CC 6500 : description technique et fonctionnement

Symboles d’élégance, grâce au talent de Paul Arzens, reines de la vitesse et synonymes de puissance, les CC6500 ont été mises en service à partir de la fin des années soixante. Elles marquent l’aboutissement de la technologie classique, électro-mécanique, appliquée aux locomotives à grande vitesse.

De par leur aspect imposant (plus de 20 mètres de longueur), leurs états de services en tête des trains français les plus prestigieux (Capitole, Aquitaine, Mistral, ….) et leurs caractéristiques techniques (Vitesse limite 200 Km/h, 8000 chevaux, masse de 115 à 118 tonnes), ces machines ont été les ambassadrices de la S.N.C.F. avant que le TGV ne vienne leur ravir ce rôle. En 1999, lors de la répartition du parc moteur par activités, elles sont toutes affectées au Fret, missions qu’elles remplissent parfaitement grâce à leur puissance élevée et leur rapport de réduction PV (Petite Vitesse).

Les 74 CC 6500 mises en service entre 1969 et 1975, se divisent en 3 sous-séries qui sont illustrées ci-après.
Ces locomotives de série ont été renforcées en 1995/96 par les quatre CC 21000 transformées en CC 6500, devenues CC 6575 à 6578.

Les CC 6501 à 6538

Dites « sud-ouest », elles se sont notamment illustrées en tête du Capitole de Paris à Toulouse, ainsi que de l’Aquitaine de Paris à Bordeaux. Ces locomotives couraient à 200 Km/h. Elles sont reconnaissables à leur persiennes horizontales.

La CC 6534 est vue ici en gare de Marseille-Saint Charles.

(Photo Pierre Chavernac)

Les CC 6539 à 6559

Dites « Mauriennes », elles étaient destinées à renouveler le parc vieillissant des locomotives ex-PLM utilisées dans la vallée de la Maurienne. Leur puissance ainsi que leur rapport de réduction bloqué à 100 km/h en faisaient des machines très performantes pour ce type de mission. Elles ont été durant les premières années de leur carrière équipées de frotteurs afin de capter le courant 1500 V par 3ème rail. Leur robe austère était faite de vert foncé rehaussé de bandes blanches. Lorsque la vallée de la Maurienne fut équipée de caténaires, elles furent banalisées avec les autres sous séries.

(Photo Pierre Chavernac)

Les CC 6560 à 6574

Dites « sud-est », ces machines furent plus particulièrement affectées au sud-est et ont remorqué, outre les express de la région, le Rhodanien, le Lyonnais et le Mistral entre Paris et Marseille, ce quasiment jusqu’à l’arrivée du TGV. Egalement en livrée rouge et orange, on les reconnaît à leurs persiennes verticales en acier inoxydable.

La CC 6570 fait partie de cette sous série.

(Photo Pierre Chavernac)

Les ex-CC 21000
CC 6575 à 6578

En 1995/96, les quatre CC 21000 du dépôt de Dijon ont été transformées en CC 6500 par l'EIMM d'Oullins et affectées à Vénissieux :
- CC 21001 devenue 6575 en décembre 1996 ;
- CC 21002 devenue 6576 en décembre 1995 ;
- CC 21003 devenue 6577 en juillet 1995 ;
- CC 21004 devenue 6578 en octobre 1996.

(Photo Pierre Chavernac)

   

PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DES CC 6500

 

Constructeurs :
Alsthom : caisse, moteurs de traction, équipements électriques
MTE : bogies, blocs centraux d'appareillages et transformateur
Années de construction :
1969 à 1975
Longueur hors tout :
20,19 mètres
Masse en ordre de marche :
115 tonnes
Puissance en régime continu :
5 900 Kw
Vitesse maximale en service :
100 Km/h (PV) 200 Km/h (GV)
Tension d'alimentation :
1 500 volts continu

 

PARTIE MECANIQUE

A- CAISSE

Dans un but d'unification et de simplification dans l'étude, la caisse des CC 6500 est similaire à quelques détails près à celle des CC 72000, locomotives diesels de 2650 Kw mises en service à partir de 1968. La caisse est constituée par 2 poutres triangulées réunies entre elles à la partie inférieure par des traverses et à leur partie supérieure par des courbes formant les battants du pavillon. Les deux extrémités sont pourvues d'un bouclier destiné à protéger le personnel de conduite en cas de collision.

