Werner Teich
Propulsion triphasée pour les locomotives 1970
Pour que le train soit aujourd'hui un moyen de transport respectueux de l'environnement, il a fallu de nombreuses innovations.
Dans la seconde moitié du 19e siècle, les locomotives sont encore actionnées à la vapeur et les tramways sont tractés par des chevaux. Ce n'est que grâce au "principe dynamo-électrique" présenté par Werner von Siemens le 17 janvier 1867 à l'Académie des sciences de Berlin que la production d'électricité est possible. Dans un générateur, le champ magnétique résiduel de noyaux de fer produit d'abord une petite tension et un faible courant qui permettent d'amplifier le champ magnétique, lequel peut alors générer des tensions de plus en plus élevées. Bientôt, on commence à utiliser le moteur électrique également dans les transports, les premiers convertisseurs d'énergie électromécaniques étant des machines à courant continu.
Le 31 mai 1879, Werner von Siemens présente la première locomotive électrique du monde à l'exposition industrielle de Berlin. La locomotive reçoit du courant continu d'une tension de 150 volts via les deux rails de roulement. La petite locomotive atteint une puissance de 2,2 kilowatts et tire, à une vitesse d'environ sept kilomètres par heure, trois voitures ouvertes occupées chacune par six personnes sur un circuit de 300 mètres à travers le parc d'exposition.
Dès mai 1881, le premier tramway électrique circule à Berlin. Mais comme la locomotive est alimentée en courant par les rails, cela provoque régulièrement des perturbations de l'exploitation et même des accidents mortels. Grâce au pantographe mis au point par l'ingénieur Walter Reichel en 1889 chez Siemens & Halske, le courant peut être transmis en toute sécurité à partir d'une ligne montée au-dessus des rails. Les rails servent alors de ligne de retour et sont mis à la terre.
Cependant, pour les grandes distances, le courant continu atteint ses limites en raison de sa tension relativement faible à l'époque. Dans la recherche d'un système de courant ferroviaire plus adapté, le courant alternatif monophasé est développé, ainsi que le courant alternatif triphasé, appelé "courant triphasé", composé de trois courants alternatifs distincts. Le courant alternatif est relativement facile à transformer en haute tension.
Le 25 août 1891, l'énergie électrique est transportée pour la première fois par courant triphasé à haute tension sur la ligne qui traverse l'Odenwald de Lauffen à Francfort. Et dès 1895, Charles Eugene Lancelot Brown et Walter Boveri commencent à tester les premières locomotives à courant triphasé dans le Tessin, au sein de la société Brown, Boveri & Cie qu'ils ont fondée en 1891. En 1899, la première locomotive alimentée en courant triphasé peut entrer en service sur la ligne de 41 kilomètres reliant Burgdorf à Thoune. A partir de ce moment, le courant triphasé à tension et fréquence fixes peut être utilisé pour entraîner des véhicules ferroviaires. En 1903, une automotrice triphasée Siemens équipée de deux pantographes à trois pôles atteint la vitesse sensationnelle de 209 km.
Mais c'est avec la première locomotive à courant alternatif monophasé LAG 1, mise en service en 1905 sur la ligne de 23 km reliant Murnau à Oberammergau, que le courant alternatif monophasé s'impose. Un transformateur à gradins fait varier la tension à fournir au moteur de traction et régule ainsi la force de traction et la vitesse.Cette technique nécessite toutefois la construction de locomotives spécifiques pour les trains de marchandises lourds ou les trains de voyageurs rapides.
Il faudra encore des décennies pour atteindre l'objectif de transformer l'énergie électrique fournie dans la locomotive elle-même et de réguler ainsi directement la puissance du moteur par une tension et une fréquence variables. Même au début des années 1950, le souhait d'une locomotive à usage universel ne peut pas encore être réalisé et la Deutsche Bahn doit continuer à utiliser aussi bien des locomotives pour trains rapides (E10) que des locomotives pour trains de marchandises (E40/E50).
Dans les années 70, BBC enrichit l'histoire ferroviaire d'une innovation majeure. Une équipe dirigée par Werner Teich se charge à Mannheim du développement d'une locomotive universelle.
