Z 6006/6009 - Z 6100
Les EAB : Eléments Automoteurs de Banlieue

Les Z 6100 sont des éléments automoteurs fonctionnant en courant 25 kV alternatif 50 Hz, construits en acier inoxydable selon le procédé de soudure Budd. Une motrice à un seul bogie moteur et une voiture pilote encadrent une remorque. Quatre engins de présérie numérotés Z 9056 à 9059 (puis Z 6006 à 6009) ont été construits fin 1960-61. Les caisses des remorques sont semblables aux RIB-RIO. Trois plateformes d'accès encadrent des sections de trois travées de sièges.

Les prototypes Z 9056 à 9059

Le chantier d'électrification Nord-Paris, lancé dès 1955 permit d'étendre les caténaires de Douai vers Paris en plusieurs étapes. La traction électrique sur la ligne Paris-Lille étant officiellement inaugurée en janvier 1959. Ces caténaires devaient rapidement s'étendre sur les autres lignes de la banlieue Paris-Nord.

Pas moins de quatre automotrices prototypes furent commandées en 1957 pour une mise en service en 1960/61. Elles étaient immatriculées à la suite des Z 9051 à 9055 (les diverses automotrices transformées pour les essais de traction ferroviaire en courant à fréquence industrielle sur l'étoile de Savoie), et associées à deux remorques dont une pilote (sauf la Z 9059 livrée seule). Un élément était ainsi constitué :

Z 9056 - ZR 29056 - ZS 19056,
rapidement réimmatriculé ZBD 6006 - ZRB 26006 - ZRABx 16006

Il faut rappeler que la technologie 25 kV 50 Hz était embryonnaire. La SNCF avait déjà joué la carte de la prudence en commandant plusieurs séries de locomotives pour la première application à grande échelle sur l'artère Valenciennes-Thionville en 1955. Une fois la crainte de perturbations par des courants harmoniques écartée, le schéma d'une chaîne de traction transformateur - redresseur de courant de type ignitron (tube sous vide à vapeur de mercure) - self de lissage et moteurs série à courant pseudo-continu, qui avait été testé sur l'automotrice Z 9055, puis la BB 8051 avant d'être validé sur les BB 12000, était retenu pour les nouvelles locomotives 25 kV.

De nombreux problèmes restaient cependant à résoudre pour appliquer la solution sur une automotrice où les contraintes de volume et de masse sont plus sévères. C'est l'essai concluant de redresseurs secs à semi-conducteurs, toujours sur la Z 9055 en 1958, puis sur un équipement de forte puissance sur la BB 30003 l'année suivante qui fit retenir ce choix de préférence. Les Z 9056, 57 et 59 avaient ainsi une chaîne de traction similaire composée d'un transformateur dont le secondaire alimentait un graduateur basse-tension qui réglait la tension aux bornes d'un redresseur de type pont de diodes au silicium. En revanche ces blocs étaient fournis et implantés, pour chaque automotrice, par un constructeur différent (Alsthom, SW ou Silec). Les deux premiers refroidis par ventilation forcée alors que le bloc Silec était posé en toiture de la Z 9059 et ventilé naturellement. Leurs bogies moteurs étaient de type "Jacquemin" et les bogies porteurs de type A Diamond.

La SNCF avait néanmoins fait le choix, sur la Z 9058, d'une alternative à moteur direct alimenté en courant 50 Hz par un transformateur variable. Outre cet équipement électrotechnique qui fut rapidement abandonné, cette automotrice et ses remorques testaient aussi des bogies différents, de type "Bruhat". La Z 9058, entre temps renumérotée Z 6008, est profondément modifiée dès 1964 et participe à de nouveaux essais de chaîne de traction. Elle reçoit un moteur de BB 16500 deux fois plus puissant que celui des autres automotrices et deux circuits d'alimentation distincts. Sur le premier  la tension est réglée par un amplificateur magnétique (dit aussi self saturable) tandis que le second, installé dans la remorque est formé d'un transformateur comportant quatre enroulements secondaires qui sont réglés chacun par un pont asymétrique de diodes et thyristors.

Les RIB 60, automotrices avortées

Si la SNCF a encore des doutes sur l'équipement de traction et les bogies à appliquer aux engins de série, les caisses et l'aménagement des prototypes sont en revanche très proches de la série. La construction fait appel à l'acier inoxydable assemblé par procédé Budd comme les Z 5100 du Sud-Est, mais l'architecture est novatrice avec un plancher abaissé à 0,9m favorisant les échanges en gare et un gabarit contenu permettant des caisses très légères.

Cependant la mise au point des automotrices avait pris beaucoup de retard et la commande définitive des automotrices de série devait attendre deux marchés passés en 1962 et 1963. La SNCF choisit de faire construire 80 remorques et de les associer en segments de quatre caisses ZRx-ZR-ZR-ZRx dont une seul remorque pilote reçoit ses équipements de cabine complets. Deux remorques sont toutefois prélevées de ce lot pour compléter l'élément 6009. Ce sont les BB 16500 qui assureront la traction/pousse d'un ou de deux segments de ce qu'on appelle désormais les RIB 60. Cependant, les premières Z 6100 ne sont livrées qu'en 1965 accompagnées de remorques neuves. Les RIB resteront des RIB. Les prévisions initiales de 96 éléments pour le réseau Paris-Nord et 58 pour Paris-Est, se limiteront finalement à 85 rames de série mises en service entre 1965 et 1971.

Trois sous-séries techniquement différentes

Une première sous-série de vingt éléments est livrée principalement en 1966. Très semblables aux automotrices prototypes et aux RIB 60, elles se distinguent par l'ajout de fanaux rouges et les bogies sont de type Bruhat à suspension par ressort plus stables que les bogies Jacquemin. L'équipement électrique s'inspire de la Z 6009 avec un redresseur Silec installé en toiture. Toutefois, les progrès rapides des semi-conducteurs de puissance permettent d'utiliser trois fois moins de diodes.

