir sa famille, et son père ne manquait pas de profiter des plus longs arrêts en gare pour l'emmener observer la locomotive, de quoi éveiller de l'intérêt chez l'enfant qu'il était alors. Devenu adolescent, appareil photo en mains, il décida un jour de franchir le seuil du dépôt de la Seyne-sur-Mer pour venir réaliser des photos des 141 R, ces grosses locomotives alors en action entre Marseille et Nice. Il eut la chance d'être très bien accueilli par des cheminots ravis de faire découvrir leur métier, et c'est ainsi que peu à peu, nouant des amitiés avec plusieurs d'entre eux, il put monter à bord des machines, d'abord le temps de quelques manœuvres dans le dépôt, puis pour de plus longs accompagnements en ligne. Une passion était née, et si Yvan ne pourra jamais être conducteur de train à son tour, sa vue ne lui permettant pas de satisfaire aux tests médicaux alors en vigueur, il accumulera au contact des équipes du dépôt une extraordinaire somme de connaissances qu'il partage volontiers avec les visiteurs de son musée.

Parmi les nombreuses pièces qui s'y trouvent, il y a notamment la reconstitution complète d'une cabine de locomotive à vapeur, il s'agit même du premier chantier auquel Yvan s'est attelé. L'électrification de la ligne Marseille-Nice sonnant inexorablement le glas de la traction vapeur, il a en effet eu l'opportunité de récupérer auprès du dépôt de Miramas dans un premier temps de nombreux éléments de machines vouées à la ferraille. Cette cabine lui sert de support pour expliquer aux visiteurs de son musée comment fonctionnait une machine à vapeur. Il va le faire aujourd'hui tout spécialement pour vous, alors je lui laisse ma place, bonjour et bienvenue dans Aiguillages !

Alors, ce n'est pas la reconstitution d'un modèle particulier de locomotive, car j'ai récupéré des pièces sur différents types de locomotives. Il y avait la possibilité ici d'avoir des pièces pour refaire une 141
Le poste du mécanicien comporte comme commande essentielle le régulateur. C'est l'ouverture d'une vanne qui va faire passer la vapeur de la chaudière dans les cylindres et donc va permettre de démarrer. Il dispose également de ce qu'on appelle le changement de marche qui est ce volant.

Alors ce volant agit, sur l'embiellage de la locomotive, il est associé à un curseur et à une réglette qui ne sont pas très visibles, mais que l'on peut voir sur une autre. Voilà ! Donc, il y a un point mort au milieu. Donc quand le curseur est mis au point mort, la locomotive ne peut pas être utilisée. Si l'on se déplace d'un côté, on met la machine en marche arrière. Si on se déplace de l'autre côté, on met la machine en marche avant. Et entre le point mort et les deux extrêmes, avant ou arrière, on a ces divisions que l'on retrouve, les mêmes de chaque côté 20, 30, 40… Alors cela représente la course, le pourcentage de course des pistons dans les cylindres pendant laquelle on admet de la vapeur. Donc il est facile de comprendre que c'est avec la position du curseur sur ces différentes graduations que l'on va régler la puissance de la locomotive. Quand la locomotive a besoin de fournir un effort important, notamment au démarrage, pour faire décoller la rame dans les rampes, c'est-à-dire les montées, on va mettre un pourcentage d'admission de vapeur plus élevé, donc on fait rentrer plus de vapeur dans les cylindres à chaque déplacement des pistons. En revanche, quand la machine a besoin de fournir un effort moindre, donc on va ramener à un pourcentage plus faible quand la machine roule en palier, évidemment, cela dépend aussi de la masse de la charge qu'elle remorque.

Donc si l'on se met par exemple à 30 %, cela veut dire que pendant 30 % de la course des pistons dans les cylindres, on admet de la vapeur. Ensuite, cette vapeur est arrêtée dans la première phase, c'est-à-dire les 30 % qui ont été admis au départ. Donc il est facile de comprendre que plus on se rapproche du point mort, moins on va consommer de vapeur ... Consommant moins de vapeur, on va consommer moins de charbon, moins d'eau, etc. …

C'est le mécanicien qui, pour garder la vitesse à laquelle il est tenu d'aller, règle la puissance de sa machine en fonction de ces paramètres que sont la charge remorquée, que sont le profil de la voie. C'est un peu par rapport à une automobile par exemple l'équivalent du changement de vitesse.

Donc on voit ici le volant. Je le ramène là, au point mort, PM, et là, je le mets en marche avant, donc 20, 30, 40 %, etc. Et on peut faire la même chose sur la marche arrière. Donc, c'est avec ceci que le mécanicien en cours de route adapte la puissance de sa machine de façon à atteindre la vitesse à laquelle la machine doit aller et ne pas lui donner une puissance dont elle n'aurait pas besoin, ce qui serait une perte d'énergie. Pendant ce temps-là, le régulateur, il est recommandé de le garder ouvert au maximum, tout simplement parce que si l'on fait passer la vapeur dans des sections plus étroites et au niveau du régulateur, c'est ce qui se passe puisque c'est comme un robinet disons qui permet de réduire le passage de la vapeur, ça fait perdre de l'énergie à la vapeur. Donc il est toujours recommandé de faire passer la vapeur dans des sections le plus larges possible, donc de ne pas ouvrir qu'à moitié le régulateur.

