La série des BB 25500 :
description technique et fonctionnement


Construites à 194 exemplaires de juin 1964 à janvier 1976 (contemporaines des CC 6500), les BB 25500 sont des locomotives bi-courant 1500 V continu / 25 KV 50Hz apparentées à leurs ainées BB 16500 et plus particulièrement du prototype BB 20004 obtenu à partir de la BB 16540. Des locomotives chères à monsieur Fernand Nouvion, ingénieur en chef à la CNCF (DETE), mises en service à partir de 1958 et dont elles ont repris les principales caractéristiques mécaniques.

Elles sont dotées de deux bogies monomoteur à double réduction leur conférant une qualité de locomotive mixte par excellence.

Les premières à investir la scène ferroviaire en 1964, les BB 25500 eurent ensuite une grande descendance :
- BB 8501 à 8646 à courant continu 1500 V ;
- BB 17001 à 105 fonctionnant sous 25 KV 50Hz utilisées essentiellement sur l'Ouest et le Nord ;
- les BB 20201 à 20213 bi-fréquence 25 KV 50 Hz - 15 KV 16 2/3 Hz basées à Strasbourg pour interconnexion avec la Suisse (CFF) et l'Allemagne (DB).

Caractéristiques principales des BB 25500 :

Constructeurs :

- Alsthom : caisse, bogies, moteurs de traction, transformateurs, équipements électriques
- CEM : graduateurs

Longueur hors tout :
- 14,700 m pour les 25501 à 25544
- 14,940 m pour les 25545 à 25587
- 15,570 m pour les 25588 à 25694

Masse en ordre de marche : 80 tonnes

Puissance en régime continu (même puissance en 1500 V et en 25 KV) : 2940 kW, soit 4000 ch

Vitesse maximale en service : 100 km/h (PV) 140 km/h (GV)

Tensions d'alimentation : 1500 V continu et 25 kV 50 Hz



Ci-dessus : la BB 25605 du dépôt de Strasbourg va marquer un arrêt en gare de Sanry-sur-Nied, lors d'une mission Rémilly - Metz pour le compte de TER Lorraine. Elle circule ici sous 25 KV 50Hz, panto monophasé levé.
L'indice 8 qu'elle porte encore témoigne de son affectation précédente à l'activité Ile de France.
(photo APCC 6570)

Partie mécanique

A-Caisse

Les BB 25600 tout comme les BB 25500, BB 8500/8600, BB 17000 et BB 20200 sont la descendance directe des BB 16500, il est donc normal de constater que la caisse leur est similaire à quelques détails près.

Le châssis reçoit deux cabines de conduites renforcées, des panneaux de caisse assemblés par soudure au châssis ainsi que des éléments de toiture rapportés par boulonnage, ces derniers sont amovibles en atelier en vue de remplacer les gros organes (compresseur, transformateur, etc …).

Les deux cabines de conduite sont insonorisées, équipées d'un pupitre de conduite fonctionnel analogue à celui des BB 25200 et CC 6500, d'un chauffage par aérothermes.

Les BB 25588 à 25694 (tout comme les BB 8588 à 8646), sont équipées de cabines de conduite allongées (dites « grandes cabines ») contrairement aux BB 25501 à 25587, 8501 à 8587 et 17000 pourvues de petites cabines. Le conducteur dispose d'un siège réglable fixé au plancher de la cabine alors que l'aide conducteur doit se contenter d'un simple siège posé au sol analogue à celui des CC 6500.

Les cabines de conduite ne sont pas équipées de dispositif d'absorption en cas de choc frontal. Notons tout de même que la BB 17005 fut équipée, suite à un accident, d'un « nez » spécial destiné à absorber les collisions. Cette modification ne sera cependant pas retenue à terme sur l'ensemble de la série.

Les deux baies frontales sont montées à la verticale ce qui ne contribue pas à réduire l'éblouissement contrairement aux « nez cassés ». La glace côté conducteur est équipée d'un filament incorporé jouant le rôle d'antibuée.

Ci-contre à droite :

La BB 25585 du dépôt de Vénissieux évolue dans l'avant-gare de Lyon-Perrache. Elle arbore la livrée seyante dite "multiservice" (dont le gris foncé est un peu délavé sur cette machine).

Sur les BB 25588 à 694, la caisse est plus longue, offrant une cabine de conduite agrandie. Cette différence se matérialise par la vitre supplémentaire entre la porte de la cabine et la face avant de la machine (voir photo ci-dessous).

(Photo APCC 6570)

Ci-contre :

la BB 25635 "grande cabine" du dépôt de Marseille, en livrée "béton", vue au dépôt d'Avignon.

