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Les explosions de chaudière

Eh bien oui, c'est arrivé quelquefois ! Rarement, quand même, mais cela faisait des dégâts et, hélas, des morts au sein des équipes de conduite. C'est la grande crainte des débuts, et bien des gens refusent de prendre le train pour cette raison. Mais les millions de gens qui, annuellement, prennent tranquillement les premiers trains doivent se dire que le pire n'est jamais certain !

Vision explosive d'une locomotive éventrée à la fin du XIXe siècle, notez le wagon de marchandises renversé, témoignant de la violence du souffle de l'explosion (Deutches Museum Munchen)

L'histoire de la pression

La machine à vapeur, telle que Papin, Newcomen, Watt et tant d'autres pionniers la définissent initialement, utilise la pression créée par l'eau qui, portée à ébullition dans un récipient clos et étanche (la chaudière, dans notre cas), se transforme en vapeur. Simple, connu des ménagères depuis des siècles à force de voir les couvercles des casseroles et des lessiveuses se soulever, ce principe permet de disposer d'une très grande force motrice, à condition toutefois d'élever la température de l'eau et d'augmenter les surfaces de contact entre les gaz chauds provenant du feu et l'eau contenue dans la chaudière. Si les premières locomotives utilisent, en fait de chaudière, une simple bouilloire en fer, celles de Marc Seguin et de George Stephenson, à partir de 1829-1830, utilisent la chaudière tubulaire comportant intérieurement des tubes parcourus par les gaz du foyer. La production de vapeur est à la fois plus rapide et plus importante, et il est désormais possible de l'emmagasiner à une plus forte pression pour en tirer une puissance accrue. Cette pression sera multipliée par dix tout au long de l'histoire de la locomotive à vapeur : de 1,76 kg/cm² pour la "Locomotion", par exemple, à 20 kg/cm² pour les types Pacific ou Mountain les plus performantes des années 30.

Le niveau d'eau : à surveiller sans relâche !

Les chaudières des locomotives comportent un foyer de forme parallélépipédique d'où les gaz chauds de la combustion s'échappent en parcourant le faisceau tubulaire entouré de l'eau du corps cylindrique. Les gaz chauds abandonnent donc à l'eau, par rayonnement et conductibilité, la majeure partie de leur chaleur, ce qui transforme l'eau en vapeur d'eau. Puis, ces gaz s'échappent dans l'atmosphère par la boîte à fumée et la cheminée, disposée à l'avant du corps cylindrique. Il n'y a donc rien de critique en soi dans cette disposition, sauf si l'eau vient à manquer : dans ce cas, le feu, au lieu de chauffer du métal entouré d'eau froide, chauffe du métal entouré de vapeur : la température monte alors dangeureusement et peut atteindre plusieurs centaines de degrés très rapidement. La pression de la vapeur devient telle qu'elle fait exploser la chaudière là où le feu chauffe le plus fort et a fragilisé le métal, le chauffant à blanc : en général, c'est la plaque tubulaire ou le ciel du foyer.

Autre vision, il semble que l'explosion se soit produite au niveau des tubulures de la chaudière. (Collection Lamming)

Ne pas "fondre les plombs"

Le travail du chauffeur, sur la locomotive, consiste à produire de la vapeur et, donc, à "conduire le feu" de manière qu'une quantité de vapeur suffisante soit disponible au moment des accélérations, des rampes, des parcours à grande vitesse. Il charge le feu avec sa pelle, il répartit le charbon sur le feu, il surveille le feu pour éviter la formation de mâchefer ou l'accumulation de cendres qui pourraient étouffer le feu. Les conséquences d'une mauvaise conduite du feu, toutefois, ne sont pas dangereuses : la locomotive perd sa puissance, s'arrête, et l'on dit que le chauffeur "a planté un chou". Il en est quitte pour un blâme et une amende, car il a fait perdre du temps et de l'argent à la compagnie. Par contre, la surveillance du niveau de l'eau est primordiale. Il a devant lui un ou deux niveaux à tube en verre, et celui-ci doit toujours contenir de l'eau. Le manque d'eau peut provenir d'une panne des injecteurs ou, plus simplement, d'un oubli de remplir le tender. Il faut immédiatement "basculer le feu", c'est-à-dire le jeter sur la voie. Après les premières explosions et pour éviter si possible leur renouvellement, les ingénieurs ont placé des passages "entre le foyer et la chaudière" obturés en permanence par des "plombs" qui, en cas d'excès de chaleur, fondent : l'eau encore contenue dans la chaudière vient alors inonder le foyer et éteint le feu. On appelle cela "fondre les plombs". Il est arrivé toutefois, et jusqu'à la fin de la traction vapeur, que la vapeur, malheureusement, ait été plus rapide que les plombs, créant des explosions épouvantables.