Ensuite, au niveau de la conduite, il y a les commandes du frein. Sur tous les trains, il est à air comprimé. Cet air comprimé est fabriqué sur chaque locomotive par une pompe à air ou un compresseur. Sur les locomotives à vapeur, évidemment, c'est un compresseur qui marche à la vapeur.

Donc sans rentrer dans les détails un peu trop techniques, il y a deux robinets de frein, l'un qui va appréhender l'ensemble du freinage sur tous les véhicules remorqués donc wagons, voitures, etc. … Parce que s'il n'y avait que la machine qui freinait le train s'arrêterait au bout de plusieurs km ! Et quand la locomotive roule seule, haut le pied pour employer l'expression consacrée, on a ce que l'on appel le frein direct qui lui n'a que trois positions : neutre, desserrage, serrage du frein, ça, n'agit que sur la locomotive quand elle est seule. Sinon, on utilise ce robinet-là.

Ensuite, fonctionnant toujours à l'air comprimé, vous avez les sablières, qui permettent d'injecter du sable d'un côté ou d'un autre selon que la machine se déplace en marche avant ou en marche arrière pour arrêter le patinage, donc pour améliorer l'adhérence. Des roues en acier sur les rails en acier, l'adhérence n'est pas terrible, ce n'est bien moindre qu'un pneu sur une route, donc il faut éviter le patinage des roues qui provoquent une usure du bandage des roues et des rails. En injectant du sable, ça permet d'agripper le rail et donc d'éviter le patinage. Ça, ça existe sur toutes les locomotives qu'elles soient à vapeur, électriques ou aux diesels.

Ensuite, les manomètres que vous avez ici, il y en a de deux sortes. Ceux qui sont gradués jusqu'à dix bars, c'est pour l'air comprimé dans les différents organes de fonctionnement du frein. Les manomètres à 20 barres ici mesurent la pression de la vapeur dans la chaudière et dans les boîtes à vapeur, c'est-à-dire les tiroirs qui vont distribuer la vapeur dans les cylindres.

Ceci, ce n'est pas un, manomètre, c'est un thermomètre, ce qu'on appelle un pyromètre de surchauffe. C'est ce qui va permettre de mesurer la température de la vapeur surchauffée sur une locomotive, une grosse locomotive, on n'utilise pas la vapeur, telle qu'on la récupère en haut du dôme de prise de vapeur parce que c'est une vapeur qui va se re-condenser en eau facilement. Si elle s'échappe, ça fait un nuage blanc. C'est ce qu'on voit quand on fait bouillir de l'eau dans une casserole. C'est une vapeur qui contient en suspension des gouttelettes d'eau donc, et elle va se re-condenser en eau trop facilement, donc elle n'a pas un bon pouvoir énergétique. Donc cette vapeur, une fois récupérée dans le dôme de prise de vapeur ou au-dessus du niveau d'eau de la chaudière, on va l'envoyer se réchauffer dans des tubes qui repassent dans la chaudière au contact des flammes et cette vapeur va se surchauffer. Elle va atteindre des températures qui vont avoisiner les 300 400 degrés et à ce moment-là, elle va se comporter comme un gaz. Si elle s'échappe par un tuyau, là, elle est dangereuse parce qu'on ne la voit pas. Il n'y a plus ce nuage blanc et elle se comporte comme un gaz, donc elle ne va pas se condenser en eau facilement. Elle a donc un pouvoir énergétique plus important que la vapeur saturée.

Ensuite, les niveaux d'eau, éléments très importants aussi pour la locomotive, il y en a deux pour des raisons de sécurité. Un qui est visible par le mécanicien, l'autre par le chauffeur. Ils sont très importants parce que vous avez ici le foyer de la locomotive, donc dans lequel brûle le charbon et ensuite, au-dessus, vous avez de l'eau. Sur les côtés, vous avez l'eau et la tôle qui enferme le foyer dans sa partie supérieure. Ce qu'on appelle le ciel de foyer. C'est une tôle qui fait à peu près dans les deux centimètres d'épaisseur. Il ne faut pas qu'elle soit découverte d'eau, sinon elle serait soumise à une élévation de température si forte qu'elle se déformerait et on aboutirait à une explosion chaudière. Donc, il faut toujours que l'eau recouvre le ciel de foyer. C'est pour ça que les tubes à niveau d'eau permettent de contrôler la hauteur d'eau, à ce niveau-là, de façon à s'assurer qu'il y a toujours de l'eau suffisamment au-dessus du ciel de foyer. Alors évidemment, ce ciel de foyer, il peut être découvert en ce sens que quand la machine, par exemple, aborde une descente, l'eau va se concentrer sur l'avant de la chaudière et l'arrière, c'est-à-dire le ciel de foyer peut être découvert. Donc c'est pour ça que sur les tubes à niveau d'eau, vous avez ici des réglettes, où il y marqué « rampe », c'est-à-dire la pente, et vous avez le pourcentage des pentes cinq, dix... Vous avez donc le pourcentage de la pente et en fonction du pourcentage de la pente, le chauffeur, donc, doit savoir à quel niveau doit se trouver l'eau visible dans les tubes pour que le ciel de foyer ne soit pas découvert. Alors, à ces plaquettes-là qui reprennent la pente de la voie, sont associés évidemment les indicateurs de déclivité que l'on trouve en bordure des voies. Ces panneaux qui maintenant n'ont plus de raison d'être. On en trouve plus maintenant. Donc ils indiquent la pente de la voie, donc par exemple sur celui d'en bas. Ici, à partir de ce panneau, la voie est en rampe, c'est-à-dire en montée de 25 mm par mètre 25 pour 1000 sur une longueur d'un kilomètre 338. Et de l'autre côté, elle est en palier, c'est-à-dire à l'horizontale sur 642 mètres. Donc cela était utile aux chauffeurs pour savoir s'il fallait approvisionner suffisamment la chaudière en eau pour ne pas que le ciel de foyer soit découvert.