Les deux cabines de conduite sont insonorisées, dotées d'un pupitre fonctionnel, d'un chauffage par aérothermes. Elles sont peu profondes, ce qui ne permet pas d'installer un siège fixe et réglable, plus confortable, comme sur les BB 7236 et suivantes par exemple.

Les baies frontales sont inclinées pour diminuer les éblouissements. Les glaces de sécurité ont 23mm d'épaisseur et sont munies d'un lave glace.

B-BOGIE

Les excellents résultats en stabilité aux hautes vitesses obtenus par les CC 40100 depuis 1964 ont encouragé les concepteurs des CC 6500 à persévérer dans la même direction. Aussi les 6500 ont-elles été munies de bogies mono-moteurs de type C dérivés des engins quadri-courant déjà en service sur le réseau Nord. Chaque bogie est équipé d'un moteur de type TTB 665 auto-ventilé à double induit.

Le bogie est constitué par un cadre tubulaire en tôle épaisse fortement entretoisé qui supporte le moteur et le chassiss du bâti de transmission. Le moteur monté transversalement attaque un train d'engrenages qui a pour mission de transmettre l'effort moteur au réducteur par l'intermédiaire d'un accouplement élastique Citroën. Le réducteur transmet l'effort aux essieux par l'intermédiaire d'une transmission du type à cardans.
Chaque bogie est lié à la caisse par 2 barres de traction.

C- SUPENSION

1°) Primaire

La suspension primaire entre essieu et bogie est assurée par des ressorts en hélice prenant appui sur un support faisant corps avec la boîte d'essieu, les appuis étant de part et d'autre de cette dernière. Les mouvements de cette suspension sont freinés par des amortisseurs à friction.

L'amortissement vertical de la suspension est assuré par 6 amortisseurs à friction du type sec montés entre boîte d'essieu et châssis de bogie.

2°) Secondaire

La caisse repose sur le chassis de bogie par l'intermdiaire de blocs caoutchouc "sandwitch" au nombre de 4 par bogie. Ces blocs assurent les 3 fonctions d'une suspension pendulaire :
- appui vertical ;
- liaison transversale ;
- contrôle de la rotation.

Cet ensemble est complété par 2 amortisseurs anti-lacet à friction qui relient le bogie à la caisse.

Ci-dessous, une photo d'un bogie de CC 6500. Celui-ci est fraichement repeint ce qui permet de bien détailler les différents éléments de la suspension (Photo Fabrice Douhet).

 


D- TRANSMISSION

La transmission de l'effort moteur aux essieux est assurée par l'intermédiaire de roues dentées au nombre de 14 permettant l'utilisation de l'engin grâce au réducteur sous 2 rapports de vitesse.

Le graissage de ce dispositif de transmission (14 roues dentées) nécessite 6 pompes à huile actionnées par les roues dentées intermédiaires. Elles puisent l'huile dans un longeron du châssis de bogie et la dirige par canalisations sous pression aux diverses parties à lubrifier.

Les pompes à huile PH1, PH3 et PH5 correspondent au bogie 1.
Les pompes à huile PH2, PH4 et PH6 correspondent au bogie 2.

Leur fonctionnement est retransmis visuellement au conducteur par 6 pictogrammes lumineux (PH) qui doivent s'éteindre peu après la mise en marche de la locomotive. Deux pictogrammes sont de couleur rouge, les quatre autres de couleur jaune (voir photo du pupitre ci-dessous).

Le réducteur :

Chaque bogie comporte un réducteur. Sa manoeuvre est manuelle et s'effectue à l'arrêt, disjoncteur ouvert et freins serrés.

