Voir la source de C 20150

{{Infobox Matériel ferroviaire/Début
| Type    = locomotive électrique
| modèle  = C 20150 (SNCF)<br />Ee 3/3{{exp|II}} (CFF)
| image   = SBB 16512 1.jpg
| légende = Ee 3/3{{exp|II}} 16512 en [[Gare de Bâle CFF|gare de Bâle]] (2008)
}}
{{Infobox Matériel ferroviaire/Identification
| Type               = locomotive électrique
| titre              = Identification
| Exploitant         = [[Société nationale des chemins de fer français|SNCF]] puis [[Chemins de fer fédéraux suisses|CFF]]
| Désignation        = Ee3/3{{exp|II}} 16501 à 16506 et 16511 à 16519
| Surnom             = 
| Type2              = [[locomotive électrique]]
| Motorisation       = 
| Composition        = 
| Conduite           = 
| Couplage           = 
| Maître d'œuvre     = 
| Concepteur         = 
| Conception         = 
| Commande           = 
| Construction       = [[1961 dans les chemins de fer|1961]] à [[1962 dans les chemins de fer|1962]]
| Transformation     = 
| Modèle d'origine   = 
| Constructeur       = [[SLM Winterthur|SLM]]-[[Société anonyme des ateliers de Sécheron|Sécheron]] - BBC - MFO
| Modernisation      = 
| N° de série        = 
| Mise en service    = 1962 - 1963
| Période de service = 
| Effectif           = 
| Service commercial = 
| Retrait            = vendues en [[1971 dans les chemins de fer|1971]]-[[1972 dans les chemins de fer|1972]]
| Nombre             = 
| Diffusion          = 
| Affectation        = 
| Aménagement        = 
| Utilisation        = manœuvre
}}
{{Infobox Matériel ferroviaire/Caractéristique technique
| Type                    = locomotive électrique
| titre                   = Caractéristiques techniques
| Disposition des essieux = C
| Écartement              = standard
| Gabarit                 = <!--exemples : UIC, étroit type Anglais, etc-->
| Alimentation            = <!--possibilité de préciser cet intitulé en utilisant |titreAlimentation = -->
| Captage                 = 1 [[pantographe (train)|pantographe]]
| Tension ligne           = 15/25k
| Schéma de traction      = <!--ex. rhéostats etc.-->
| Convertisseurs          = <!--ex. hacheurs, onduleurs etc. ; intitulé modifiable avec |titreConvertisseurs =-->
| Redresseur              = 
| Hacheurs                = 
| Onduleurs               = 
| Tension                 = {{formatnum:0.772}}
| Moteurs                 = 1 moteur S6 596 [[Société anonyme des ateliers de Sécheron|Sécheron]]
| Puissance               = 460
| Effort                  = <!--préciser 'démarrage' ou la vitesse ; intitulé "Effort de traction" modifiable avec |titreEffort = ; unité : kN ; modifiable avec |unitéEffort = -->
| Transmission            = 
| Diamètre roues AV       = <!--unité : mm-->
| Diamètre roues motrices = 1040<!--unité : mm-->
| Diamètre roues AR       = <!--unité : mm-->
| Masse                   = <!--intitulé "Tare" (masse à vide) ; unité : t ; modifiable avec |unitéMasse = -->
| Masse en service        = 52.5<!--masse en état de marche (avec conducteurs et consommables) ; unité : t ; modifiable avec |unitéMasse = -->
| Masse adhérente         = <!--unité : t ; modifiable avec |unitéMasse = -->
| Longueur hors tampons   = <!--ou |Longueur = dont l'intitulé est modifiable avec |titreLongueur = ; unité : m ; modifiable avec |unitéLongueur = -->
| Largeur                 = <!--intitulé modifiable avec |titreLargeur = ; unité : m -->
| Hauteur                 = {{formatnum:4.585}}<!--par rapport au rail ; intitulé modifiable avec |titreHauteur = ; unité : m -->
| Masse totale            = {{formatnum:52.5}}
| Longueur totale         = {{formatnum:9.420}}
| Empattement             = <!--ou entraxe des bogies ; unité : m ; modifiable par |unitéEmpattement = -->
| Empattement rigide      = <!--unité : m (si non définie par |unitéEmpattement =) -->
| Empattement total       = 4.05<!--unité : m (si non définie par |unitéEmpattement =) -->
| Voie                    = <!--unité : m -->
| Bogies                  = 
| Empattement du bogie    = <!--unité : m -->
| Diamètre                = <!--intitulé "Diamètre des roues" ; exprimé en mm -->
| Vitesse                 = 45 puis 60
}}
{{Infobox Matériel ferroviaire/Fin
| Type = locomotive électrique
}}

Les '''C 20150''' sont une petite série de neuf anciennes [[locomotive électrique|locomotives électriques]] de la [[Société nationale des chemins de fer français|SNCF]] vendues aux [[Chemins de fer fédéraux suisses|CFF]] et ré-immatriculées '''{{nobr|Ee 3/3{{exp|II}}}}''' depuis 1972.

