Petite Histoire de la DRG électrique

[Rockandrail]

Le parc de départ de la DRG

Les chemins de fer du Reich commandèrent dès l’unification en 1920, 92 locomotives électriques et 3 automotrices pour le réseau S-Bahn de Berlin. Jusqu’à la fin de l’année 1921, le parc de locomotive s’accrût de 113 unités de pas moins de 20 séries différentes. Au cours des seules années vingt, la DRG commandera environ trois cents locomotives électriques dont la conception de certaines remontait encore aux compagnies royales. On doit la première approche d’un programme d’unification pour la commande des locomotives électriques à W. Wechmann. Des éléments essentiels de la composition des machines comme les commutateurs principaux, les pantographes, les appareils de mesure, devaient être unifiés.

La première liste des chemins de fer allemands unifiés comportait les types de locomotives suivants :

- Des machines 2’C2’ pour le trafic express lourd des voyageurs en plaine (E 06)
- Des machines 1’Do1’ pour ce même service sur parcours vallonné (E 16)
- Des machines 2’BB2’ pour le trafic omnibus lourd sur parcours vallonné (E 52)
- Des machines (1B) (B1) pour le service omnibus mais aussi marchandises léger (E 77)
- Des machines 1’C1’ pour le service omnibus léger sur parcours vallonné (E 32)
- Des machines C’C’ pour le trafic marchandises lourd en montagne (E 91)
- Des machines 1’C pour le service de manœuvre (E 60)
- Des machines 1’D2’ pour le service de pousse sur les lignes de montagne (E 79)

138 locomotives couvrant l’ensemble de ces types étaient commandées en 1922. A l’exception de la E 06, toutes ces machines devaient présenter un type d’entrainement nouveau. La plupart des machines, malgré des vitesses d’exploitation différentes, étaient mues par des moteurs fixés au cadre principal transmettant leur mouvement aux roues par des grandes roues ou des pignons à ressort via un ou plusieurs faux essieux et des bielles d’accouplement. A partir des E 77 et E 91, les bielles de transfert en diagonale furent remplacées par des bielles horizontales de conception Winterthur. Aucune de ces premières machines n’avait de moteur suspendu par le nez : les E 92⁷ ainsi équipées venaient tout juste d’être livrées et l’on n’avait pas encore suffisamment confiance dans cette disposition.
Les E 77 et E 91 avaient été construites sur une base similaire afin de permettre l’échange de pièces détachées. Elles différaient cependant par leurs moteurs et transmissions. Parallèlement, les moteurs et transmissions des E 52 et E 91 étaient identiques.

Les deux dernières locomotives de l’ensemble de ce premier programme de livraisons de machines à la DRG à avoir été en service furent deux machines de triage de la série E 60 : les E 60 03 et E 60 12 qui demeurèrent comme 160 003 et 160 012 en service à la DB jusqu’en 1981.

Parmi cet ensemble de machines, les séries E 16 se distinguaient par le fait qu’elles furent les seules locomotives électriques allemandes à être équipées d’un système d’entrainement Büchli. Dernière d’entre elles en service, la 116 009 fut radiée par la DB en 1979 et reprise par un acquéreur privé. La E 16 07 se trouve au Deutsches Museum de Munich depuis 1974.

Une autre de ces machines mérite d’être mentionnée : il s’agit de la lourde E52. La fourniture de ces 35 locomotives 2’BB2’ intervint sans qu’il y eut aucun essai préalable ni construction de prototype. L’on se basa sur les résultats d’exploitation du moteur déjà installé sur des machines en service industriel en Suède, moteur que l’on installa en double sur les machines E 52.
Longues de 17.210 mm et lourdes de 140t, les E 52 furent les plus longues locomotives électriques de la DRG à châssis monobloc et les plus puissantes des locomotives électriques allemandes. Radiée en 1979, la dernière d’entre elles, E 52 34, fut préservée par la DB. Elle est exposée restaurée dans son état d’origine de l’administration de Bavière comme EP 5 21534.

La commande initiale de 138 locomotives se révéla rapidement insuffisante et la DRG passa commande le 20 août 1924 de deux E 06, dix E 32, Dix-neuf E 77 et quatre E 91 supplémentaires.