Remarquez les deux types de pantographes dont sont équipées les BB 25500 :
- panto AM-18-U pour la caténaire monophasé, côté extrémité 1 (à gauche sur la photo) ;
- panto AM-18-B pour le courant continu, côté extrémité 2 (à droite sur la photo).

Les 25588 à 25694 bénéficient de persiennes verticales en acier inoxydable sur toute la longueur de la caisse.

(Photo APCC 6570)

B-Bogies

Les résultats remarquables d'adhérence des bogies monomoteurs relevés sur les BB 16500 dus à leur très faible empattement et à l'accouplement mécanique des essieux entre eux ont encouragé les concepteurs à décliner ce bogie sur les séries BB 8500/8600, 17000 et 25500/25600. Si l'adhérence est excellente grâce à leur faible empattement (ce qui diminue le cabrage en traction) il n'en va pas de même pour la stabilité de ces machines, souvent décriée par les conducteurs (d'où le surnom de « danseuses »).

Le châssis de bogie est constitué d'un ensemble mécano-soudé formant un berceau dans lequel vient se loger un moteur de traction TAB 660.

Chaque bogie est lié à la caisse par l'intermédiaire de deux barres de traction.

Le freinage est assuré par un cylindre de frein (un par bogie) actionnant une timonerie, laquelle permet d'appliquer sur les roues des sabots en fonte au nombre de deux par roues.

L'ensemble du châssis de bogie repose sur deux balanciers par l'intermédiaire de deux ressorts hélicoïdaux assurant la suspension primaire. Les balanciers sont reliés aux deux essieux à boites intérieures à rouleaux coniques par un ensemble de noix articulées et de biellettes.

 

La caisse repose sur le châssis de bogie par l'intermédiaire d'une traverse de charge équipée de ressorts hélicoïdaux assurant la suspension secondaire.

Cette traverse de charge repose sur le bogie par l'intermédiaire de deux appuis coniques (BB 25501 à 25555). Sur les BB 25556 à 25694 (schéma ci-contre), la caisse repose directement sur le bogie par l'intermédiaire de quatre blocs sandwich.

C-Suspension

Suspension primaire :

Comme nous l'avons vu plus haut, la suspension primaire entre boîte d'essieu et bogie est assurée par deux gros ressorts hélicoïdaux insérés dans deux balanciers. Les mouvements parasites (galop) sont freinés par des amortisseurs anti-galop à huile.

Suspension secondaire :

La caisse repose sur le châssis de bogie par l'intermédiaire d'une traverse de charge (BB 25501 à 25555) ou par l'intermédiaire de quatre blocs sandwich sur les BB 25556 à 25694.

Deux amortisseurs anti-lacet (deux par bogie) ainsi qu'un amortisseur transversal (un par bogie) assurent la stabilisation du bogie et de la caisse dans ses mouvements parasites.

(ci-contre : document SNCF)


D-Transmission

Le moteur de traction est accouplé à un réducteur extérieur à double rapport d'engrenage par le biais d'un accouplement élastique du type Citroën. Le réducteur transmet l'effort de traction aux essieux par des anneaux dansants.

La transmission de l'effort moteur aux essieux est assurée par l'intermédiaire de roues dentées au nombre de huit permettant l'utilisation de l'engin grâce au réducteur sous deux rapports de vitesse.

La lubrification de cet ensemble nécessite une pompe à huile par bogie entraînée par une roue dentée. Cette pompe aspire l'huile dans le carter réducteur et la distribue dans ce dernier par ruissellement et injection sous pression dans les paliers. Une partie du graissage est assurée par barbotage.

 

Le réducteur

Chaque bogie comporte un réducteur à double rapport d'engrenage placé à l'extérieur du bogie. La manœuvre de changement de régime est manuelle et s'effectue à l'arrêt, disjoncteur ouvert et freins serrés.

Le changement de régime s'effectue depuis le couloir latéral en relevant une trappe dans le sol qui donne accès à l'accouplement du moteur et au système de basculage du réducteur.

Le dispositif de verrouillage est actionné par une manivelle placée sur la paroi du couloir. Un index qui est sur V (verrouillé) est amené sur D (déverrouillé) par rotation de la manivelle. Une barre métallique est insérée dans le basculeur afin de le manœuvrer (position PV ou GV). La position du basculeur est indiquée à l'extérieur du bogie par une flèche se déplaçant sur M ou V.

(ci-contre : document SNCF)


Une position « point mort » (PM) existe. Elle est utilisée dans certains cas prévus au guide de dépannage permettant de désolidariser mécaniquement le moteur de traction du réducteur en cas d'avarie mécanique sur le basculeur ou le moteur (défrettage par exemple). La position « point mort » est également utilisée dans les ateliers afin de mettre en rotation uniquement les pignons du basculeur sans faire avancer la locomotive, ceci afin de déceler des bruits anormaux sur les roulements du mécanisme de réduction par exemple, ou encore pour rectifier le collecteur d'un moteur de traction.

