Locomotive diesel
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Les locomotives diesel diffèrent sensiblement par la méthode selon laquelle la puissance déployée par le moteur diesel est transmise aux roues.

Transmission directe

Le moteur diesel entraine directement le(s) essieu(x) moteur(s).

Seul le prototype Sulzer (symbole 2C2) de 1910-1912 a été construit ainsi. le moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou...) en Vé était disposé transversalement dans la caisse (Les caisses en bois servent à emballer des produits en plusieurs pièces, qui doivent être livrées ensembles.) et attaquait directement l'essieu (Dans un véhicule à roues, un essieu est un arbre placé transversalement sous la caisse et supportant par l'intermédiaire des fusées les roues situées à ses extrémités. Un essieu peut être...) moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce...) central, les 2 autres étant accouplés par bielles. Le démarrage du train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons (pour transporter des marchandises), et peut être tracté par une...) était effectué en faisant fonctionner le diesel en moteur pneumatique. Quand la vitesse (On distingue :) d'allumage (Pour s'enflammer, le mélange air-essence, un gaz contenu dans le cylindre doit subir une élévation de température permettant de porter une partie de sa masse au-dessus de sa température d'inflammation (ti-380°C).) était atteinte le fonctionnement passait en mode diesel, un compresseur étant alors utilisé pour regonfler la réserve d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des...) nécessaire au prochain démarrage.

Diesel-pneumatique

Le moteur diesel (Fruit des travaux menés par l'ingénieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897, le moteur Diesel est un moteur à combustion interne dont l'allumage n'est pas...) entraine un compresseur. L'air comprimé (L'air comprimé est de l'air ambiant, mis sous pression avec un compresseur, le plus souvent aux alentours de 10 bars mais parfois jusque 300 bars.) est utilisé dans un moteur pneumatique à pistons.

Un prototype a été réalisé en Allemagne à la fin des années 1920. Le chassis était construit comme celui d'une locomotive à vapeur (Les premières locomotives (au XIXe siècle) étaient propulsées par une machine à vapeur, ce qui leur a valu le nom de locomotives à vapeur. Ce type de transport est resté largement prépondérant jusqu'après la...) avec deux cylindres moteurs extérieurs et une transmission par bielles. Le très mauvais rendement du procédé a entrainé son abandon (compression et détente non isothermes de l'air).

Diesel-mécanique

Le cas le plus simple est celui où la puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) est transmise par une boîte de vitesse à pignons, comme sur la plupart des voitures (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de...). On parle alors de locomotive diesel-mécanique.

Au-delà d'environ 400 à 500 ch, les efforts ainsi que l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) dissipée dans l'embrayage (L'embrayage est un dispositif d'accouplement temporaire entre un arbre dit moteur et un autre dit récepteur. Du fait de sa transmission par adhérence, il...) lors des démarrages, ne permettent généralement plus la réalisation d'une boîte de vitesse sans risque de rupture. Pour les applications plus exigeantes, d'autres types de transmission ont été étudiés et appliqués.

Diesel-électrique

De nos jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son...), la transmission la plus courante est électrique. On parle alors de locomotive diesel-électrique.

Le moteur diesel entraîne une génératrice électrique dont le courant est utilisé pour alimenter des moteurs électriques qui animent les roues. En quelque sorte, on peut dire qu'il s'agit d'une locomotive électrique (Une locomotive électrique est une locomotive mue par des moteurs électriques. Ceux-ci sont alimentés soit, cas le plus général, par une ligne de contact aérienne, soit par un troisième...) dans laquelle on a embarqué la centrale électrique (Une centrale (de production d'énergie) électrique est un site industriel destiné à la production d'électricité. Les centrales électriques transforment différentes...).

Diesel-hydraulique

Transmission piézo-hydraulique

Le moteur diesel entraine une pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) à huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à l'état liquide à température ambiante et qui ne se...). L'huile sous pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) est utilisée dans des moteurs hydrauliques.

Un prototype a été réalisé en Allemagne dans l'entre deux guerres. Le procédé n'a pas été développé à cause du mauvais rendement du aux pertes de charges dans les canalisations d'huile sous pression.

Transmission hydro-cinétique

On rencontre aussi une transmission hydraulique (L'hydraulique désigne la branche de la physique qui étudie les liquides. En tant que telle, les champs d'investigation qu'elle propose regroupent plusieurs domaines :) pour transmettre la puissance aux roues. On parle de convertisseur de couple (en anglais torque convertor) pour un équipement qui contient deux parties mobiles et une partie fixe généralement noyées dans un bain d'huile à l'intérieur d'une enveloppe étanche.

