Le gros moteur qui a pu, a marqué et continue de marquer l'histoire
La locomotive diesel-électrique fête ses 100 ans, marquant un siècle d'innovation et de performance
Présentation
Le 23 octobre 1925, lorsque la toute première locomotive diesel-électrique est sortie de la ligne à destination du Central Railroad of New Jersey (CNJ), son rôle dans le « chantier » était bien compris, mais son destin en tant que nouveau type de moteur ne l'était pas.
Steam était roi, et ce depuis 100 ans.
L'idée que le moteur diesel-électrique, développé par General Electric en partenariat avec Ingersoll-Rand et l'American Locomotive Company, non seulement remplacerait la locomotive à vapeur, mais marquerait également le début de ses 100 ans de domination, n'était probablement pas anticipée.
Sauf, peut-être, par Thomas Edison.
Edison avait senti que l'électricité recelait des possibilités dont la vapeur ne pouvait que rêver dès les années 1860 et a commencé ses travaux de pionnier sur les trains entièrement électriques plus tard à Menlo Park, dans le New Jersey, en 1880. Pourtant, ce n'est qu'avec l'émergence du moteur à combustion interne de Nicolaus Otto (ICE ; inventé en 1876) en tant qu'application industrielle à la fin du XIXe et au début du XXe siècle, qui a transformé les secteurs de l'automobile, de l'aviation et du transport maritime, que l'idée de combiner un ICE et un système de propulsion électrique dans une locomotive s'est imposée.
Le moment n'aurait pas pu être plus fortuit. Steam a eu un problème. En fait, il y en avait beaucoup. Il reposait sur le charbon, ce qui le rendait fondamentalement sale. Il a fallu de la main-d'œuvre pour le pelleter de l'annexe jusqu'à la chambre de combustion de la locomotive. Et le seul moyen de rendre les trains à vapeur plus rapides était de construire des locomotives de plus en plus grosses, qui étaient à leur tour limitées par l'infrastructure ferroviaire, car l'ensemble du système, et pas seulement la chaudière, était contraint de croître.
Et même cela n'a pas suffi. Dans le langage de notre siècle actuel, Steam présentait des « problèmes d'évolutivité ».
Il y avait également un problème d'image. La fumée et la suie émises par les machines à vapeur alimentées au charbon avaient attiré l'attention du public et déclenché des réglementations locales visant à réduire cette pollution dans les limites des villes.
Une puissance différente
« Tout cela, à savoir la pollution, les problèmes de sécurité, l'impossibilité d'augmenter la vitesse et de parcourir de plus longues distances de manière économique, a conduit à abandonner la vapeur », explique Kris Hoellen, directeur exécutif du B&O Railroad Museum. « À cette époque, la plupart des villes disposaient d'ordonnances interdisant aux machines à vapeur d'entrer sur leur territoire par leurs propres moyens. C'était vrai ici à Baltimore, où le B&O Railroad envoyait des chevaux pour se rencontrer et faisait venir des trains à vapeur. En fait, B&O a maintenu une grande écurie à cette fin. »
Des chevaux ? Edison a vu une opportunité d'amélioration progressive et, en 1925, General Electric et ses partenaires se sont lancés. Le moteur diesel-électrique était né.
« Edison a toujours eu l'intention de proposer aux chemins de fer une alternative plus propre et plus économique à la vapeur », explique Steve Gerbracht, directeur de l'architecture des locomotives et du développement de concepts chez Wabtec. « Au fur et à mesure que les utilisations industrielles des moteurs à combustion interne prenaient leur essor, GE s'est littéralement allumée pour que la locomotive, indépendamment des caténaires et des troisièmes rails, puisse héberger sa propre centrale électrique. Ensuite, grâce à l'utilisation d'un alternateur, l'énergie mécanique générée par l'ICE, en l'occurrence un moteur diesel, pourrait être convertie en énergie électrique qui pourrait entraîner les moteurs de traction sur les roues du train.
« Ce mariage du moteur à combustion interne avec l'arsenal de composants électriques et d'équipements de propulsion d'Edison a littéralement changé l'histoire des locomotives. »
Depuis des débuts modestes
La locomotive diesel-électrique CNJ 1000, également connue sous le nom de « GE Demonstrator #9681 », n'a pas fait sensation du jour au lendemain, mais elle a fait son travail, et l'a fait de manière plus efficace que ses prédécesseurs à vapeur.
La locomotive a servi dans le terminal du Bronx, près du port de New York, où elle a effectué des tâches de triage sur de courtes distances telles que le démontage et le montage de trains de marchandises, le déplacement de voitures sur différentes voies et la connexion ou la déconnexion de voitures pour d'autres services, tout en se forgeant une réputation de maniabilité et de rentabilité.
D'autres chemins de fer l'ont remarqué.
