La locomotive Auvert et Ferrand est une locomotive électrique prototype de la Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée (PLM). Elle est de classification 2B+B2Soit un accouplement indéformable de deux demi-locomotives symétriques reposant chacune sur deux essieux porteurs (2) et deux essieux moteurs (B). et est constituée de deux demi-locomotives symétriques accouplées. Construite entre 1907 et 1909 par Alioth, les chantiers de la Buire et par les ateliers PLM d'Oullins, elle réalise une campagne d'essais sur la ligne de Cannes-la-Bocca à Grasse. La ligne est à ce titre équipée d'une caténaire et sert de cadre aux marches de la locomotive entre 1910 et 1913.

Les ingénieurs Louis Auvert et Alphonse Ferrand mènent les études de conception et les essais de la machine. Bien que les marches d'essais soient prometteuses, les expérimentations de la traction électrique sur le PLM n'ont pas de véritable application en service commercial avant l'électrification de la ligne de la Maurienne près de quinze ans plus tard.

Contexte

Les premières traces d'essais de traction électrique pour le chemin de fer remontent à 1837 avec la locomotive à pile de Robert Davidson.. Longtemps, les seules applications de ce mode de traction sont les transports urbains avec notamment les tramways et les trains miniers.. La fin du et le début du marquent donc les débuts des expérimentations à grande échelle de la traction électrique ferroviaire. Plusieurs lignes sont ainsi électrifiées en Hongrie, en Suisse, en Allemagne, en Italie ou aux États-Unis. Les balbutiements de ce nouveau mode de traction entraînent des divergences de points de vue quant au type de courant à utiliser, aux tensions et intensités à appliquer ou au mode de captation des courants de traction.

En France, le PLM fait figure de précurseur en mettant en place dès 1894 la traction électrique en service commercial sur la ligne de Saint-Étienne-Le Clapier à La Béraudière. La locomotive E 2 construite à cet effet n'offre que des performances limitées mais son service est tout de même considéré comme satisfaisant. Louis Auvert, qui est depuis peu ingénieur du matériel au PLM, supervise l'installation d'un troisième rail sur la ligne et les essais de cette locomotive. Il conçoit à partir de 1893 la locomotive 1B E 1 à accumulateurs qui est essayée par le PLM entre Paris et Melun. Enfin, la ligne de Saint-Gervais à Vallorcine est construite à partir de 1899 et l'étude de la traction électrique sur la ligne est également confiée à Auvert.

En dehors des lignes du PLM, seules les lignes des Invalides à Versailles-Rive-Gauche, de Quai-d'Orsay à Paris-Austerlitz et de Paris-Austerlitz à Bordeaux-Saint-Jean sont en partie électrifiées avec un troisième rail entre 1900 et 1910..

Historique

vignette|alt=Carte de la ligne, les gares de Grasse et de Mouans-Sartoux sont situées au nord du tracé.|Tracé de la ligne de Cannes-la-Bocca à Grasse.

En 1901, la Revue de Grasse annonce que le PLM envisage d'électrifier par troisième rail la section entre Cannes et Grasse de la ligne de Marseille à Vintimille., projet qui reste sans suite puisque cette ligne ne sera équipée d'une caténaire que dans les années 1960.. En , un journaliste du même journal annonce que le PLM a décidé de mettre en place la traction électrique sur la ligne de Cannes à Grasse à partir d'août ou afin de réduire les temps de trajet des trains.. Quelques jours plus tard, la compagnie dément dans L'Éclaireur de Nice l'électrification définitive de la ligne devant l'enthousiasme de la presse face à ce qu'elle annonce être de simples essais temporaires. À la même époque, les projets de construction du funiculaire de Grasse et d'une ligne de tramway entre Cagnes et Grasse se précisent..