Pour le trafic des marchandises lourd en montagne, la DRG fit appel à AEG qui présenta entre 1924 et 1926 plusieurs projets de machines, toujours à cette époque avec entrainement par bielles. Sur recommandation du fournisseur, le choix se porta sur six machines doubles 1’Co + Co1’ à moteurs suspendus par le nez formant la série E 95. D’une longueur de 20.900 mm – alors la plus longue des locomotives électriques allemandes – la machine prouva que les moteurs suspendus par le nez étaient adaptés au service lourd à basse vitesse. La E 95 02 fut aussi la première des locomotives allemandes à être équipée de freins rhéostatiques qu’elle testa pour la future E 91⁹.
La machine est exposée depuis 1977 au musée des transports de Dresde. Parmi les autres machines commandées par la DRG jusqu’en 1928, ont été encore préservées les E 32 27, E 60 10, E 77 10 et E 91 99.

[Rockandrail]

Vers la modernité

La deuxième moitié des années vingt vit une explosion du trafic sur les lignes déjà électrifiées, amenant la DRG à poursuivre ses commandes de locomotives. 88 machines furent commandées le 20 juin 1927 dont 27 encore des types anciens (E 06, E 16, E 60 et E 91) car elles étaient livrables rapidement.

Parmi les nouveautés, l’on comptait cinq locomotives E 80 pour le triage en gare de Munich. Ces machines pouvaient fonctionner indifféremment sous caténaire ou sur batteries. Vingt-trois locomotives mixtes E 75, de type 1’BB1’ et trente-trois locomotives 1’Do1’ de série E 17 vinrent compléter l’ensemble.

Les E 17 découlaient des essais réalisés avec cinq locomotives à quatre essieux entrainées individuellement, commandées en 1925 par la DRG. Ces machines faisaient le lien avec les Ae 3/6 testées en Suisse dès 1921.

De nouvelles machines expérimentales voyaient le jour : le 18 octobre 1926 pour la locomotive 2’Do1’ E 21 01 et en 1928 pour la machine 1’Do1’ E 16 101. Evolution de la 21 01, la 21 51 était avec une masse de 121,9t la plus lourde des locomotives expérimentales. Elle contrastait avec toutes les autres locomotives électriques alors construites par sa carrosserie aérodynamique aux angles arrondis. D’une puissance de 3500 kW, elle surpassait toutes les autres machines de la DRG.

Locomotive 2’Do1’ E 21 51 de la DRG au cours d’essais en 1928

Les machines E 15 01 et E 16 101 avaient servi aux ateliers de la firme SSW à tester les moteurs suspendus par le nez pour la grande vitesse. Les essais se traduisaient au début des années trente par la série des machines 1’Co1’ E 05 et E 05¹. Ces moteurs avaient fait leurs preuves sur des machines à forte puissance et faible vitesse. Leur installation sur des locomotives à grande vitesse s’était heurtée au manque d’un matériau suffisamment élastique et résistant pour la suspension des moteurs.

Les E 21 01 et E 21 02 étaient équipées de l’accouplement élastique par ressorts en hélice mis au point par Kleinow chez AEG, technique étant elle-même un perfectionnement de la transmission Westinghouse. Le succès rencontré avec les E 21 conforta la DRG dans sa décision de commander trente-huit exemplaires supplémentaires de locomotives de la série E 17, car les autres machines expérimentales n’avaient pas encore complété tous leurs tests.
D’un point de vue technique, sur les E 17, chacun des essieux porteurs formait avec l’essieu moteur voisin un bogie de type Krauss-Helmholtz. Ce système montra un comportement en marche tellement satisfaisant que toutes les locomotives électriques pour trains express que la DRG eût encore à commander en furent équipées : E 04, E 18 et E 19.
La première des E 17, E 17 113, fut mise en service le 16 octobre 1928. Elle fut également la dernière à rester en service à la DB, jusqu’en mai 1977. La machine a été préservée par la DGEG.

*****

L’entrainement des E 77, locomotives articulées mises en service en 1924 ne fut par contre pas vraiment un succès. De ce fait, les bogies furent démontés et les essieux porteurs furent dotés d’un jeu latéral à la place des premiers essieux accouplés. Les commandes électriques de la machine étaient également sources de pannes fréquentes.