Pour l'alimentation en eau, on utilise plusieurs appareils. Ça peut être des pompes. Quand on utilise des pompes, il faut utiliser deux pompes. Pourquoi ? Parce qu'on ne peut pas prendre l'eau froide du tender et qui n'est pas sous pression et l'envoyer directement dans la chaudière parce qu'à l'endroit où elle rentrerait, ce qu'on appelle la chapelle d'introduction, ça créerait un refroidissement des tôles de la chaudière, donc une dilatation qui serait et qui nuirait à la vie de la chaudière. Donc quand on utilise des pompes, il faut deux pompes une pompe à eau froide qui va prendre l'eau froide du tender qui l'envoie dans des réchauffeurs. Les réchauffeurs, ce sont des espèces de ballons dans lesquels on fait passer des tuyaux où la vapeur circule et cette vapeur va réchauffer cette eau. Ensuite, une deuxième pompe va reprendre cette eau, cette fois réchauffée et cette fois l'envoyer dans la chaudière.

Ça, c'est le système par pompe. Un autre système, c'est le système par injecteur, ici, on a la coupe d'un injecteur, c'est un injecteur qui équipait les 141 R qui ont été coupé pour servir d'instructions aux élèves mécaniciens. Ça permet d'expliquer le fonctionnement de l'injecteur. Alors l'injecteur utilise, contrairement aux pompes qui sont des appareils dynamiques, c'est-à-dire qu'il y a des pistons ou des turbines qui marchent. Il y a quelque chose qui fonctionne. Dans un injecteur, il n'y a rien qui fonctionne. C'est statique, donc ça utilise un principe de la mécanique des fluides qu'on appelle l'effet Venturi, qui consiste à ce que quand un fluide, qu'il soit liquide ou gazeux, pénètre dans une tubulure dont le diamètre diminue, à l'extrémité de cette tubulure, se produit un phénomène d'aspiration. Alors ça, c'est utilisé dans beaucoup de domaines, même dans le domaine familial puisque dans une cuisinière à gaz, par exemple, il y a des injecteurs aussi, puisque la pression du gaz entraîne l'air qui va améliorer la combustion du gaz. Alors ici, on fait venir la vapeur de la chaudière, ici, on fait venir l'eau froide du tender, on soulève ces deux clapets. Pour soulever ces deux clapets, il faut tirer là-dessus et pour tirer là-dessus, c'est un levier qui se situe donc au niveau du chauffeur. Donc l'injecteur se trouve juste en dessous de ce levier et avec ce levier, le chauffeur peut soulever cette pièce et ouvrir ces deux clapets. Quand ces deux clapets sont ouverts, la vapeur va pénétrer ici dans une première tubulure qui commence ici et qui s'arrête là. Et on voit très bien que le diamètre ici est plus large que le diamètre ici. Donc arrivé à ce niveau-là, il y a ici un intervalle dans lequel l'eau qui arrive par ici peut être aspirée, puisque le phénomène de l'effet Venturi, donc le phénomène d'aspiration de l'eau par la vapeur, va permettre à l'eau de rentrer par là parce que c'est cette couronne tout autour ici. Là, nous avons trois autres petits cônes avec toujours un intervalle entre chacun par lequel l'eau peut rentrer et toujours plus large en haut que là où il serait donc un premier, un deuxième et un troisième. Donc on arrive à ce niveau-ci, avec à l'intérieur de la tubulure, un mélange d'eau et de vapeur, l'eau étant entraînée par la vapeur qui acquiert une très grande vitesse. Ensuite, ce mélange va pénétrer dans une autre tubulure, mais qui cette fois, est l'inverse des précédentes, c'est-à-dire qu'elle est plus étroite en haut qu'en bas. Donc, à l'intérieur de cette tubulure divergente, il va se produire une diminution de la vitesse de ce mélange d'eau et de vapeur au profit de sa pression qui va augmenter. Le tout est calculé de façon qu'à la sortie ici, on ait une pression qui soit supérieure à la pression de la chaudière qu'on avait ici. Donc, ce mélange d'eau et de vapeur va être refoulé par ici, va soulever ici un clapet anti-retour parce que ça se retourne à la chaudière, c'est-à-dire que là, on a la même pression que la pression de la chaudière. Donc, puisque la pression ici est plus élevée, le clapet va être soulevé et donc l'eau entraînée par la vapeur va pouvoir pénétrer dans la chaudière. Voilà le principe de fonctionnement de l'injecteur. Là, il est plus besoin comme avec les pompes, de réchauffer l'eau puisque l'eau étant entraînée par la vapeur, elle se réchauffe automatiquement dans son trajet. Les injecteurs sont des appareils qui sont des fois un peu capricieux, qui fait que l'effet Venturi, des fois, ne s'amorce pas du premier coup. Si ça ne marche pas bien, l'eau qui arrive toujours par ici tant que le clapet ici est ouvert, elle s'écoule ici sur la voie, en soulevant un autre clapet. Ici donc. Et ça, ça s'écoule sur la voie. Mais ça, le chauffeur s'en aperçoit. Un injecteur qui fonctionne, qui s'amorce, ça fait un sifflement particulier et ça s'entend très bien. Le chauffeur s'aperçoit que l'injecteur n'a pas amorcé.