La mise en position des réducteurs s'effectue depuis le couloir latéral en relevant une trappe qui donne accès à leur commande.

Le dispositif de vérouillage est actionné par une manivelle, l'index qui est sur V (vérouillé) est amené sur D (dévérouillé). La même manivelle sert à actionner le basculeur qui est amené sur la position désirée, PV ou GV :
- pignon à 23 dents en PV, ce qui donne un rapport de 2,864 pour 100 km/h ;
- pignon à 39 dents en GV, ce qui donne un rapport de 1,314 pour 220 km/h.

Une position "point mort" (PM) existe qui est utilsée dans certains cas prévus au guide de dépannage.

Une grosse clé à levier est utilisée pour faire tourner les induits du moteur, pour mettre en place les roues dentées.

Transmission réducteur-bogie :

Cette transmission est du type "CARDAN" par arbres creux. Alors que l'entraînement "Jacquemin" transmet l'effort à la roue menante par un seul arbre creux, dans l'entraînement mis en oeuvre sur les CC 6500 on utilise 2 arbres creux, d'où démultiplication de l'effort moteur transmis et souplesse de la traction.

E- ESSIEUX

Les CC 6500 bénéficient de roues monoblocs, de boîtes extérieures à rouleaux, d'où la nécessité de shunts bien visibles sur le flan des bogies pour le retour de courant. Les boîtes d'essieux sont munies de détecteurs de boîtes chaudes (vigithermes) ; en cas de chauffage de boîte, un pictogramme rouge CB s'éclaire au pupitre.

Bogie de CC 6500 équipé de son moteur TTB 665.
On voit bien les 2 appuis de caisse (blocs sandwich), le boitier du basculeur pour le changement de rapport et en arrière plan le carter latéral.

 

Le pupitre de la CC 6558.
On voit notamment les 6 pictogrammes PH1 à PH6 qui informent le conducteur sur le bon fonctionnement des pompes à huile.

Sur la partie haute de gauche à droite :
- le bloc KVB
- le boitier des pictogrammes
- les voltmètres et ampéremètres
- le répétiteur de crans
- le compteur de vitesse
- le bloc radio sol-train.

En partie basse :
- les manomètres et commandes du freinage
- le manipulateur de traction et en dessous la boite à leviers.

 


CIRCUIT DE TRACTION

 

Le moteur de traction TTB 665 comporte 2 inducteurs recevant sur un même arbre 2 induits à collecteur individuel situé dans l'axe médian de l'arbre. Ces moteurs sont auto-ventilés.

Les CC 6500 possèdent 2 graduateurs solidaires commandés par un servo-moteur unique. 28 crans sont utilisés.

Les deux inverseurs J.20 et J.21 ainsi que les deux commutateurs traction-freinage TR.30 et TR.31 peuvent être manoeuvrés manuellement en cas d'avarie à l'aide d'un levier à boule placé sous la boîte de vérouillage.

1°) Couplage série

Le couplage "série" est mis en action par un levier situé sur la boîte à leviers. En fin de couplage, le graduateur se trouve au cran 28. Le couplage "série" est facultatif. Il est utilisé pour limiter l'intensité au démarrage principalement sur les voies de dépôts ou sur les faisceaux de gares dont la caténaire est plus faiblement armée.

Pour passer du couplage "série" au couplage "série-parallèle" (S/P) , le conducteur doit ramener le manipulateur de traction à 0 et basculer le levier de couplage série sur "arrêt".

2)° Couplage série-parallèle

Sans action sur le levier "Démarrage série", le démarrage s'effectue en S/P. En fin de couplage, le graduateur se trouve au cran 28.

3°) Couplage parallèle

Le graduateur qui est au cran 28 plein champ S/P passe au cran 29, les moteurs sont couplés en parallèle et le rhéostat est réinséré. L'élimination du rhéostat se fait du cran 29 au cran 48 du graduateur.