Ces engins bifréquence [[Système d'électrification ferroviaire#Courant alternatif à fréquence standard|25 kV-50 Hz]] et [[Système d'électrification ferroviaire#Courant alternatif à basse fréquence|15 kV-16⅔ Hz]], acquis en [[1961 dans les chemins de fer|1961]] et [[1962 dans les chemins de fer|1962]] par la SNCF, sont utilisés pour la traction des trains entre [[Saint-Louis (Haut-Rhin)|Saint-Louis]] et [[gare de triage de Bâle-Muttenz|Bâle-Muttenz]], et affectés au dépôt d'[[Île Napoléon|Île-Napoléon]]. En 1971-1972 ils sont concurrencés par les {{nobr|[[BB 20200]]}}, locomotives plus puissantes et plus rapides, et revendus aux CFF.

== Histoire ==
Acquis en [[1961 dans les chemins de fer|1961]] et [[1962 dans les chemins de fer|1962]], ces engins bicourants [[Système d'électrification ferroviaire#Courant alternatif à fréquence standard|25 kV-50 Hz]] et [[Système d'électrification ferroviaire#Courant alternatif à basse fréquence|15 kV-16⅔ Hz]] étaient utilisés pour la traction des trains entre [[Saint-Louis (Haut-Rhin)|Saint-Louis]] et [[gare de triage de Bâle-Muttenz|Bâle-Muttenz]], et affectés au dépôt d'[[Île Napoléon|Île-Napoléon]]{{sfn|Constant|2011|p=43}}.

En effet, en {{nobr|octobre [[1957 dans les chemins de fer|1957]]}} la ligne [[Bâle]] – [[Strasbourg]] ({{unité|134|km}}) est électrifiée mais si la commutation pour les rames voyageurs ne pose pas de problème il n'en va pas de même pour les trains de marchandises.

Le trajet entre les deux triages de [[Gare de Saint-Louis (Haut-Rhin)|Saint-Louis]] et de [[Gare de triage de Bâle-Muttenz|Bâle-Muttenz]] est donc dans un premier temps confié à trois [[CC 65000|060 DB]] (les 060 DB 13, 15, 16 et 19 en roulement) jusqu'en [[1960 dans les chemins de fer|1960]]. Ensuite ce sont quatre couplages de [[BB 63500|040 DE]] (les 040 DE 721 à 723, 726 à 728, 731 et 736) mais ces couplages sont jugés très polluants par les riverains{{sfn|Constant|2011|p=42}}. Devant cet état de fait, la [[Société nationale des chemins de fer français|SNCF]] se décida à commander à l'industrie suisse des machines s'inspirant des {{nobr|Ee 3/3{{exp|II}}}} {{Numéros|16501 à 16506}} opérant sur [[Bâle]]{{sfn|Constant|2011|p=42}}{{,}}{{Note|group=Note|Les banques suisses ont accordé à la France des crédits à taux avantageux pour financer l'électrification Strasbourg — Bâle. En contrepartie, la SNCF s'est engagée à se fournir en matériel de technologie helvétique<ref>{{Article|auteur=Jean-Marc Dupuy|titre=Le troisième Nord-Est : Bâle — Réding|périodique=Le Train|numéro=41 spécial|mois=janvier|année=2005|titre numéro=Les électrifications SNCF. Tome 1 : le monophasé des origines - 1962 - Savoie - Nord-Est - Jura|page=59}}.</ref>.}}. Les locomotives 16501 et 16503 à 16506 ont été radiées entre 2000 et 2002. Comme leurs devancières elles se voient affectées au [[Dépôt de locomotives|dépôt]] de [[Mulhouse]]-[[Île Napoléon|Île-Napoléon]] mais elles sont détachées en permanence à l'annexe de [[Gare de Saint-Louis (Haut-Rhin)|Saint-Louis]]{{sfn|Constant|2011|p=43}}. Les trajets se limitent à [[Gare de Saint-Louis (Haut-Rhin)|Saint-Louis]] - [[Gare de Bâle SNCF|Bâle]], avec toutefois quelques incursions jusqu'à [[Gare de Mulhouse-Ville|Mulhouse]]. À partir de [[1963 dans les chemins de fer|1963]] les [[BB 63500]] sont évincées de ce service et seule reste la petite série des {{nobr|C 20150}}. À partir de [[1970 dans les chemins de fer|1970]], elles sont transférées au dépôt de Strasbourg mais la livraison des [[BB 20200]] entraîne l'arrêt progressif des machines et la décision de vendre la série aux [[Chemins de fer fédéraux suisses|CFF]] est prise{{sfn|Constant|2011|p=43-44}}.