La partie la plus intérieure du convertisseur de couple est appelée pompe centrifuge, la partie la plus extérieure est appelée turbine ; entre elles, on trouve une roue fixe de guidage (réacteur). Ces trois pièces comportent des ailettes aux formes étudiées pour contrôler soigneusement les mouvements de l'huile.

Un convertisseur de couple auquel on a ôté le réacteur (Un réacteur peut désigner :) s'appelle un coupleur hydraulique.

La pompe centrifuge est connectée directement au moteur diesel et la turbine est connectée à un moyeu qui entraîne les roues.

En tournant, le moteur diesel fait tourner la pompe centrifuge, entraînant l'huile vers l'extérieur sous haute pression à travers les ailettes de la roue fixe de guidage puis de la turbine. Cela entraîne la rotation de la turbine, du moyeu et donc des roues. L'huile revient ensuite dans le même circuit.

Le convertisseur de couple permet d'obtenir un couple sur l'arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres acquièrent une...) de turbine supérieur à celui donné sur l'arbre de la pompe. Il est donc utilisé au démarrage du train. Le rendement est moyen, variant de 75 à 85 %.

Le coupleur est utilisé en régime de croisière quand l'effort de traction est devenu plus faible. le rendement est supérieur à 95 %.

Les locomotives à transmission hydrauliques comptent au moins deux étages de transmission, le dernier étant alors un coupleur.

Pendant un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'années, la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple par Henri Atlan), en sociologie, en informatique ou en...) mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce...) des " locomotives diesel-hydrauliques " entraîna une grande fragilité (La fragilité est l'état d'une substance qui se fracture lorsqu'on lui impose des contraintes mécaniques ou qu'on lui fait subir des déformations brutales (c'est-à-dire sous forme de...). Ce qui explique que la construction " diesel-électrique " était la plus courante dans les années passées. Depuis lors, les techniques ayant évolué, la transmission hydraulique est de plus en plus présente sur les locomotives diesel de moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur...) puissance. (Série HLD77 de la SNCB par exemple). De son côté la SNCF a expérimenté à partir de décembre 1963 deux prototypes de diesel hydraulique de ligne, les BB 69001 et 2.

Historique

La traction diesel ne s'est développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille...) en France qu'à partir des années 1950, bien que la SNCF ait eu, dès 1938, les deux locomotives diesel les plus puissantes du monde (Le mot monde peut désigner :) (262AD1 et BD1).

En 1952, la SNCF décida de moderniser ses engins moteurs sur les lignes de moyen trafic en remplaçant la vapeur () par le diesel. Les critères retenus pour les lieux de l'expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences répétées la validité d'une hypothèse et à obtenir des données quantitatives permettant de l'affiner. Elle...) étaient : obtenir un rendement convenable des engins, et centraliser les opérations périodiques d'entretien en un seul dépôt. C'est La Rochelle qui fut retenue avec les lignes vers Bordeaux,Nantes, Poitiers et Angoulême. Un appel d'offres a été lancé le 28 avril 1954, et Alsthom a été choisi pour fabriquer les 20 locomotives prototypes, numérotées d'abord 060DB 1 à 20, puis CC65001 à à 65020.

Dans le même temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), une deuxième expérimentation commençait pour les trains lourds sur la ligne de Grande Ceinture (La Grande Ceinture est une ligne de chemin de fer formant une boucle autour de Paris à une quinzaine de kilomètres du boulevard périphérique. Sa construction fut décidée vers la fin du XIXe siècle pour assurer l'interconnexion...) de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents de la Marne et de la Seine...). Les locomotives furent commandée à partir d'août 1952 aux CAFL de St Chamond. Elles furent numérotées 060DA1 à 35, puis CC 64001 à 35 et enfin CC65501 à 35.