En cabine de conduite, le mécanicien dispose d'un répétiteur de crans. Celui-ci comporte deux fenêtres :
- première fenêtre utilisée pour les couplages série et série-parallèle, avec lecture des crans 1 à 28 ;
- la seconde fenêtre utilisée en parallèle, avec lecture des crans 29 à 48.

Les rhéostats de démarrage sont ventilés par 2 groupes de 3 ventilateurs qui se mettent en marche dès que le rhéostat est parcouru par du courant. Ils s'arrêtent en plein champ S - S/P ou P.

Anti-patinage :

La détection des patinages s'effectue par comparaison des vitesses des moteurs de traction réalisée à l'aide d'un relais de décel de patinage type "ROCHAR". Lors d'un patinage, un pictogramme s'éclaire sur le pupitre, le servo-moteur des graduateurs arrête sa progression, le sablage se met en action. De plus, aux couplages S et S/P, des contacteurs se ferment et provoquent automatiquement le shuntage de l'induit du moteur qui patine en réinsérant la portion du rhéostat déjà éliminée.

AUXILIAIRES HT

La charge batterie s'effectue par un convertisseur statique. Celui-ci produit à partir du 1500 V un courant hâché permettant l'alimentation du primaire d'un transformateur alimentant 3 secondaires :
- charge de la batterie en 72 volts, glaces chauffantes et "chauffe gamelle" ;
- charge batterie auxiliaire de 30 volts qui servira à l'excitation des inducteurs en freinage rhéostatique dans le cas d'un freinage d'urgence, réducteur sur GV ;
- fourniture du courant servant à l'excitation des inducteurs lors de la mise en service du freinage rhéostatique seul ou combiné au freinage pneumatique

FREINAGE RHEOSTATIQUE

Les CC 6500 sont dôtées du freinage rhéostatique utilisé en freinage de retenu seul ou mis en action automatiquement lors des freinages pneumatiques.
Possibilité d'utilisation de 25 crans :
- du cran 1 au cran 8 la valeur du rhéostat est constante, la valeur du courant d'excitation des inducteurs augmente ;
- du cran 9 au cran 25 : la valeur du courant d'excitation est maximale, la valeur du rhéostat diminue progressivement.

APPAREILLAGES DIVERS

- Les CC 6500 sont équipées d'un disjoncteur principal de type JRP 66 P 5000 à enclenchement électropneumatique avec pression d'air d'enclenchement de 5 bars.

- Deux pantographes de type AM 18 B commandés par une valve électrique ;

- Un seul compresseur et un réservoir principal situé sous la caisse ;

- Un bloc frein de type PBL 2 avec commande électropneumatique.

 

CYCLE D'ENTRETIEN DES CC 6500

 

L'entretien des CC 6500 a été partagé entre les établissements titulaires de CC 6500 (Lyon-Mouche, Paris Sud-Ouest et Vénissieux) chargés des visites périodiques et l'atelier du Matériel d'Oullins-Machines chargé des opérations lourdes.

Dans les années 80, à la grande époque des CC 6500 sur le Sud-Ouest, les types et fréquences des visites périodiques étaient les suivants :
- VOR (Visite des Organes de Roulement) à 18 jours ;
- ATS "dépôt" à 36 jours, opération équivalente à une VOR avec en plus : visite des brosses de répétition des signaux, graissage, vérification de la batterie ;
- VL (Visite Limitée) à 3 mois ;
- VG (Visite Générale) à 6 mois ;
- GVG (Grande visite Générale) à 12 mois.

A la même époque, Oullins assurait les opérations suivantes :
- les ATS à 1.300.000 km, opération équivalente à une RL allégée, avec en particulier remise à neuf des bogies, travaux de peinture et visite de l'ensemble servo-moteur, graduateur et de l'appareillage ;
- les RG (Révision Générale) à 2.600.000 km.

 

Vision impressionnante : le levage de la caisse de la CC 6569 à l'atelier du dépôt de Vénissieux.

(Photos Fabrice Douhet)

 
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