Désireux d'étudier cette nouvelle technologie, les chemins de fer de tout le pays ont rapidement commandé d'autres unités « Box Cab Switcher » et d'autres locomotives expérimentales. La marée tournait lentement. Puis est arrivée la Seconde Guerre mondiale, et l'efficacité accrue, la flexibilité et les coûts d'exploitation réduits des modèles diesel-électriques se sont révélés irrésistibles. Les dés étaient jetés : l'ère du diesel-électrique avait commencé.
Le siècle du diesel-électrique repose sur l'amélioration continue
« Si 1925 représente le « moment décisif » de l'association de l'ICE à un système de propulsion électrique, les 100 dernières années ont été consacrées à l'optimisation de cet ensemble pour de meilleures performances, c'est-à-dire une réduction des émissions et une augmentation de la traction, de la puissance, de la fiabilité et du rendement énergétique », observe Bob Bremmer, vice-président du groupe en charge du développement des produits chez Wabtec. « Le succès de cette démarche d'optimisation, que Wabtec a souvent menée, est l'une des principales raisons pour lesquelles le secteur célèbre ce centenaire. »
Bien que la liste des innovations qui ont permis à la locomotive diesel-électrique du Bronx de devenir le géant mondial du transport lourd qu'elle est devenue aujourd'hui est trop longue pour être énumérée ici, Wabtec a joué un rôle clé dans les étapes les plus transformatrices. Il s'agit notamment du premier système de traction à courant alternatif, qui a augmenté l'effort de traction de 60 % par rapport aux anciens systèmes à courant continu ; du développement de moteurs de 4 500 à 6 000 chevaux (le CNJ 1000 d'origine était de 300 ch) ; et des avancées numériques dans les commandes des locomotives qui ont changé le paradigme dans tous les domaines, de l'optimisation des trajets au diagnostic et à l'assistance à distance.
« Ce qui ne cesse de m'étonner », déclare Bremmer, « c'est que, quelle que soit l'ampleur de la découverte que nous avons réalisée pour améliorer la performance de nos locomotives, nous continuons d'innover sur la plateforme diesel-électrique créée il y a 100 ans.
« Parlez de persévérance ! »
Un héritage vivant : regarder vers l'avenir, regarder en arrière
Dans le même temps, il est indéniable qu'après 100 ans d'améliorations continues, parfois spectaculaires, parfois progressives, apportées à la locomotive diesel-électrique, la courbe de performance s'aplatit. Oui, le moteur diesel-électrique est toujours roi et Wabtec est toujours synonyme d'amélioration de son fonctionnement (pour de nouvelles preuves, voir EVO Advantage), mais Bremmer sent que des changements sont en cours.
« Je ne pense pas que ce soit une coïncidence si l'ère de la vapeur a duré 100 ans et celle du diesel-électrique les 100 années suivantes. En fait, les défis auxquels l'industrie ferroviaire est confrontée aujourd'hui en 2025 sont assez similaires à ceux de 1925. Les moteurs diesel-électriques fonctionnent vraiment très bien, mais il y aura une transition vers d'autres technologies à l'avenir. Nous n'en sommes pas encore là, mais nous sommes au début d'un nouveau chapitre, un chapitre qui, je crois, transformera aussi l'industrie ferroviaire que ce qui s'est passé en 1925. »
Quoi qu'il en soit, quels que soient les prochains changements qui se produiront dans le secteur ferroviaire, les réalisations du moteur diesel-électrique ne peuvent être surestimées. Son impact a été aussi vaste et transformateur.
« Je pense que la raison pour laquelle la locomotive diesel-électrique est restée la référence dans une grande partie du monde est la même aujourd'hui qu'elle l'était lorsqu'elle a fait son apparition », explique Chris Jackson, rédacteur en chef du Railway Gazette Group. « Vous disposez d'un bloc d'alimentation compact qui vous permet de vous déplacer n'importe où.
« Dans l'ensemble, la locomotive diesel-électrique s'est révélée plus efficace que toute autre forme de traction ferroviaire : elle peut parcourir de plus longues distances et nécessite moins d'entretien, ce qui lui permet de transporter des personnes et des marchandises de manière plus efficace que les autres modes de transport. Et cela permet de développer l'activité économique et de la rendre plus efficace. En fin de compte, cela s'est traduit par d'importants avantages sociaux, en plus d'être rentable pour les chemins de fer. »
Hoellen conclut : « À travers les États-Unis, il y a environ 144 000 miles de voies de fret. Je rencontre parfois des gens et ils disent : « Oh, je ne prends pas le train », et je réponds que ce n'est peut-être pas le cas, mais à peu près tout ce qu'ils touchent et utilisent le fait. Les chemins de fer génèrent plus de 2 milliards de dollars de commerce par jour aux États-Unis.
« Et tout cela est vraiment dû au moteur diesel-électrique. »
Remarque : Le CNJ 1000 est exposé au B&O Railroad Museum de Baltimore, dans le Maryland. Le musée est ouvert sept jours sur sept, de 10 h à 16 h.