La vente est effective en [[1971 dans les chemins de fer|1971]] et en [[1972 dans les chemins de fer|1972]]. Les véhicules passent aux ateliers pour une refonte complète{{sfn|Constant|2011|p=44}}. Elles prennent alors les immatriculations Ee 3/3{{exp|II}} {{numéros}}16511 à 16519 et sont utilisées dans un premier temps à la manœuvre en [[gare de Lausanne]] avant de revenir sur [[Gare de Bâle CFF|Bâle]] pour quelques unités.

== Caractéristiques techniques ==
=== Caractéristiques générales ===
Les {{nobr|C 20150}} sont des locomotives à une seule cabine de conduite centrale encadrée par deux capots de taille inégale renfermant les équipements électriques et pneumatiques ; la toiture de la cabine supporte un unique [[pantographe (train)|pantographe]]. Deux plateformes prennent place aux extrémités de l'engin. Tout cet ensemble est fixé sur un châssis composé de deux longerons. Les équipements électriques sont produits par [[Société anonyme des ateliers de Sécheron|Sécheron]] alors que la partie mécanique revient à [[SLM Winterthur]]{{sfn|Constant|2011|p=43}}. Les {{nobr|C 20150}} sont aptes à la marche en [[couplage (chemin de fer)|unités multiples]]<ref>{{article|auteur=Jehan-Hubert Lavie|titre=Trois p'tits tours et puis s'en vont !|périodique=[[Loco Revue]]|mois=mai|année=1989|numéro=515|page=364|url=http://fr.1001mags.com/parution/loco-revue/numero-515-mai-1989/page-46-47-texte-integral}}.</ref>

Ces locomotives adoptent la livre verte à bandes de visibilité jaunes des engins de manœuvre de la SNCF{{sfn|Constant|2011|p=43}}.

=== Équipement électrique ===
{{section à sourcer|date=décembre 2020}}
[[Fichier:Entraînement bicourant Ee 3-3 II 16501.svg|gauche|vignette|Schéma de principe de l'entraînement du moteur.]]

La particularité de ces locomotives est de pouvoir circuler aussi bien sur une ligne alimentée avec une tension alternative monophasée de {{unité|25|[[Volt|kV]]}} à une fréquence de {{unité|50|[[Hertz|Hz]]}} qu'une de {{unité|15|kV}} à {{unité|16⅔|Hz}}. Cela nécessite quelques contraintes au niveau du système d'entraînement : le moteur ne pourrait pas être branché directement en sortie du transformateur, sans quoi les réglages de vitesse et de couple ne seraient pas les mêmes si le véhicule est sous l'une ou l'autre ligne de contact<ref group=Note>Expression du couple : <math>T = k \cdot \Phi \cdot I</math> ; Expression de la vitesse : <math>\omega = \frac{E}{k \cdot \Phi}</math> où <math>E</math> est la [[Force électromotrice|force contre-électromotrice]], <math>I</math> le courant dans l'induit, <math>k</math> la constante de construction du moteur, <math>\Phi</math> le flux provenant d'un pôle de l'inducteur</ref>.

Le système d'entraînement employé sur ces locomotives est un système classique d'un [[Moteur à courant continu#Moteur série|moteur à courant continu à excitation série]] alimenté par un transformateur abaisseur dont la tension de sortie est redressée par un pont [[Redresseur#Redressement double alternance|redresseur à double alternance]] et lissé par une inductance{{sfn|Allenbach|Chapas|Comte|Kaller|2008|p=183-184}}.