Lors du changement de régime, il peut arriver que les dents des engrenages tombent en face et ne s'engrènent pas, une barre dite « barre à virer » permet de faire tourner manuellement l'induit du moteur de traction afin de positionner correctement les roues dentées.

 

 

Ci-contre à droite : un bogie moteur vu coté réducteur. Les blocs sandwich participant à la suspension sont également bien visibles sur cette photo.

(Photo Victorien Armand)

 

 

Transmission réducteur-essieux

Le réducteur est accouplé aux essieux par le biais d'un dispositif à anneaux dansants fixé d'une part au réducteur et boulonné d'autre part à la roue à entraîner correspondante. Ces anneaux dansants mettant en œuvre des biellettes et des silentblocs venant se fixer sur une des deux roues d'un essieu. Le bogie peut donc se débattre librement au gré des dénivellations de la voie tout en entraînant les essieux.

E-Essieux

Les BB 25600 bénéficient de roues monobloc, de boîtes d'essieux intérieures à rouleaux coniques. Les boîtes d'essieux sont munies de graisseurs permettant d'assurer des graissages réguliers ainsi que des sondes de température permettant de détecter un chauffage de boîte. En cas d'une telle avarie, le pictogramme « CB » (Chauffage de Boîte) s'allume au pupitre de conduite.
Des shunts placés à l'extérieur assurent le retour du courant de traction.

 

Circuits de traction

Les BB 25600 sont équipées de deux moteurs de traction TAB 660 de 1470 kW (soit 2000 ch). Ce sont de classiques moteurs à courant continu comportant un inducteur et un induit avec son collecteur. Ces moteurs sont à ventilation forcée.

Les BB 25600 possèdent un graduateur entraîné par un servo-moteur pneumatique à quatre cylindres, 32 crans sont utilisés.

Les deux inverseurs de sens de marche, les deux transitionneurs traction/freinage et les deux commutateurs mono-continu peuvent être manœuvrés manuellement en cas d'avarie sur leur commande électropneumatique.

Traction sous courant continu 1500 V :

Sous courant continu, les couplages série et parallèle existent ; 32 crans sont utilisés.

1°) Couplage série

Le couplage série permet d'assurer le démarrage du train en limitant la tension maximale aux bornes des moteurs de traction à 750 V. En fin de couplage série le graduateur se trouve au cran 20.

Le disjoncteur continu étant fermé, lorsque le conducteur passe des crans, le servo-moteur du graduateur progresse, les deux moteurs de tractions couplés en série sont alimentés par le biais du rhéostat de démarrage. L'élimination des résistances du rhéostat est assurée par des contacteurs électro-pneumatiques. Au cran 20, le rhéostat est totalement éliminé, la tension aux bornes de chaque moteur est donc de 750 V.

Le conducteur dispose de 5 crans de shuntage permettant d'augmenter ou de maintenir la vitesse du convoi.

2°) Couplage parallèle

Le couplage parallèle est obtenu en poussant vers l'avant le manipulateur de shuntage. En fin de couplage parallèle le graduateur est au cran 32.

Lorsque le couplage parallèle est commandé, une partie du rhéostat de démarrage est réinsérée. Le conducteur passe des crans et, arrivé au cran 32, le rhéostat est totalement éliminé. dès lors, les moteurs reçoivent à leurs bornes une tension de 1500 V égale à la tension caténaire.

Le conducteur dispose de nouveau de 5 crans de shuntage afin de relever les efforts en vitesse.

En cabine de conduite, les crans étaient à l'époque indiqués par un répétiteur de cran (comme sur les CC 6500). Avec l'installation du KVB, le répétiteur a été supprimé pour laisser la place aux équipements KVB. Seul un voyant « RH » indique au conducteur qu'il est sur les crans rhéostatiques. Le voyant RH s'éteint lorsque le graduateur est au cran 20 (dernier cran série) ou au cran 32 (dernier cran parallèle).

Les rhéostats de démarrage sont ventilés par 3 moto-ventilateurs connectés en parallèle sur une section de résistance du rhéostat. Ils se mettent donc en marche dès que le rhéostat est parcouru par un courant et leur vitesse de rotation est fonction de ce courant. Plus le courant de traction est important, plus la vitesse des ventilateurs est grande. Ils s'arrêtent lorsque le graduateur est au cran 20 ou au cran 32 (rhéostat éliminé).

Traction sous courant alternatif 25 kV 50 Hz :
(Schéma ci-contre)

Sous courant alternatif, seul le couplage parallèle existe, 32 crans sont utilisés.