Alors ici, on a un autre injecteur. Celui-là. Il n'a pas été coupé. Il est en entier. C'est un injecteur plus rustique, mais sur le même principe bien entendu, il provient d'une locomotive du PLM. Il date de la fin du XIX siècle, donc en coupe. Voilà. On a la même chose. On a l'arrivée de vapeur ici qui rentre dans une tubulure qui est conique. Là, il n'y en a pas plusieurs. Comme dans l'autre, il n'y en a qu'une seule. L'eau qui est aspirée à ce niveau-là arrive par ici et ensuite, il y a le tube divergeant, dans lequel la vitesse diminue et la pression augmente, qui est ici et ensuite le refoulement avec le clapet anti-retour vers la chaudière. Et si ça se met mal comme sur l'autre, il y a un trop-plein qui tombe sur la voie. Donc, ici, on voit l'arrivée de vapeur est ici l'arrivée d'eau et là le refoulement vers la chaudière est ici avec le clapet anti-retour et le trop-plein, enfin, si ça ne s'amorce pas, ça s'écoule sur la voie par ce tuyau-là. Voilà, c'est exactement la même chose, mais on un peu plus rudimentaire.

Pour continuer un peu sur la machine à vapeur, ça, c'est une porte de foyer de locomotive à vapeur pour le chargement à la pelle. Une grosse locomotive pouvait consommer dans les deux tonnes à l'heure. Évidemment, ça dépend de beaucoup de choses. Ça dépend de la conception de la machine, de l'effort qu'elle doit fournir. Mais du temps, de la chauffe à la pelle, avec une pelle comme ça, c'était un travail harassant pour le chauffeur, d'approvisionner le foyer pendant des distances assez longues. D'autant plus que le charbon, il ne fallait pas l'envoyer juste de l'autre côté de la porte. Il fallait l'envoyer sur toute la surface de la grille pour que ça chauffe de partout, de façon uniforme. Donc, il y a les angles arrières, il y a tout le fond du foyer. Tout ça nécessitait des coups de pelle assez vigoureux. Pour envoyer le charbon où il fallait, il y avait aussi l'usage d'un outil qu'on appelle un ringard. Voilà donc un foyer de grosse locomotive ça fait à peu près dans les trois mètres de profondeur et on voit la longueur ici de l'outil. Quand le chauffeur ressortait ça du foyer, ça lui servait à répartir un peu le charbon, ça, c'était chauffé au rouge. Donc il fallait faire attention de ne pas se brûler. Et sur les locomotives à vapeur qui roulaient sur des lignes qui avaient été électrifiées, il fallait faire attention qu'avec le manche, on n'aille pas toucher les caténaires. C'est pour ça que les cabines étaient prolongées par un grillage protecteur. Ensuite, les dernières générations de locomotives à vapeur qui ont été construites avaient le stocker. Le stocker, c'est ceci, c'est une vis d'archimède qui prend le charbon dans le tender et qui l'envoie directement dans le foyer. Donc cette vis d'archimède est actionnée par un moteur qui marche à la vapeur. Évidemment. Une sorte de turbine quoi. Et là, le charbon arrive dans le foyer. On voit ici le bout de la vis d'archimède. Le charbon sort par ici, tombe sur un plateau qui comporte des cannelures en éventail et à l'arrière, il y a des tuyaux qui arrivent, des buses par lesquelles le chauffeur peut envoyer de la vapeur. C'est la pression de la vapeur qui va projeter le charbon. Les cannelures en éventail permettent de disperser le charbon à droite comme à gauche et au milieu bien sûr, de façon à le répartir aussi uniformément dans le foyer.

Sur ces locomotives-là, le chauffeur avait à sa disposition une collection de robinets ici, qui commandaient justement l'arrivée de vapeur dans chacune des buses qui se trouvaient ici, à l'arrière. Cela n'empêchait pas quand même qu'il fallait faire parfois quand même un apport de charbon à la pelle, c'est pourquoi au-dessus du stocker que l'on voit arriver ici, il y avait quand même une porte de foyer. Donc, par cette porte de foyer, on pouvait quand même faire un apport à la pelle. Mais enfin, le gros du charbon était envoyé par le stocker.

Toutes les vannes qui sont en haut, sont la représentation des vannes qui étaient sur les 141 R. Ce sont simplement des robinets qui prélèvent de la vapeur dans la chaudière pour alimenter les différents organes. Donc la pompe à air qui va fournir l'air comprimé pour le freinage, l'arrivée de vapeur de l'injecteur, le réchauffage des graisseurs également sur certaines locomotives, c'était le cas des 141 R, l'alimentation d'une turbo dynamo qui fournissait l'éclairage électrique dans la cabine et les fanaux avant de la machine. Donc tout ça, c'était des pièces annexes, qui fonctionnaient à la vapeur et qui étaient commandées par ces vannes qui se trouvent là-haut.