Les machines qui les suivirent dans la chronologie, les E 75, profitèrent du succès rencontré avec les E 52 et firent retour à un cadre monobloc et une commande électrique par contacteurs à cames avec transformateur auxiliaire. Le système avait fait ses preuves sur les locomotives E 50⁴ et E 42¹ et était lui-même un développement ultérieur du contrôleur à cylindre (ou à tambour) avec transformateur auxiliaire présent sur les E 36². Le système fut adopté et devint la norme, avec contrôle manuel ou motorisé, sur toutes les locomotives commandées par la DRG à partir de 1932. Les transformateurs à sec des séries E 06¹ et E 50³ furent, à l’exception des machines E 21 et E 17, abandonnés au profit des transformateurs à bain d’huile.

[POMidi]

L'on en apprend encore sur un mode de traction que l'on croyait connaitre. et merci Pierre pour ce début prometteur.

Juste une question: aura tu l'occasion de consacrer un passage au couple effort vitesse des moteurs directs, bien différents de celui des moteurs à courant continu et qui explique pour bonne partie des habitudes de conduites bien différentes.

Amicalement.

Pierre

[Rockandrail]

Pierre,

Je me suis surtout intéressé à l'aspect historique et un peu à l'aspect technique général des machines pour lesquelles je communiquerai quelques données. Mais je n'ai pas prévu de rentrer dans la théorie des motorisations que je ne maîtrise pas assez. (Je suis biochimiste. C'est quand même assez éloigné de ma formation).

[Rockandrail]

Mais complétons ce paragraphe:

La poursuite des commandes de machines unifiées pour les lignes électrifiées à partir de 1931 s’établit comme suit :

- Des locomotives 1’Do1’ pour le service express lourd (machines E 18)
- Des locomotives 1’Co1’ pour le service express léger (machines E 04)
- Des locomotives Bo’Bo’ pour les services omnibus et de marchandises légers (machines E 44)
- Des locomotives Co’Co’ pour le service des marchandises lourd (machines E 93)
- Des locomotives C pour le triage (machines E 63)

A la suite des essais concluants effectués avec la machine prototype E 44 001, SSW recommanda à la DRG de simplifier son parc de la manière suivante :

- Des machines Bo’Bo’ pour tous les trafics rapides légers
- Des machines Co’Co’ pour tous les trafics rapides lourds
- Des machines C pour le triage

C'est exactement ce que fera la DB après guerre!

Tous les constructeurs avaient proposé d’équiper leurs machines de moteurs suspendus par le nez, mais la DRG n’en retint l’option que pour les locomotives « multiservices » dédiées aux services omnibus et marchandises, les fameuses E 44.

Locomotive prototype Bo’Bo’ E 44 001 de la DRG au cours d’essais en1930

Pour son programme d’unification et ses développements ultérieurs (E 19, E 19¹ et E 94), la DRG commanda jusqu’en 1945 un total de 450 locomotives électriques. Dans ce total, les machines E 44 avec 173 exemplaires et E 94 avec 145 exemplaires, se taillaient la part du lion. Ces deux dernières machines représentèrent de très loin les locomotives électriques formant les séries les plus importantes. Leur construction s’inscrivait dans le processus global de préparation de la guerre. Les machines avaient été prévues pour être transformées en locomotives électriques de guerre (Kriegselektrolokomotiven), identifiées KEL 1 et KEL 2. Pour faire face à la pénurie de métaux non ferreux tels que le cuivre, les enroulements des transformateurs et des moteurs de traction pouvaient être remplacés par de l’aluminium.

[Rockandrail]

Les E 44

Au début des années trente, les constructeurs de locomotive et les équipementiers électriques allemands avaient mis en construction trois locomotives à deux bogies de deux essieux, numérotées E 44 001, E 44 101 et E 44 201. Les machines avaient été confiées pour essais à la DRG. De là avaient découlé les séries E 44 pour usage général et E 44⁵ pour la ligne Freilassing-Berchtesgaden.

Simples, pratiques et polyvalentes, les E 44 furent surnommées « Mädchen für alles » (Bonnes à tout faire). 75 de ces machines circulaient encore à la DB en 1981 comme série 144 et 29 à la DR comme série 244. La DB a préservé la E 44 001 et la DR, la E 44 046.