Le PLM choisit la ligne de Cannes-la-Bocca à Grasse et plus spécifiquement la section entre Mouans-Sartoux et Grasse en raison de trois critères. : la ligne est desservie par un trafic modéré permettant sans difficulté d'exploitation d'insérer des sillons pour des marches d'essais ; le profil de la ligne est intéressant pour tester les capacités de la locomotive face à des profils difficiles ; la région est équipée de nombreuses usines hydroélectriques produisant un courant industriel facilement disponible pour réaliser les essais.

Le PLM transmet le au ministère des Travaux publics une demande d'autorisation pour réaliser des essais de traction sur la ligne de Canne à Grasse, demande renouvelée le . Cette autorisation est accordée à la compagnie le .. Le ministère impose toutefois que les essais se tiennent de nuit et soient terminés avant . Le PLM doit aussi informer la direction départementale des PTT avant la tenue de chaque marche d'essais afin que les communications de la ligne télégraphique de Paris à Gênes via Nice soient détournées et ne passent plus par Grasse au risque d'être perturbées, et ce, aux frais de la compagnie. Enfin, si le PLM décide finalement d'électrifier l'ensemble de la ligne de Cannes à Grasse, la compagnie doit effectuer une nouvelle demande auprès du ministère. Si les essais s'avèrent concluants, la compagnie envisage d'électrifier les lignes de Cannes à Grasse, de Marseille à Vintimille, d'Alès à Langogne, de Chambéry à Modane et de Mouchard à Pontarlier. Le , le ministère des Travaux publics autorise formellement les essais qui débutent à l'automne 1910 après que la ligne d'essais a été électrifiée..

Électrification de la ligne

L'alimentation électrique nécessaire aux essais est produite par la centrale hydro-électrique de la Siagne. Cette usine appartenant à Énergie électrique du littoral méditerranéen (EELM) et située à proximité de Saint-Cézaire-sur-Siagne alimente habituellement le réseau électrique des Alpes-Maritimes et du Var avec une tension de en courant triphasé.. Pour les besoins des essais, deux alternateurs de cette centrale fonctionnent la nuit en génératrice monophasée. Le courant alternatif produit est conduit à un poste de transformation établi à de Grasse au lieu-dit de Pré-du-Lac qui abaisse la tension de 30 à . Le courant abaissé est ensuite acheminé vers le poste d'EELM de Grasse qui est équipé de plusieurs appareils de mesure de haute précision fabriqués par Hartmann et Braun et permettant de relever et enregistrer la tension, l'intensité et la puissance consommées durant les essais de la locomotive. L'alimentation de la caténaire s'effectue à proximité de la gare de Grasse au de la ligne où une connexion est également établie avec le rail pour assurer le retour de courant. L'ensemble de ces équipements est installé fin 1908 par EELM..

La caténaire est quant a elle montée à l'automne 1909 par la société Alioth sur les séparant les gares de Grasse et de Mouans-Sartoux. Cette caténaire est de conception légère : la ligne aérienne de contact en fil de cuivre de de section. est supportée par des consoles métalliques transversales fixées sur des poteaux en bois. La hauteur du fil de contact varie entre 4,5 et . Afin d'assurer une tension constante du fil, des tendeurs automatiques sont installés tous les . Un retour à la terre par fil de cuivre est assuré tous les . Les rails assurent le retour de courant aidés en cela par un fil de cuivre de de section auquel les rails sont connectés tous les et sont fixés sur les poteaux en bois supportant la caténaire. La tension d'alimentation de la ligne est de à .

La première mise sous tension de la ligne a lieu le sous la supervision de , ingénieur représentant Alioth. Le but de cet essai est de valider l'absence de perturbation électromagnétique produite par la ligne sur les lignes téléphoniques de la région. La caténaire est vraisemblablement démontée en 1914 au début de la Première Guerre mondiale afin de récupérer les métaux pour l'effort de guerre..