Ensuite, évidemment, il y a l'indicateur de vitesse, l'appareil flamand qui permet deux choses : d'une part, de contrôler la vitesse évidemment, et également avec la bande graphique qui est dessous, d'enregistrer plusieurs paramètres. D'enregistrer la vitesse, d'enregistrer le franchissement des signaux s'ils sont en position d'ouverture ou de fermeture et sur les locomotives à vapeur également, les extractions. Les extractions, c'est l'ouverture d'une vanne qui se trouve ici. Enfin, la commande de la vanne se trouve ici. La vanne, elle se trouve au point le plus bas de la chaudière et cette vanne, il faut l'ouvrir régulièrement et c'est pour ça que c'est contrôlé par l'appareil flamand également, de façon à éliminer les bouts de tartre. L'eau utilisée par les locomotives est traitée chimiquement de façon à ce que le tartre ne colle pas aux parois des chaudières, mais forme un précipité, c'est-à-dire une boue qui tombe au fond, au point le plus bas de la chaudière. Donc cette boue, il faut l'éliminer régulièrement en ouvrant cette vanne d'extraction, lesquelles extractions se faisaient dans les dépôts au-dessus de fosses prévues pour ça. À la sortie des dépôts, il y avait la fosse d'extraction. Donc l'ouverture de la vanne est contrôlée évidemment par l'appareil flamand pour voir si effectivement les extractions ont été faites de façon régulière. Dans les grands dépôts, ceux qui étaient titulaires des machines, il y avait un service spécial qui contrôlait les bandes. Donc il n'y avait que le personnel habilité à relever les bandes qui pouvaient déplomber les Flamands, retirer les bandes, et les bandes étaient contrôlées par rapport à une bande type pour voir s'il n'y avait pas de fautes commises au franchissement des signaux ...

Le mécanicien aussi avait alors sa sacoche avec des affaires personnelles, bien sûr, avec des manuels d'instructions aussi pour certaines choses. Bon, et ces braves gens, il fallait qu'ils boivent. Alors il y avait deux possibilités. Il y avait soit cette gourde qu'on appelle « les plates », tout simplement parce qu'elles sont plus étroites. Mais beaucoup de mécaniciens, ici, dans la région, notamment, n'employaient pas ça, ils employaient des bouteilles de Cointreau parce que comme c'était carré, c'était plus facilement… Il y avait moins de place perdue.

Ensuite, il y avait évidemment la nourriture qui pouvait être dans des ustensiles à étage. Et alors, il y avait aussi pour certains cet instrument. C'est un morceau de bambou. Dans les bambous, il y a des nœuds, il y a une séparation et l'intérieur est creux. Alors, ça servait avec un bouchon à chaque bout de mettre le poivre et à mettre le sel.

Voilà, et ça, c'étaient les boîtes à draps puisque autrefois, dans les dépôts, il y avait des espèces… Pas de dortoirs, mais de chambres où ils étaient à deux, le chauffeur et son mécanicien, mais il n'y avait pas de literie. Enfin, il y avait les lits où il n'y avait pas de draps. Donc ils amenaient leurs draps dans cet étui. Voilà.

Alors ici, on revient à la traction vapeur. Ici, ce sont des échappements de locomotive à vapeur. Alors on utilise les échappements, toujours avec l'effet Venturi, mais pas pour la même raison que pour les injecteurs. Dans une chaudière de locomotive, on a le foyer sur la grille duquel brûle le charbon, il y a une voûte en briques réfractaires qui fait dévier les flammes de façon à ce que les flammes viennent lécher toutes les parois du foyer autour desquelles se trouve l'eau, notamment au-dessus, le fameux ciel de foyer dont on a parlé, le voilà. Il faut toujours qu'il soit recouvert d'eau.

Ensuite, les flammes rentrent dans des tubes que l'on voit ici, sur ces chaudières découpées. Et ensuite, donc, ça aboutit à l'avant à ce qu'on appelle la boîte à fumée. Ce local auquel on accède en ouvrant la porte avant de la chaudière et au-dessus de la boîte à fumée, vous avez la cheminée. Alors, pour que ça fonctionne, il faut qu'il y ait du tirage. Il faut qu'il y ait un appel d'air venant du foyer vers la cheminée, dans une maison par exemple la cheminée, elle est verticale. Donc c'est comme ça que ça se passe dans une habitation. Bon, là, c'est à l'horizontale. Comment faire pour avoir ce tirage ? On utilise l'effet Venturi au niveau de l'échappement, c'est-à-dire que la vapeur d'échappement celle qui a travaillé dans les cylindres et qui était éjectée par là cheminée va rentrer dans ces appareils-là. Et ces appareils-là, on voit qu'ils sont... Ils comportent ici ce qu'on appelle la tête d'échappement qui est conique. On voit qu'elle est plus large en bas que là. Là, il y a quatre barrettes ici qui vont partager le jet de vapeur d'échappement. En 4 jets, ces 4 jets sont repris par ces tuyères qui, elles aussi sont coniques. Vous voyez qu'elles sont plus larges à la base qu'en haut. L'effet Venturi d'aspiration va se produire à ce niveau-là, à ce niveau-ci et c'est ça qui va entretenir le tirage, c'est-à-dire que ça crée… Le but est de créer dans la boîte à fumée une pression inférieure à la pression atmosphérique, puisque la pression atmosphérique, c'est celle qu'on a au niveau du foyer, puisque l'air rentre par l'intermédiaire de la grille pour actionner la combustion du charbon. Donc, ici, on a la pression atmosphérique et pour qu'il y ait eu du tirage, il faut que là, on ait une pression inférieure à la pression atmosphérique. Alors c'est cet effet Venturi, créé par la vapeur d'échappement, qui va créer justement cet effet Venturi et donc ce tirage, cette aspiration des flammes à travers les tubes pour chauffer l'eau.