Le courant capté à la caténaire alimente le primaire d'un autotransformateur par le biais du disjoncteur monophasé. Cet autotransformateur possède 32 prises sur ses enroulements. Chaque cran passé provoque le passage d'une prise à l'autre par le biais d'un graduateur à bain d'huile. Le passage d'un cran à l'autre augmente la tension au secondaire de l'autotransformateur par tranche de 750 V. Les prises de l'autotransformateur alimentent le primaire du transformateur de traction. Les deux secondaires de ce transformateur alimentent respectivement un moteur de traction par le biais d'un pont redresseur à diodes.

Au cran 32 le conducteur dispose de 5 crans de shuntage.


En 25 kV tous les crans sont dit « économiques ». En effet, les rendements de l'autotransformateur et du transformateur sont excellents et très peu d'énergie est perdue (contrairement au rhéostat qui dissipe sous forme de chaleur plusieurs milliers de kilowatts). Le conducteur peut donc rester indéfiniment sur n'importe quel cran de traction sans crainte, contrairement au rhéostat qui peut, au pire des cas, fondre si le conducteur reste sur les crans rhéostatiques.

Notons que l'autotransformateur est équipé d'un secondaire « chauffage » délivrant le courant nécessaire au chauffage des rames voyageurs soit 1500 V 50 Hz. Ce secondaire « chauffage » assure également l'alimentation, par le biais d'un pont redresseur à diodes, du compresseur d'air principal et des deux ventilateurs des moteurs de traction. Le primaire du transformateur dit « auxiliaire » est également alimenté par le secondaire « chauffage ». Le transformateur des auxiliaires assure l'alimentation sous tension voulue de la pompe à huile du transformateur principal, des ventilateurs du rhéostat (utilisés pour assurer le refroidissement du transformateur principal) ainsi que la charge batterie.

Les trois moto-ventilateurs du rhéostat tournent dès la fermeture du disjoncteur monophasé afin de provoquer une circulation d'air pour refroidir les aéro-réfrigérants du transformateur principal.

Enfin, notons que les BB 25600, tout comme leurs sœurs, peuvent être couplées en UM (Unités Multiples) entre-elles afin d'unir leur efforts et remorquer des trains lourds sur profil difficile. Le couplage UM est réalisé par un jeu de trois câblots de couplage disposés en face avant de chaque locomotive. Ces mêmes câblots peuvent également servir au pilotage de la locomotive en réversibilité avec des rames du type RIO ou RRR.

Anti patinage :

La détection des patinages s'effectue par comparaison des intensités consommées par chaque moteur. Dès qu'un patinage est décelé, un pictogramme s'éclaire sur le pupitre, le servo-moteur du graduateur arrête sa progression et régresse de deux crans. Le sablage est automatiquement mis en action. Un shuntage d'induit est mis en œuvre sur l'induit du moteur victime de patinage.

Auxiliaires HT :

La charge batterie s'effectue sous 1500 V en utilisant le retour de courant des ventilateurs des moteurs de traction et du compresseur. Lors de la mise en marche du compresseur ou des ventilateurs des moteurs de traction, le courant que consomment ces derniers traverse les batteries afin de permettre leur charge. Un dispositif à thyristors permet de dériver une partie du courant de charge dans une résistance lorsque la charge batterie est suffisante afin d'éviter une consommation d'eau excessive. Lorsque les ventilateurs et le compresseur ne fonctionnent pas, un pont diviseur de tension assure une charge permanente de 5 A dès la fermeture du disjoncteur continu.

Notons que lorsque la tension batterie descend en dessous de 55V, un relais de tension assure la mise en route automatique des ventilateurs.

En 25 kV, la charge batterie est assurée par un simple transformateur.

Ces dispositifs assurent la charge de la batterie principale 72V ainsi que de la batterie de freinage de secours de 9V.

Freinage rhéostatique :

Les BB 25600 sont équipées du freinage rhéostatique de maintien seul ou combiné au freinage pneumatique ainsi que du freinage rhéostatique d'urgence. Le conducteur dispose de 16 crans en freinage rhéostatique.

Appareillages divers :

Les BB 25600 sont équipées des dispositifs suivants :

•  Un disjoncteur monophasé de type DBTF ;
•  Un disjoncteur continu du type JRT ;
•  Deux pantographes : AM 18 B (1500 V) et AM 18 U (25 kV) ;
•  Un compresseur d'air ainsi que deux réservoirs principaux installés sous caisse ;
•  Un compresseur auxiliaire ;
•  Un panneau frein type PBL2.

 

Texte : Victorien Armand

Le pupitre de conduite de la BB 25660. Dans sa structure, il est tout à fait comparable à celui des CC 6500.
On remarque néanmoins la présence des deux sélecteurs pantos (continu et monophasé) sur la partie droite.

(Photo Roland Badosa).

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