La seconde sous-série (Z 6121 - 6149) n'est livrée que trois ans plus tard. Elle présente quelques différences dont les bogies recevant une suspension pneumatique, les baies montées sur joints néoprène et le shuntage du moteur de traction réalisé par un circuit à thyristors.

La troisième sous-série, livrée sans discontinuité, se distingue par le redressage et le réglage de la tension moteur également par un pont de thyristors en lieu et place de l'ensemble graduateur/pont de diodes.

Ces différences n'empêchaient pas de réaliser des Unités Multiples avec tous les éléments de la série.

Les Chemins de Fer Luxembourgeois possédaient six rames similaires numérotées Z 250 constitués de seulement deux caisses sans plateforme centrale.

Exploitation

Les Z 6100 et les quatre Z 6000 ont servi en banlieue parisienne sur le réseau Nord sur l'ensemble des radiales vers Creil, Pontoise, Persan, Luzarches ou Crépy-en-Valois ainsi que la transversale Creil-Pontoise. Elles ont également fréquenté la ligne Creil-Amiens et Paris-Beauvais.

Outre la radiation précoce de la Z 6124 en 1976 et de la Z 6185 en 1990, les Z 6168 et 6169 furent revendues aux Chemins de Fer Luxembourgeois et immatriculées sous les numéros 262 et 261 afin de les distinguer des rames d'origine CFL. Leur remorque centrale pouvait être intégrée à une rame 250 au besoin. La Z 6179 fut victime d'une malveillance provoquant l'accident de St Leu d'Esserent le 1er décembre 1993. Divers autres avaries avaient conduit à recomposer des éléments à partir des caisses disponibles.

Les quatre éléments prototypes Z 6006 - 6009 furent mis au type des Z 6100 par voie de maintenance. Ce qui leur permit une carrière plus longue qu'à l'accoutumée pour les prototypes. Néanmoins, ils furent retirés du service commercial dès 1995. Les éléments 6006 et 6008 furent alors réduits à deux caisses et employés pour des navettes ouvrières entre la gare de Paris-Est et les chantiers de La Villette et de l'Ourcq. Le mauvais freinage de ces rames est la cause d'un accident à l'Ourcq et conduisit à les réformer dès 1997.

Au 1er Janvier 2004, tous les matériels ferroviaires voyageurs devaient garantir le maintien des portes en marche. La SNCF n'équipa que les deux et troisième sous-séries de Z 6100. Les éléments 6101 à 6120 cessèrent donc tout service en 2003. C'est la Z 6141 qui fut le prototype de cette modification à l'été 2003. Ses portes furent peintes en rouge à l'occasion comme sur les les Z 5300 déjà équipées. Cette peinture ne fut pas appliquée à la série.

Les derniers éléments ont officiellement quitté le service en décembre 2012, remplacés par des Z 50000. Un dernier voyage d'adieu étant organisé le 10 janvier 2013 entre Paris-Nord et Valmondois et retour. Quatorze éléments, dont sept de la sous-série 6101-6120, ont été revendus en Roumanie où ils effectuent une seconde carrière sous le numéro de classe 58-0 ou 58-3.

L'automotrice et la remorque pilote de l'élément 6181 ont été préservées à la Cité du Train de Mulhouse. L'élément 6180 a fait l'objet d'une tentative de sauvegarde par l'association APPG Nord.

Le parc des Chemins de Fer Luxembourgeois a également rejoint la Roumanie en 2005/2006 en classe 58-0, à l'exception de la motrice Z 254 avariée, sa remorque pilote servant toutefois de réserve.

Quelques données techniques

Constructeurs : Carel-Fouché-Languepin, CEM, Alsthom, SW
Tension d'alimentation : monophasé 25 kV 50 Hz
Vitesse maximum en service : 120 km/h

Z 6006-6007-6009
Motorisation : 1 moteur CEM GRLM 792, à courant continu 850 V autoventilé
Puissance à régime continu : 690 kW par élément

Z 6008 (après modification 1964)
Motorisation : 1 moteur Alsthom TAO 646 A1, à courant continu 1100 V
Puissance à régime continu : 1290 kW

Z 6100
Motorisation : 1 moteur CEM GRLM 792 A (6101-20) 792 B (6121-85), à courant continu 850 V
shuntage par contacteur (6101-20) ou par pont mixte (6121-85)
Puissance à régime continu : 615 kW par élément.
Chaine de traction : Graduateur basse tension, pont de diodes (6101-49), ou pont mixte (6150-85)

Equipements communs d'origine

Dispositif de vitesse imposé, Frein Electro-Pneumatique, attelage automatique Scharfenberg
Réversibilité et marche en Unité Multiple jusqu'à trois éléments

Modifications en cours de carrière

VACMA, Radio Sol/Train, KVB, KVB-P
Z 6121 à 84 : Signal d'Alarme par Interphonie, Fermeture Automatique des Portes avec maintien en marche

Pour plus d'info :

- Bibliographie

La vie du rail n°794 (23 avril 1961)
Voies ferrées n°133 (septembre-octobre 2002)
Ferrovissime n°23 (janvier 2010), n°86 (Mars 2017)
Histoire de la traction électrique, Tome 2 - Yves Machefert-Tassin, Fernand Nouvion, Jean Woimant 

- Ailleurs sur le Web

La fiche Z 6100 sur Wikipedia
Le dossier Z 6100 sur Metropole.net (Archive)
L'inventaire des Z 6100 sur Trains du Sud-Ouest
Site de l'APPG Nord, qui a pour projet de préserver la Z 6180.