Dossier du projet expérimental de locomotive à vapeur hybride
chauffée au bois à récupération d’énergie cinétique

Denis DENIS
Par Denis DENIS
16, rue des grosses Pierres
02160 Beaurieux

Introduction
Dans le cadre des énergies renouvelables et de la lutte contre la pollution des gaz à effet de serre.

Voici un projet expérimental utilisant le bois (plaquettes forestières), comme énergie de substitution au gasoil, pour les dessertes ferroviaires de fret, à partir de gare principales ; ce qui a pour effet de remettre au goût du jour,
la traction à vapeur.
De nos jours, cela est il possible ?
Peut-être en tentant une expérimentation sur un site bien déterminé.


 
 

Les données en chiffres :

Consommation d’une locomotive chauffée au charbon : 23 kg au kilomètre.
La même machine chauffée au bois : en considérant que le pouvoir calorifique de la houille est de 8500 calories au kg, que le bois a un pouvoir calorifique de 3000 calories au kg. Ce qui donne 65,32 kg au kilomètre.

Les points forts du bois comme combustible :

Tant qu’on ne brûle pas plus de bois qu’il n’en repousse, le cycle du CO2 reste fermé.
1000 kg de bois sec est égal à 100 litres de gasoil. La production moyenne à l’hectare est de 3 à 4 tonnes de matière sèche pour un bois non exploité. Rationnellement de 4 à 5 tonnes dans une futaie et de 10 à 13 tonnes pour un taillis à courte rotation.
Par exemple : le potentiel de bois déchiqueté mobilisable en Champagne-Ardenne, dans des conditions techniques et économiques compétitives est de 30 000 à 35 000 tonnes par an.
L’exploitation d’1 m3 de bois d’œuvre donne 75 % de déchets. L’exploitation énergétique du bois ne porte en aucun cas préjudice à nos forêts.
Au contraire, il contribue à l’entretien durable de nos forêts, en valorisant les bois de moindres qualités.
L’ A.D.E.M.E. (Agence de l’Environnement et la Maîtrise de l’Energie) indique que le pouvoir calorifique du bois est d’environ de 4000 à 5000 calories par kg, alors que l’ouvrage de « Devernay – Locomotive « donne 3000 calories par kg.
Le projet proposé prend en compte le chiffre le plus défavorable.

Le lieu du site de l’expérimentation :

Chalons en Champagne, où passe la ligne n°1 de l’Est va être allégée de son trafic voyageurs avec l’arrivée du TGV Est. Ce qui va permettre d’expédier de gros tonnages de fret vers le Nord et le sud de l’Europe.
A part la ligne n°1 et un tronçon de ligne 10 « St Hilaire au Temple et Chalons en Champagne » est électrifiée en 25 kV 50 Hz, le reste des lignes (voir schéma) est en traction autonome.

NOTES : Une bonne combustion du bois donne peu de cendres ; environ 0.4 %.
En 2003, les plaquettes forestières de qualité normale étaient de 15.2 € le m3.
Les plaquettes forestières de bonne qualité étaient de 22.87 € le m3.
Le recensement de la clientèle des lignes citées dans le schéma de desserte est ancien et indiqué à titre indicatif. Néanmoins, un potentiel important de clients existe sur ce réseau.

Les clients embranchés
de la ligne 10 :
Sucrerie Cristal Union à Sillery
Silos de Sillery + Usine à gaz
Camp militaire de Mourmelon
Service des essences à Bouy
Silos de Recy
Zone industrielle de St Martin sur le Pré
de la ligne 5 :
Silos de Cuperly
Silos de Suippes
Camp militaire de Suippes
Silos de Valmy
de la ligne 26 :
Silos de Coolus
Silos de Nuisement sur Coole
Service des essences de Vatry
Aéroport de Vatry
Silos de Sommesous
Silos de Mailly-le-Camp
Camps militaire de Mailly-le-Camp
Sucrerie Cristal Union Arcis-Aube
Silos de Charmont
Silos de Luyères
Silos de Crenay
de la ligne 22 :
Saint Gobain Emballages à Oiry
Silos de Vertus
Silos de Coligny
Distillerie de Morains
Silos de Fère Champenoise
Sucrerie Téréos de Connantre
Silos de Sezanne
Silos d' Esternay ligne 21
Silos d' Anglure

La nouvelle locomotive à vapeur :

L’ étude et la construction de cette nouvelle machine pourrait être issue de la SANTA-FE 151A de l’ex P.L.M.

Machine d'origine de 1932 photo editions AtlasHistorique et caractéristiques de cette locomotive.

En 1932, le P.L.M. étudie et commande chez Schneider au Creusot, dix locomotives nouvelles « COMPOUND », dotées d’une chaudière de Mountain (241C1). L’originalité de cette machine est que tous ses cylindres sont extérieur au chassis.
Caractéristiques :
Surface de la grille : 5 m2
Surface de la chauffe : 243,8 m2
Surface de la surchauffe : 91,6 m2
Surchauffe : nombre d’éléments « Schmidt » : 33
Timbre : 20 hpz
Diamètre des roues couplées : 1,50 m
Diamètre des Bissel avant : 0,85 m
Diamètre des Bissel arrière : 1,36 m
Diamètre des cylindres HP : 48 cm
Diamètre des cylindres BP : 74 cm
Course des cylindres HP : 65 cm
Course des cylindres BP : 70 cm
Poids en charge : 122,4 T
Poids adhérent : 94,3 T
Empattement rigide : 7,20 m
Longueur : 16,250 m
Puissance maxi : 3000 CV
Vitesse en service : 85 Km/h
Effort de traction : 29,5 T
Charge remorquable en rampe de 5 : 2050 T

La distribution est du type DABEG à cames rotatives et à profil continu ;elles sont conjuguées ; les soupapes ont respectivement pour diamètre et levée maxi :
Haute pression : Admission : 180 mm, 20 mm, Echappement : 180 mm, 20 mm
Basse pression :Amission : 195 mm, 21 mm, Echappement : 240 mm, 23 mm

Exemple de performance :
La locomotive 151A10 essayée sur le réseau du Nord à remorqué de Lens au Bourget un train de houille de 2600 Tonnes à la vitesse moyenne de 51,5 Km/h

Construction de la nouvelle locomotive à vapeur sur la base de la « Santa-Fé 151 A ».

Pourquoi choisir cette machine ?
Parce que tout son mécanisme est à l’extérieur de son chassis. Donc plus simple pour la maintenance.
 
 
  
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