BB 12000

Après la Seconde Guerre mondiale, la SNCF fait face à une pénurie de charbon, lequel est indispensable à la reconstruction du pays. Or plus de 20 % de la production de charbon français est consommée par les chemins de fer. Le recours massif à la traction diesel n'est pas envisagé à court terme d'autant qu'il faudrait compter sur un carburant importé ; la traction électrique, telle qu'elle était alors utilisée en France (1 500 V continu), offre un meilleur rendement et une utilisation des ressources plus rationnelle mais les dépenses d'installation et de maintenance des lignes électrifiées en 1 500 V ne rendraient l'électrification rentable que sur les lignes très fréquentées[1].

Le courant alternatif à fréquence industrielle (50 Hz) avait déjà été essayé en Europe et en Amérique dès le début du XX^e siècle. Il a comme avantage d'être facile à produire, à distribuer, et génère moins de pertes que le courant continu ; malheureusement, avant les années 1940, la technologie de l'époque rendait extrêmement difficile de réaliser des moteurs de locomotives fonctionnant directement à la fréquence de 50 Hz et les équipements susceptibles de convertir le courant à bord des locomotives étaient très volumineux et peu fiables[1]. Un certain nombre de pays européens, dont l'Allemagne, l'Autriche, la Suisse, la Norvège et la Suède, ont adopté le courant alternatif monophasé à 15 kV à 16 ²⁄₃ Hz (un tiers de la fréquence standard), ce qui permet l'emploi de moteurs directs[1]. Dès 1943, l'ingénieur Louis Armand est convaincu que les progrès de l'électrotechnique permettent une utilisation viable du courant alternatif monophasé 25 kV-50 Hz[1].

À partir de 1950, des essais de courant monophasé 20 kV 50 Hz (tension portée à 25 kV 50 Hz en 1953) ont été menés sur une partie de la ligne d'Aix-les-Bains-Le Revard à Annemasse[2].

À la suite de l'expérimentation de la traction par courant à fréquence industrielle (50 Hz) en Haute-Savoie, la SNCF décida d'électrifier de la sorte une zone plus vaste, comportant un trafic intense à longue distance, mais qui ne serait pas une des lignes de prestige de la SNCF, prudence oblige. En 1952, le choix le plus logique se porta sur la transversale nord-est (ligne Valenciennes-Thionville) : une ligne au profil accidenté qui avait un des taux de consommation de charbon au kilomètre les plus élevés du pays (975 t)[1].

Les quatre séries regroupées sous l’appellation de « fers à repasser » constituent la première génération de machines de ce type ; il s'agit des BB 12000, BB 13000, CC 14000 et CC 14100[3]. La SNCF a demandé à différentes sociétés de développer différents systèmes de motorisation pour ces 4 machines, afin d'évaluer laquelle serait la meilleure. Les BB 12000 et 13000 sont des locomotives mixtes capables de remorquer des trains de voyageurs rapides et des trains de marchandises ; les CC 14000 et 14100 sont réservées aux trains de marchandises lourds et lents, appelés trains du régime ordinaire (R.O.)[1].

Aspect extérieur d'une BB 12000.

La partie mécanique des BB 12000 et 13000 est quasiment identique ; elle possède des bogies proches de ceux des BB 9003-9004 ; les capots moteurs sont conçus pour être facilement démontables, ce qui facilite l'entretien par rapport aux locomotives électriques conventionnelles ; la suspension entre le châssis et les bogies est une suspension à bielles pendulaires et barres de traction fixées sous les traverses de tête, ce qui garantissait une bonne adhérence et combattait le cabrage au démarrage. La transmission entre les moteurs de traction et les essieux est une transmission « Jacquemin » par arbre creux à joints de cardan.

Cabine.

Ces locomotives à monocabine centrale flanquée de deux capots moteurs doivent leur surnom de « fers à repasser[4] » à leur profil caractéristique. Certains cheminots les appelaient « coupe-jambon » à cause de leur manipulateur de traction en forme de disque de coupe jambon.

La BB 12000, étudiée par Schneider-Westinghouse, utilise le procédé suivant : le monophasé 25 000 V 50 Hz capté par le pantographe est gradué en tension par un auto-transformateur, avant d'attaquer le transformateur principal qui abaisse la tension jusqu'à 750 V. Le courant est ensuite redressé par un pont à 4 ignitrons, pour enfin alimenter les 4 moteurs de traction à courant continu. Les BB 12134 à BB 12148 ont reçu de construction des redresseurs au silicium. Cette chaîne électrique apportait l'avantage supplémentaire d'un anti-patinage : si un essieu venait à patiner, le couple du moteur série concerné baissait, favorisant un retour à l'adhérence.

Lors d'essais publics, une BB 12000 a démarré un train de 2 145 tonnes en rampe de 11 pour 1 000. Plus tard, presque toutes les machines ont vu leurs ignitrons remplacés par des redresseurs au silicium, augmentant encore leurs performances déjà excellentes. Chaque machine de la série a effectué en moyenne 5 millions de kilomètres avant la mise à la retraite. Le système d'alimentation a été ensuite utilisé sur les machines monophasées de génération suivantes : BB 16000, BB 16500, BB 17000…

Elles furent construites à 148 exemplaires de 1954 à 1961[4] pour la SNCF à partir de 1954[4].

La Société nationale des chemins de fer luxembourgeois en reçut 20, techniquement identiques, les CFL série 3600 (en).