La première spécificité consiste dans le transformateur qui doit être dimensionné de façon à travailler avec le meilleur rendement pour les deux systèmes d'électrification. Cela implique un transformateur massique important pour pouvoir travailler à basse fréquence, le {{unité|16⅔|Hz}}, mais avec des tôles d'une épaisseur moindre que si le transformateur est conçu pour recevoir seulement du {{unité|16⅔|Hz}}{{sfn|Allenbach|Chapas|Comte|Kaller|2008|p=183-184}}, ceci à cause d'effets de saturation dans le noyau magnétique.

Deux sorties sont nécessaires au secondaire du transformateur pour compenser une perte de puissance. En effet, si la même sortie est utilisée aussi bien lorsque le transformateur est alimenté sous {{unité|25|kV}} que {{unité|15|kV}}, la puissance sous cette dernière ne serait que de 60 % celle fournie par une alimentation sous {{unité|25|kV}}{{sfn|Allenbach|Chapas|Comte|Kaller|2008|p=183-184}}.

L'inductance de lissage L{{ind|f}} permet d'avoir une tension ondulatoire résiduelle la plus faible possible. Le reste du schéma permet un pilotage de la locomotive de façon identique à n'importe quelle locomotive de la même génération alimentée sous une tension continue.

=== Transmission ===
[[Fichier:Basel SBB 009.jpg|vignette|C 20150 en gare de [[Gare de Bâle CFF]].]]
Le moteur électrique entraîne par un jeu d'engrenages un faux essieu qui, de chaque côté de la locomotive, transmet le mouvement roues motrices grâce à un jeu de bielles ; les roues peuvent se déplacer verticalement pour optimiser l'adhérence de la machine{{sfn|Constant|2011|p=43}}.

== Modélisme ==
La {{nobr|Ee 3/3{{exp|II}}}}, version helvétique des {{nobr|C 20150}}, est reproduite à l'[[échelle HO]] par [[Roco]]<ref>{{article|auteur=J.-P. Guimbert|titre=Jumelles franco-suisses|périodique=[[Loco Revue]]|mois=mai|année=1989|numéro=515|page=361-365|url=http://fr.1001mags.com/parution/loco-revue/numero-515-mai-1989/page-42-43-texte-integral}}.</ref>.

== Notes et références ==
=== Notes ===
{{Références|groupe=Note}}

=== Références ===
{{Références}}

== Voir aussi ==
{{Autres projets|commons=Category:SNCF Class C 20150|commons titre=Images des C 20150}}
=== Bibliographie ===
* {{Article
 | langue                 = fr
 | prénom1                = 
 | nom1                   = 
 | lien auteur1           = 
 | titre                  = Courrier des lecteurs
 | périodique             = Rail passion
 | lien périodique        = Rail Passion
 | éditeur                = [[Les Éditions La Vie du rail|La Vie du Rail]]
 | volume                 = 
 | numéro                 = 110
 | jour                   = 
 | mois                   = décembre
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* {{Ouvrage
 | langue=fr
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 | année=2008
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 | pages totales=652
 | isbn=978-2-88074-674-2
 | présentation en ligne=https://books.google.com/books?id=6hvjX-AtI-4C&printsec=frontcover
}}
* {{Article
 | langue                 = fr
 | prénom1                = Olivier
 | nom1                   = Constant
 | lien auteur1           = 
 | titre                  = Encyclopédie du matériel moteur SNCF, Tome 8 : Les locomotives bicourant, bifréquence et polytension ({{1re|partie}})
 | périodique             = Le Train
 | lien périodique        = 
 | éditeur                = [[Publitrains]]
 | volume                 = 
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* {{Article|auteur=Jean-Marc Dupuy|titre=Le troisième Nord-Est : Bâle — Réding|périodique=Le Train|numéro=41 spécial|mois=janvier|année=2005|titre numéro=Les électrifications SNCF. Tome 1 : le monophasé des origines - 1962 - Savoie - Nord-Est - Jura|page=59}}.

=== Articles connexes ===
* [[Matériel moteur de la SNCF]]
* [[Matériel moteur des CFF]]

{{Palette|Matériel moteur ferroviaire|Matériel moteur hors service de la SNCF}}

{{Portail|Chemin de fer|Train en Suisse}}

[[Catégorie:Locomotive électrique de la SNCF|20150]]
[[Catégorie:Locomotive électrique 15 kV|20150]]
[[Catégorie:Locomotive électrique 25 kV|20150]]
[[Catégorie:Matériel moteur hors service de la SNCF]]
[[Catégorie:Matériel moteur des CFF|Ee 3/3]]