L'échappement est un élément très important pour la locomotive à vapeur, car s'il fonctionne mal, s'il est mal réglé, eh bien il n'y a pas de tirage, et s'il n'y a pas de tirage, la chauffe est mauvaise, et il n'y a pas la vaporisation qu'il faut. La machine, elle, ne va pas avancer comme il faut.

Alors ici, on voit sur la coupe de ces chaudières qu'il y a des petits tubes et des gros tubes dont les joints d'un côté donnent dans le foyer et de l'autre côté, ça donne dans la boîte à fumée. Et les flammes traversent ça. Pourquoi les gros tubes ? Tout simplement parce que dans les gros tubes, on fait repasser d'autres tuyaux que l'on voit ici. Ces autres tuyaux, les voilà. Alors si on prend un élément, par exemple un gros tube, on voit que dans un gros tube, il y a quatre petits tubes qui passent. Il y a une arrivée par là. Ensuite, ça va faire un coude comme ceci qui va revenir ici. Là, il y a de nouveau le même coude qui va repartir là-bas, un autre coude qui va venir ici. Donc on a l'entrée et la sortie. Mais il y quatre tubes, quatre longueurs de tubes dans lesquels on fait passer de la vapeur. Alors quelle vapeur on fait passer ? Et bien justement, comme je le disais tout à l'heure, c'est ça qui va permettre de réchauffer la vapeur. C'est-à-dire que la vapeur qui est chargée, qui est saturée d'eau, qui est prélevée en haut du dôme de prise de vapeur. On l'envoie dans ces petits tubes où elle va être réchauffée par les flammes qui passent à l'intérieur des gros tubes. Et c'est ça qui va donc surchauffer la vapeur. Et donc là y rentre de la vapeur saturée d'eau. Et là, il ressort la vapeur surchauffée et c'est cette vapeur surchauffée qui est envoyée travailler dans les cylindres. Il faut qu'évidemment chaque sortie de chaque élément, chaque sortie aille dans un même… Dans ce qu'on appelle le collecteur de surchauffe, qui est un appareil qui est derrière l'échappement-là, c'est ce que l'on voit grosso modo par-derrière ici. Et cet appareil va collecter toutes les sorties de ces éléments surchauffeurs pour envoyer la vapeur dans les cylindres par l'intermédiaire du régulateur qui est à la disposition du mécanicien.

Certaines chaudières ont été conçues pour les petits tubes avec des tubes à ailettes. Alors ça a été fait, tout simplement parce que les ailettes permettent une meilleure ... Puisqu'elles rentrent à l'intérieur ou passent les flammes permettent un meilleur échange thermique. Donc, ça va en utilisant tous les petits tubes que l'on voit ici. En mettant des tubes comme ça, ça permet de raccourcir la longueur des chaudières puisqu'on va transmettre plus facilement les calories des flammes à l'eau qui se trouvent autour des tubes. Ça a un inconvénient quand même. C'est que quand il y a trop de tirage, justement, il y a des particules de charbon qui peuvent être aspirées venant du foyer et qui peuvent se coincer dans les tubes. Donc ça peut boucher les tubes. C'est un inconvénient comme toute chose, il y a des avantages et des inconvénients. Voilà, alors ça, c'est un échappement de 241 R, c'est un échappement fixe, c'est-à-dire que rien ne bouge. La hauteur des tuyères est réglée en atelier et ensuite plus rien ne peut bouger en cours de route, on ne peut pas y avoir accès. Autre chose que j'ai oublié de dire, c'est que pour que ça fonctionne bien le tirage, il faut qu'évidemment la porte de la boîte à fumée, la grosse porte qui est ici soit parfaitement étanche parce que la dépression qui est faite au niveau de l'échappement si ça aspire de l'air par ici, évidemment, le tirage ne se fera pas. C'est pour ça qu'il y a des taquet de fermeture tout autour et donc il faut que ce soit parfaitement plaqué. Il y a un joint également qui était en amiante à l'époque, qui permettait une étanchéité de la porte de la boîte à fumée.

Alors il a existé sur certaines machines, des échappements variables, c'est-à-dire que le mécanicien, depuis sa cabine, peut faire varier les caractéristiques de l'échappement. Alors il y a, il y a eu plusieurs modèles. Ça, c'est un modèle à valves. Alors on voit que depuis la cabine, le mécanicien peut écarter les valves. C'est par là que sort la vapeur d'échappement, donc peut faire écarter les valves. S'il écarte les valves, bon et bien l'effet Venturi est moins fort puisqu'il n'y a pas cet effet de cône suffisamment important et donc ça va diminuer le tirage. Il n'y aura pas moins d'aspiration des flammes du foyer à travers les tubes. En revanche, quand on resserre l'échappement l'effet Venturi sera plus fort, donc on va augmenter le tirage et donc chauffer mieux. Chauffer mieux cela veut dire produire plus de vapeur, donc on va augmenter le rendement de la chaudière en produisant plus de vapeur. En contrepartie, on fait passer par là la vapeur d'échappement, c'est-à-dire celle qui a déjà trouvé dans les cylindres. Donc, en resserrant les valves, on la fait passer par une section plus petite. C'est un frein que l'on met à la circulation des pistons dans les cylindres. C'est comme si on bouchait un peu le tuyau d'échappement de la voiture. Donc le rendement du moteur est contradictoire avec le rendement de la chaudière, en quelque sorte.