En 1940, la DRG menait des travaux préparatoires pour la mise en service d’une locomotive de type Bo’Bo’ plus puissante, appelée à former la série E 46. Elle devait être équipée de moteurs suspendus par le nez, de freins rhéostatiques, et développer une puissance horaire de 2500 kW. La guerre interrompit les travaux. Seules les E 44 destinées à circuler sur les parcours de montagne en Autriche annexée à partir de 1938 furent prévues pour être équipées de freins rhéostatiques (à partir de la E 44 152). Cela ne fut cependant pas le cas. Les premières E 44 équipées de freins rhéostatiques ne furent livrées qu’en 1943, époque à laquelle plus de 70 locomotives de la série E 94 étaient déjà en circulation, notamment sur les lignes de l’Arlberg et du Brenner.
Les premières E 44 équipées de freins rhéostatiques ne circuleront finalement qu’à partir de 1960 à la DB sur la ligne du Höllental.

[POMidi]

Pierre, ........ d'en bas

[Rockandrail]

Les derniers développements à la DRG

Dix-huit locomotives E 93 furent mises en service en 1933. Puissantes et modernes, ces machines marquaient une vraie rupture avec les technologies antérieures dans le domaine de la locomotive électrique. Nous en reparlerons lors du passage en revue des séries. Dix d’entre elles circulaient encore à la DB en 1981 comme série 193. La E 93 07 a été préservée. Les E 94, versions renforcées des E 93, assurèrent du service encore plus longtemps. En 1981 toujours, 44 étaient en service comme série 1020 aux ÖBB, 70 comme série 194 à la DB et 19 comme série 254 à la DR. La DR a préservé la 254 056.

Sur la base de la série E 17, la DRG passa commande des machines E 04 pour les lignes de plaine de l’Allemagne centrale. Ces machines n’avaient que trois essieux motorisés. Les deux dernières de la série, E 04 09 et 10 avaient été préparées pour rouler en service à 130 km/h. Ces deux machines firent l’objet de très nombreux essais. La machine E 04 09 atteignit le 28 juin 1933 sur la ligne Munich – Stuttgart, au crochet d’un train de 309,7t, la vitesse de 151,5 km/h. La puissance maximale développée par la machine fut de 3250 kW.

Locomotive de vitesse 1’Co1’ E 04 09 au cours d’essais en gare d’Ulm en 1933

Dans la deuxième moitié des années trente, la DRG envisagea la mise en place d’un service de trains rapides légers (FD-Züge) de 240 à 280t. Ils étaient prévus pour rouler en réversibilité à 160 km/h sur les lignes électrifiées en remplacement des autorails diesel rapides (les fameux SVT tels que le « Fliegender Hamburger ») qui emportaient moins de passagers pour un coût plus élevé.

Pour ce faire, une variante de la E 04, la E 04 23, fut équipée en 1938/39 de la commande motorisée développée pour les E 18. Les premiers essais eurent lieu à l’été 1939 avec un train de cinq voitures (Pw4 üK, B4ü, 3 x C4ü).
La guerre interrompit les essais mais le train fut mis en service omnibus régulier en 1944 entre Bamberg et Treuchtlingen.
La E 04 23 ne fut réutilisée en réversibilité qu’à partir de années soixante par la DR entre Leipzig et Halle. La première machine de la séries, E 04 01, renumérotée 204 001 par la DR a été préservée en état de marche par le musée des transports de Dresde. La DB a préservé la E 04 20.

[Rockandrail]

Vers la grande vitesse

Les machines de série E 18 et celles de la série E 19 qui en découlaient furent les premières locomotives électriques allemandes de forte puissance développées pour la grande vitesse. Elles étaient prévues pour rouler en service entre 150 et 180 km/h. Les E 19 étaient mécaniquement capables d’atteindre les 225 km/h.

Ces machines au profil coupe vent aérodynamique d’une évidente modernité furent plusieurs décennies durant les plus puissantes des locomotives électriques allemandes. Chevaux de parade de la DRG puis de la DRB, elles firent l’objet de nombreuses présentations publiques.

Lors de essais conduits sur la ligne Munich-Stuttgart le 17 juin 1935, la E 18 07 au crochet d’un train de 500t mit 2 minutes et 9 secondes pour atteindre les 120 km/h départ arrêté. Elle atteignit sa vitesse maximale de 165 km/h en 4 minutes et 3 secondes. Le 6 mars 1936, la même locomotive au crochet d’un train de 736t entre Munich et Nuremberg mit 128,9 minutes pour parcourir les 199,1 km de la distance à une vitesse moyenne de 92,7 km/h. Elle développa pour ce faire une puissance au crochet de 4535 kW.