Locomotives diesel de ligne de la SNCF

  • 262 DA 1 et 262 DB 1 (2 prototypes)
  • 040 DE puis BB 63000 (Les BB 63000 sont des locomotives diésel-électriques faisant partie de la grande famille des BB Brissonneau (avec les BB 63400 / BB 63500). Elles sont parfois surnommées les « deux-chevaux ».) et BB 63500 (Les BB 63500 sont des locomotives diesel de la SNCF, similaires aux BB 63400. Elles utilisent les mêmes caisses que les BB 63000. En effet pour palier au manque de puissance des BB 63000 la SNCF décide d'utiliser un autre moteur, le 12...)
  • 040 DF 1 puis BB 60041 () (1 prototype)
  • 060 DA puis CC 64000 puis CC 65500 (Les CC 65500 sont une série de 35 locomotives diesel-électriques de la SNCF. Commandées le 18 août 1952, la première a été mise en service le 10 juillet 1955 au dépôt de La Plaine. Elles ont ainsi amorcé la conversion de la...) (35 machines)
  • 060 DB puis CC 65000 (Les CC 65000 sont une série de 20 locomotives diesel commandées par la SNCF le 1er février 1955. La première a été mise en service au dépôt de La Rochelle le 8 janvier 1957. Elles ont...) (20 machines)
  • 040 DG puis BB 66000 (Les BB 66000 constituent une importante série de locomotives diesel de la SNCF.), BB 66400 (), BB 66600 (Les BB 66600 sont une série d'anciennes locomotives diesel de la SNCF. Les trois premières ont été construites en tant que prototypes par transformation de BB 66000, puis remises au type.), BB 66900 () et BB 66691-66692 (Les BB 66691 et 66692 sont deux anciens prototypes de locomotives diesel de la SNCFconstruites à partir de deux BB 66600, les BB 66609 et BB 66613.) (318 + 106 + 13 + 2 + 2 machines)
  • BB 60000 (Les BB 60000 sont des locomotives diesel commandées par la SNCF pour son activité Fret. Engins de puissance moyenne, elles sont destinées à remplacer, au moins en partie, la série des BB 63400 / BB 63500. La direction de la SNCF a eu...) (livraison en cours)
  • BB 61000 (Ces locomotives sont du type MaK G1206 de Vossloh.) (23 machines en leasing)
  • BB 67000 (Les BB 67000 sont des locomotives diesel de la SNCF. Elles ont été commandées le 22 décembre 1960, et la première a été mise en service le 10 août 1963 au dépôt de Chambéry....) (124 machines)
  • BB 67200 (Les BB 67200 sont des locomotives diesel de la SNCF, issues de la transformation de BB 67000. Elles sont destinées à la circulation sur les lignes à grande vitesse françaises pour les travaux ou le secours des TGV.) (par transformation de 75 BB 67000)
  • BB 67300 (Les BB 67300 sont des locomotives diesel de la SNCF. Elles ont été commandées le 15 décembre 1965, et la première a été mise en service le 5 décembre 1967 au dépôt de Chambéry. Les dix dernières...) (70 machines et 20 par transformation de BB 67000)
  • BB 67400 (Les BB 67400 sont une série de locomotives diesel-électriques construites à 232 exemplaires pour la SNCF par les sociétés Brissonneau et Lotz et Matériel de traction électrique (MTE). Elles ont été commandées le 6 janvier...) (232 machines)
  • A1AA1A 68000 (Les A1AA1A 68000 sont des locomotives diesel de la SNCF. Elles ont été commandées le 7 juin 1961, et la première a été mise en service le 13 décembre 1963...) (81 machines)
  • A1AA1A 68500 (Les A1AA1A 68500 sont des locomotives diesel de la SNCF. Elles ont été commandées le 7 juin 1961.) (29 machines)
  • BB 69000 (Les BB 69001 et BB 69002 sont deux prototypes de locomotives Diesel de grande puissance construites pour la SNCF dans la même période que les CC 70000.) (2 prototypes)
  • CC 70000 (Les CC 70001 et 70002 sont deux prototypes de locomotives Diesel de grande puissance construites pour la SNCF dans la même période que les BB 69000.) (2 prototypes)
  • BB 71000 () (30 machines)
  • CC 72000 (Les CC 72000 sont une série de locomotives diesel-électriques construites à 92 exemplaires pour la SNCF par la société Alsthom.) (92 machines)
  • BB 75000 (Les BB 475000 sont de nouvelles locomotives Diesel commandées par la SNCF pour son activité Fret.) (livraison en cours)

Locomotives diesel de manoeuvre de la SNCF

  • 030 DA puis C 61000 () (48 machines)
  • 030 DTA puis TC 61100 () (12 trucks moteurs)
  • 030 DB puis Y 50100
  • 030 DC
  • 040 DA puis A1A A1A 62000 (100 machines)
  • 040 DB
  • 040 DC
  • 040 DD puis BB 60030 (3 machines)
  • 040 DE puis BB 63000 et BB 63500
  • 141 DA 1 puis 1D1 60051 (1 prototype)
  • BB 60000 (livraison en cours)
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