Alors ça, c'est un déflecteur qui sert simplement à dévoyer le passage de la vapeur. Mais surtout, il comporte ici des petits trous qui aboutissent à ce tuyau qui est là. Voilà, c'est ce qu'on appelle le souffleur. Alors le souffleur, on en a également ici, sur cet échappement fixe de la 241 R, on a ici le souffleur. On a eu le même, une arrivée vapeur ici avec des petits trous tout autour. Alors, à quoi ça sert ? Eh bien, tout simplement quand une locomotive à vapeur s'arrête, et bien il n'y a plus d'échappement. Bon, puisqu'il y a plus de consommation de vapeur et donc il y a plus de tirage. Et il faut éviter quand même que le feu s'éteigne. Donc il faut créer un tirage artificiel et en envoyant de la vapeur dans ce tuyau-là, ou celui-ci là, c'est pareil, les petites sorties de vapeur qui vont sortir par là, par ces trous-là, ça va créer une sorte de mini effet Venturi qui va maintenir quand même un peu de tirage, un minimum de tirage pour que le feu ne s'étouffe en quelques sortes. Donc voilà pour ceci.

Alors on passe ici donc au matériel qui était propre aux 141 R chauffées au fioul et non pas au charbon. Ce sont celles que l'on avait ici sur la région notamment, ce sont celles que j'ai connues parce qu'ici, je n'ai pas eu la possibilité de connaître des machines charbonnières. Alors le fioul qui était utilisé, c'était du fioul lourd, ce n'était pas le fioul domestique, c'est en fait du goudron. Quand il fait froid, c'est dur. Donc il fallait le chauffer pour le liquéfier. Alors dans le tender, dans les soutes à fuel du tender, ces soutes à fioul étaient parcourues par des tuyaux en forme de serpentins dans lesquels on envoyait de la vapeur venant de la chaudière de la locomotive. Et c'est ce tuyau en serpentin réchauffaient le fioul. Il fallait et il y avait ce thermomètre qui trempait dans les soutes à fioul, et il fallait à peu près 80 à 90 degrés de température pour que le fioul devienne suffisamment liquide. Voilà donc ça, c'était tout l'équipement qu'il y avait sur le tender pour réchauffer le fioul, la vapeur venant de la machine de la chaudière. Ensuite, ce fuel arrivait par gravité à la vanne dont l'ouverture était commandée par le chauffeur dans la cabine de conduite. Donc c'était cette manette-là qui était en bout de cette tige-là et qui aboutissait ici à la vanne de réglage du fioul. Ensuite le fioul donc, sur son parcours d'ailleurs, il était encore réchauffé, il y avait des réchauffeurs tout le long, il ne fallait pas qu'il refroidisse. Ensuite, par un trajet qui était plus long que ça, ça arrivait donc au brûleur. Le brûleur était tout au fond du foyer. Donc alors que ça, c'était à l'avant, au niveau d'eau, sous le plancher de la cabine. Donc le fioul arrivait par ce gros tuyau jusqu'au brûleur. Le brûleur donc reçoit ... Comme le fioul n'était pas poussé, n'était pas pompé, il arrivait par gravité. Il y avait ici une arrivée de vapeur alors à la sortie du brûleur, là où je mets le doigt, c'était la sortie du fioul. Et là où il y a la feuille de papier, un mince filet, c'était la vapeur qui sortait et c'est la pression de la vapeur qui projetait le fioul qui en même temps qui le propulsait, qui le divisait en fines particules de façon à ce qu'il brûle bien. Alors, les locomotives chauffées au fioul avaient une porte de foyer différente des charbonnières, alors voilà la porte du foyer des 141 R fioul. Elles possédaient un regard qui permettait l'allumage du brûleur. Le brûleur se trouvait en face du regard, mais à trois mètres de profondeur, à trois mètres de distance. Donc, pour allumer une locomotive fioul, il fallait laisser partir suffisamment de vapeur de fioul pour que ça arrive jusqu'au niveau de la porte ici et là, avec un journal enflammé donc, on pouvait donc allumer le brûleur. Il ne fallait pas attendre trop longtemps non plus parce qu'il y avait sous la porte, il y avait un revêtement en brique réfractaire pour ne pas que les flammes du fioul tapent directement sur les tôles ça aurait corrodé les tôles. Donc il y avait une protection en briques réfractaires dessous. Et si on avait fait ce qui en est provoqué par un allumage tardif, une explosion, et bien l'explosion aurait fait tomber les briques et il fallait ensuite refaire le briquetage de la machine.