Présentée en 1937 à l’exposition universelle de Paris, la machine fut gratifiée de trois grands prix et d’un diplôme d’honneur.
La DRG prit au total livraison de 53 locomotives de ce type dont 33 circulaient encore à la DB en 1981 comme série 118 et deux à la DR : les 218 019 et 031. Les BBÖ autrichiens avaient également fait l’acquisition de machines de ce type. Celles-ci furent intégrées à la DRB entre 1939 et 1945 (Entre-temps, la DRG, par la loi du 10 février 1937, avait été nationalisée, perdant son statut de société anonyme. Le « G » de « Gesellschaft » fut abandonné). Huit machines supplémentaires furent acquises en 1940, formant la série E 18² à la DRB puis 1018 aux ÖBB.

Les E 19 et E 19¹ furent livrées à la DRB en 1939 et 1940. La E 19 01 amena un train de 750t à 120 km/h en 4,5 minutes dans la rampe entre Ulm et Jungingen. La puissance au crochet fut de 5280 kW. Sur le plat, la machine atteignit les 200 km/h départ arrêté au crochet d’un train de 400t en 4 minutes et 48 secondes.
La mise en service commercial ne fut engagée que début 1940 et dans les conditions de circulation des E 18. La vitesse d’exploitation fut limitée à 120 km/h. La guerre mit également un terme au développement des machines qui ne furent livrées qu’à quatre exemplaires.

La locomotive de vitesse 1’Do1’ E 19 02 de la DRB au crochet du train express direct n° 79 Munich – Berlin traverse la forêt de Thuringe près d’Unterloquitz en 1940

Après la guerre, la DB les mit en service à 140 km/h ; mais les machines ne roulèrent jamais en service à la vitesse de 180 km/h pour laquelle elles avaient été conçues. Elles ont parcouru dans les années soixante entre 25.000 et 28.000 km par mois. La dernière en service, la 119 002, ex E 19 02 fut radiée en janvier 1978. La E 19 01 a été restaurées par AEG et remise dans sa livrée lie de vin d’origine. La E 19 12 est préservée dans la livrée bleue de la DB.

[Rockandrail]

La fin

Les années 1941 et 1942 virent les derniers projets de développement de locomotives électriques de la DRB. Il fut notamment question de traction électrique sur la gigantesque ligne transeuropéenne à écartement large (3000 mm) qui avait été planifiée, devant joindre Brest à Brest-Litovsk. L’illustration d’artiste d’époque ci-dessous donne une idée de la taille qu’aurait eu ce matériel.

Des plans de machines 2’Co Co2’ et 1’Do + Do 1’ techniquement basées sur les E 19 et devant rouler à 200 – 250 km/h furent présentés. Pour les marchandises, une évolution de la E 94, future E 100, d’une distribution Bo’Co’ + Co’Bo’ développant 8000 kW à 120 km/h fut envisagée. Un nouveau moteur, le EKB 685, fut développé pour la E 100, que la DB utilisa pour motoriser une nouvelle production de E 94 après 1945.

Suite à la conférence de Potsdam en 1945, 186 locomotives électriques, deux centrales électriques alimentant le réseau ferré (Muldenstein et Mittelsteine) ainsi que de nombreux équipements comprenant les voies et caténaires des lignes de Silésie et d’Allemagne centrale furent envoyés en Union Soviétique au titre des réparations de guerre. Le 29 mars 1946, l’exploitation électrique fut totalement interrompue dans la zone d’occupation soviétique. Une grande partie de ces équipements fit retour à la DR Est-allemande en 1952 et 1953, laquelle reprit alors l’exploitation et le développement de ses lignes électrifiées.

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Cet aperçu historique nous ayant permis de mettre en place les actrices dans leur contexte, nous allons maintenant aborder le passage en revue de chacune des locomotives électriques qui furent intégrées à ou développées par la DRG. Les machines prototypes des administrations royales seront également traitées.

Pour cette revue, deux options se présentaient: suivre la classification numérique de la DRG ou suivre une classification chronologique.
J'ai opté pour cette deuxième option. Plus logique, elle nous permettra de suivre l'évolution des machines au fil des ans. J'ai toutefois scindé le sujet en deux parties principales: les machines développées au temps des "Länderbahnen" ou dont la conception y remontait, et les machines unifiées développées pour le compte de la DRG puis de la DRB.

A bientôt donc pour la suite.