B E 2

Implantée au cœur du bassin houiller de la Loire, la ligne de Saint-Étienne-Le Clapier à La Béraudière est un embranchement minier du PLM destiné au transport du charbon extrait des puits Montmartre, Ferrouillat et Saint-Dominique^[1]. Entre la gare du Clapier et Montmartre, la ligne présente une rampe de 44 ‰ et est exploitée avec un plan incliné^[2]. Le reste de la ligne est desservi depuis 1881 par des locomotives à vapeur qui remplacent la traction hippomobile^[3]. La rampe maximale sur cette portion est de 14 ‰ et deux souterrains, les tunnels de Montmartre et de la Béraudière, jalonnent le trajet^[1],[2].

En 1893, l'exploitation souterraine des mines rend instable la structure du tunnel de Montmartre et fait craindre un effondrement de ce dernier. Le tunnel est alors boisé sur 150 m afin d'en soutenir la structure mais les locomotives à vapeur ne peuvent plus y circuler à cause de la réduction du gabarit^[4]. Le PLM décide donc d'expérimenter la traction électrique sur la portion de la ligne concernée en exploitant une locomotive électrique à gabarit plus faible.

La construction de cette locomotive est réalisée par Hillairet-Huguet sous la supervision de Louis Auvert, ingénieur du PLM spécialisé dans la traction électrique^[5]. Plus tard, Auvert est également à l'origine de la conception des locomotives 1B E 1 et 2B+B2 Auvert et Ferrand ou de l'électrification des lignes de Saint-Gervais-les-Bains-Le Fayet à Vallorcine ou de la Maurienne^[6],[7].

La structure de la locomotive fait appel au châssis d'un ancien fourgon à bagages ce qui fait que l'engin est parfois décrit comme un fourgon automoteur^{[RGCF 1],[8]}. La caisse vitrée qui est installée sur ce châssis abrite la motorisation et la cabine de conduite^[9]. La conception et la construction de la locomotive ne prennent que quelques semaines grâce à la réutilisation de matériel existant, ce qui permet également de contenir les coûts de l'installation^[10].

Le courant électrique nécessaire à l'alimentation de la ligne est produit grâce à une machine à vapeur installée dans une usine construite à proximité des voies et de l'entrée nord du tunnel de Montmartre^[1]. Cette machine est constituée d'un générateur de vapeur et d'un moteur-pilon compound (à expansion multiple)^{[RGCF 2]}. La chaudière du générateur provient d'une ancienne locomotive Crampton de la Compagnie du chemin de fer de Paris à Lyon (PL)^{[note 2]}. Le moteur-pilon — construit par Weyher et Richemond —, fournit une puissance de 50 ch et tourne à 275 tours par minute^{[RGCF 2]}. La machine à vapeur entraîne une dynamo bipolaire fabriquée par Hillairet-Huguet produisant une tension continue de 360 V avec une puissance de 30 kW^{[RGCF 2]}. Enfin, un tableau électrique distribue le courant produit dans le troisième rail et dans les rails de la voie qui assurent le retour de courant^{[RGCF 2]}. Deux interrupteurs permettent d'isoler les différents rails et le tableau de distribution dispose d'un voltmètre, d'un ampèremètre et d'un parafoudre protégeant l'installation^{[RGCF 2]}.

La ligne est électrifiée par troisième rail conducteur installé entre l'usine génératrice et la fin de la ligne située au niveau de l'embranchement du puits Saint-Dominique^[1] sur une longueur de 2,7 km^{[RGCF 3]}. Ce troisième rail réutilise des anciens rails de type PLM-A pesant 34,4 kg/m^[10],[12]. Ils sont tirefonnés sur des tasseaux de bois paraffinés, eux-mêmes vissés sur des sommiers en bois fixés sur les traverses^{[RGCF 3]}. Ce troisième rail est placé à droite ou à gauche de la voie sauf sur les aiguilles triples où il est fixé entre les deux files de rails^{[RGCF 3]}. Afin d'assurer un bon contact électrique avec le système de captage de la locomotive, les rails utilisés pour le conducteur et les éclisses de liaison ont été préalablement nettoyés avant leur installation et des fines plaques de cuivre ont été placées entre les rails et les éclisses^{[RGCF 3]}.

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  Vue de dessus du troisième rail.
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  Vue en coupe du troisième rail.
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  Vue de profil du troisième rail.

Le retour de courant s'effectue grâce aux rails de la voie, la continuité de ce circuit étant assurée en outre par un fil de cuivre de 6 mm de diamètre régulièrement rattaché aux rails et disposé dans le ballast^{[RGCF 3]}. Cette installation, bien que simple, permet une bonne exploitation de la locomotive malgré les rudes conditions climatiques entre neige et pluie et la poussière de houille soulevée des wagons transportant le charbon^[4].

La locomotive électrique E 2 est en service de janvier 1894 à mai 1896^[4]. Elle assure la traction quotidienne de douze à quinze trains dans chaque sens^{[RGCF 1]}. Seules les rames ascendantes — typiquement composées de huit wagons vides — sont en fait tractées par la locomotive^{[RGCF 1]}. Pour les rames de wagons pleins, la locomotive n'est utilisée que pour assurer le freinage des huit wagons dans la descente vers le haut du plan incliné^{[RGCF 1]}.

Le tunnel de Montmartre et la ligne du Clapier à La Béraudière sont finalement abandonnés en raison de l'instabilité persistante du terrain^[4],[13]. Le PLM décide dès 1896 de construire un nouvel embranchement entre la gare de Saint-Étienne-Bellevue et La Béraudière afin de desservir les puits Ferrouillat et Saint-Dominique offrant un profil moins difficile mais doublant la longueur de la ligne initiale en provenance du Clapier^[14],[15]. L'embranchement de Bellevue à La Béraudière est ouvert à l'exploitation le 23 août 1897 qui est également le jour de la fermeture de la ligne du Clapier à La Béraudière^[16]. La traction sur la ligne est faite par des locomotives à vapeur^[4]. Vers 1909, le PLM est contraint de renforcer la structure du tunnel de la Béraudière emprunté par la nouvelle ligne^[17]. La locomotive E 2 est quant à elle radiée des inventaires du PLM en 1901^[2].