Alors autre particularité de ces locomotives chauffées au fioul, c'était le ramonage des tubes, les tubes que l'on a vu en photo là, avec les locomotives charbonnières, ils s'encrassent de suie. Mais la suie provenant de la combustion du charbon, c'est une suite pulvérulente. Le ramonage se faisait à l'arrêt dans les dépôts, donc avec de l'air comprimé qu'on envoyait dans chaque tube. À partir du foyer, on chassait la suie qui tombait dans la boîte à fumée et ensuite, on ouvrait la porte de la boîte à fumée et avec une pelle, on évacuait la suie à l'arrêt dans les dépôts avec. Avec la chauffe au fioul, on ne peut plus faire ça. Pourquoi ? Tout simplement parce que la suie provoquée par la combustion du fioul, c'est une suie qui est grasse, qui n'est plus pulvérulente et qui colle après les tubes. Donc le ramonage des tubes ne pouvait se faire que par sablage et cette fois, non pas dans les dépôts, mais en cours de route. Alors à des endroits bien précis à cause de la pollution. Alors, par exemple, j'avais l'habitude de rouler en accompagnement, surtout entre Marseille et Toulon, puisque j'habitais Toulon à l'époque et que j'allais tous les jours à la faculté des sciences de Marseille. Donc je faisais les voyages tous les jours de Toulon à Marseille et quand j'avais la possibilité de le faire en accompagnement sur les 141 R, le ramonage, on le faisait à la sortie du tunnel Mussuguet qui fait deux kilomètres 600 et qui se trouve entre Cassis et Aubagne. Et à la sortie du tunnel du Mussuguett côté Aubagne, la voie traverse une espèce de petite tranchée. Il n'y a pas d'habitations et on faisait le ramonage obligatoirement à cet endroit-là, alors le ramonage se faisait de la façon suivante. Donc on a le chauffeur arrivé à l'endroit prévu pour ça. Il introduisait donc cet entonnoir dans l'ouverture, donc dans le regard de la porte de boîte à fumée. Mais au préalable, cet entonnoir, il l'avait, on l'avait rempli de sable. Alors sur les tenders des locomotives, les 141 R au fioul, il y avait un petit bac en tôle avec un couvercle qui était rempli de sable. Avec cette pelle, le chauffeur remplissait l'entonnoir de sable, en le bouchant là pour pas que le sable s'écoule et on ouvrait le regard ici, il introduisait le sable et il enfilait l'entonnoir de sable et le tournait dans toutes les directions de façon que le tirage entraîne le sable dans tout le faisceau de tubes et donc le sable arrachait la suie. Donc voilà. Mais au préalable, le mécanicien avait mis le changement de marche. C'est ce qui correspond au volant qu'on a vu dans la cabine, tout à l'heure. Sur les 141 R, ce n'était pas un volant, c'était ce levier. Donc on retrouve ici la même chose le point mort au milieu et puis les différents degrés : 20, 30 ... De facto de chaque côté, donc le chemin marche arrière. Au préalable, le mécanicien avait mis le changement de marche au maximum de consommation de vapeur au cran le plus élevé de façon à avoir au niveau de l'échappement le tirage le plus fort pour que tous les grains de sable soient bien aspirés. Donc ce n'était pas pour la puissance de la machine, elle n'en avait pas besoin, mais c'était pour avoir le tirage le plus fort, le plus intense. Donc voilà pour ça. Alors ici, on a des photos, donc de l'annexe traction de La Seyne-sur-Mer, où du temps de la vapeur, il y avait ce qu'on appelle la tour de l'épurateur, l'épurateur Lamy dans lequel on préparait le composé chimique qui était envoyé par ce tuyau dans le château d'eau. Ce qui fait que l'eau qui était distribuée par les grues à eau aux locomotives était de l'eau traitée. Sinon, on pouvait faire le traitement à bord même des locomotives, des tenders des locomotives. Alors voici par exemple des tendeurs de 141 R, un tender, 30 R. Il y a ici ce petit récipient que l'on voit ici en plus gros plan, dans lequel on met le produit de traitement. Voilà un schéma, de ce que ça donne. Vous avez le tender que l'on rempli d'eau naturelle, vous avez le récipient ici que l'on a vu en photo dans lequel se trouve le produit. C'est un récipient qui est étanche, l'air ne peut pas rentrer. Il est relié à une cloche qui trempe dans le tender et à l'intérieur de ce récipient, il y a un siphon. Quand on remplit d'eau naturelle le tender, l'eau monte dans la cloche, comprime l'air qui est au-dessus, ça exerce une pression sur tout le liquide de traitement et donc ça fait refouler le liquide par l'intermédiaire du siphon dans le tender. Ce qui fait que la quantité de produits de traitement va être proportionnelle à la quantité d'eau qui est introduite dans le tender. Voilà donc ça, c'était le traitement à bord, même des locomotives. Alors ce traitement chimique, c'est le traitement qui avait été mis au point par Louis Armand d'où le nom de TIA (Traitement Intégrale Armand) et qui avait pour but, on en a parlé tout à l'heure avec les vannes d'extraction qui avaient pour but d'empêcher le tartre de coller aux parois des chaudières, de coller aux tubes, mais au contraire de former une boue qui tombait au point le plus bas de la chaudière qu'il fallait évacuer en ouvrant la vanne d'extraction, comme on a parlé précédemment.

Si vous êtes resté jusque-là, vous avez sans doute appris deux trois choses voire plus au sujet des locomotives à vapeur, dans le prochain numéro d'Aiguillages, je vous proposerai un dernier détour dans les méandres du musée d'Yvan, on s'intéressera cette fois-ci à quelques machines des premiers temps de la traction électrique, des ancêtres comme les rames standard ou les BB Midi. Si vous n'avez pas encore vu la première partie de ce reportage qui était consacrée à la signalisation mécanique dont Yvan entretien dans son jardin plusieurs spécimens fonctionnels, je ne peux que vous encourager à y jeter un œil, vous y accéderez en cliquant sur la vignette qui s'affiche à l'écran juste en dessous.