Conception et construction de la locomotive

Depuis le début du , Louis Auvert travaille avec Alphonse Ferrand, un autre ingénieur du PLM spécialisé dans la traction électrique.. Ils déposent dès un brevet portant sur un transformateur de courant alternatif monophasé en courant continu (lire en ligne).. Ce système est nommé redresseur-régulateur Auvert et Ferrand.. En 1905, un prototype de ce redresseur est construit par Schneider et au Creusot.. Il est installé en mars et dans l'usine génératrice de Bercy appartenant à la Compagnie du chemin de fer métropolitain de Paris afin d'être soumis à une batterie d'expérimentations. Alimenté en , l'appareil développe une puissance de avec un rendement de 91 %. Pour donner suite à ces essais, le PLM autorise l'entreprise suisse Alioth à construire et à expérimenter dans son usine de Münchenstein près de Bâle un système similaire sur banc d'essai. Afin de confirmer des résultats expérimentaux jugés encourageants., Alioth et le PLM s'accordent pour construire une locomotive permettant de mettre en pratique le redresseur-régulateur en conditions réelles.

La construction de la machine est financée de compte à demi par le PLM et par Alioth.. Alioth fabrique la partie électrique de la locomotive tandis que les Chantiers de La Buire et les ateliers PLM d'Oullins s'occupent de construire la partie mécanique... La construction de la locomotive débute vers 1907 et est terminée en . La locomotive est finalement acheminée à Cannes par locomotive à vapeur pour subir ses essais.

Essais

Les essais de la locomotive débutent à l'automne 1910. Ces marches d'essais nocturnes conduisent la locomotive à être placée en tête de rames de fourgons avec des masses totales tractées allant de 200 à . Un wagon dynamométrique est attelé derrière la locomotive et permet de relever les mesures de consommation et d'effort de traction produit par la machine. Une foule nombreuse et curieuse assiste régulièrement aux essais..

La présentation officielle de la machine est quant à elle organisée le .. Léon Mauris, directeur du PLM, y assiste, accompagné de , ingénieur en chef du matériel et de la traction, Margot, ingénieur en chef de l'exploitation, Étienne, ingénieur en chef de la voie et Hoerchel, ingénieur en chef du service technique. D'autres personnalités prennent également part à cette présentation en plus d'Auvert et Ferrand. La locomotive est attelée à une rame composée de dix-sept voitures et fourgons à bagages pour un total remorqué de . La train part de Grasse dans la descente vers Mouans-Sartoux, trajet qui est parcouru en afin de démontrer le bon fonctionnement des freins. Le trajet retour est effectué en . Tous les participants à cette présentation saluent les performances prometteuses de la machine et Léon Mauris félicite Auvert et Ferrand pour leur invention.

+ Présentations et essais de la locomotive Auvert et Ferrand (liste non exhaustive) Date Public But des essais ou de la présentation Essais de traction d'une rame de .Allure moyenne de en rampe de et vitesse de en rampe de . Chefs des différents services du PLM, dont le directeur de la compagnie Léon Mauris. Présentation officielle de la locomotive. Émile Roubaud, journaliste au Petit Marseillais. Présentation par Alphonse Ferrand de la locomotive.Nuit du 4 au , ingénieur-conseil de la compagnie bernoise et , ingénieur d'Alioth... Essais en rampe et en surcharge avec une rame de .Nuit du 15 au Deux ingénieurs autrichiens représentant le ministère autrichien des Chemins de fer.. Essais de vitesse, de démarrage et de surcharge avec une rame de .Vitesse de en rampe de et de en rampe de .Nuit du 2 au Ingénieurs russes.. Marche de présentation. , Mausin, ingénieur électricien de l'Ouest-État, Hugron, ingénieur des Postes, télégraphes et téléphones (PTT) et Bujon, ingénieur des télégraphes du PLM.. Essais réalisée à la demande des PTT avec rame de (vingt véhicules). Mesure de l'influence des courants de traction circulant dans la caténaire sur les lignes télégraphiques et téléphoniques qui longent la voie ferrée.