Werner Teich est né le 16 décembre 1932 dans le petit village de Jurgaitschen, près de Tilsit en Prusse orientale. Son père est ouvrier agricole et sa mère couturière pour hommes. Peu après sa naissance, son père meurt de la tuberculose et sa mère doit élever seule Werner et son frère aîné Karl Heinz.
En janvier 1945, avant même que l'assaut de l'armée rouge sur la Prusse orientale ne commence et ne provoque un exode massif et horrible, causant la mort d'innombrables personnes, la petite famille quitte sa patrie et atteint Annaberg dans les monts Métallifères, à presque 900 km de là. De là, elle se rend à Hagenow, dans le Mecklembourg.
Werner peut alors retourner à l'école. Après un apprentissage en construction de machines électriques, il commence à étudier la construction mécanique et l'électrotechnique à Dresde en 1951. Il travaille ensuite de 1954 à 1956 comme chef de groupe à la Reichsbahn.
Après une altercation avec le secrétaire du parti SED du dépôt ferroviaire de Hagenow, il s'enfuit la nuit même de la RDA vers Berlin-Ouest à bord d'une locomotive à vapeur de la Reichsbahn. Le 30 septembre 1956, il s'envole pour Francfort et commence à travailler dès le lendemain chez BBC à Mannheim-Käfertal en tant qu'ingénieur de développement et de projet pour les commandes des véhicules ferroviaires.
Après que Siemens & Halske ait réussi à produire du silicium de haute pureté en 1954, l'électronique de puissance dispose de semi-conducteurs polyvalents et ouvre ainsi de nouvelles possibilités pour une transmission électrique économique, y compris dans la construction de locomotives diesel.
Au milieu des années 1960, Teich, devenu entre-temps chef de département, commence à développer avec son équipe un entraînement triphasé moderne pour locomotive. Comme cette tâche n'est pas un projet de recherche officiel du groupe, il doit d'abord faire preuve de beaucoup de persuasion pour obtenir les moyens nécessaires.
L'objectif est de produire le courant nécessaire à l'alimentation du moteur triphasé à l'aide d'un moteur diesel situé dans le véhicule lui-même et d'adapter la fréquence et la tension du courant de manière variable à l'aide d'un convertisseur de fréquence, de sorte que la vitesse du moteur puisse être contrôlée de manière précise et continue. Cela présente également l'avantage que le moteur ne tourne qu'à la vitesse réellement nécessaire, ce qui permet d'économiser de l'énergie. De même, le démarrage et l'arrêt en douceur réduisent les contraintes mécaniques et prolongent la durée de vie du moteur.
En juin 1969, BBC présente à Mannheim l'application des convertisseurs de fréquence aux locomotives diesel et aux engins de traction électriques.
Les premières expériences avec la technique d'entraînement triphasé sont acquises lors d'essais avec trois locomotives diesel de la série DE 2500 construites par Henschel à Kassel et équipées électriquement par BBC à Mannheim. Les locomotives sont équipées de moteurs de traction asynchrones triphasés, alimentés par un alternateur triphasé entraîné par un moteur diesel. Les cheminots baptisent en plaisantant la locomotive peinte en blanc "Weißer Riese" (Géant blanc), en référence à un détergent connu à l'époque, et la locomotive bleue "Blauer Bock" (Bouc bleu), sans doute en référence à une émission de télévision très populaire à l'époque. Il y a aussi un "Roter Ochsen" (bœuf rouge). Les trois locomotives ont été conservées. Le "Blaue Bock" peut aujourd'hui être admiré au Technoseum de Mannheim.
Dès 1971, la première locomotive au monde équipée d'un tout nouvel équipement électrique est présentée à la foire de Hanovre, puis testée en détail.
Lors de l'étape de développement suivante, on examine si le courant ne pourrait pas être prélevé directement sur la caténaire au lieu d'être produit à bord par un moteur diesel et un générateur. Pour ce faire, la "locomotive géante blanche" est transformée pour fonctionner à l'électricité. Pour ce faire, le moteur diesel est démonté et une voiture de commande équipée d'un pantographe, d'un transformateur et des dispositifs de mesure nécessaires est reliée à la locomotive, simulant ainsi une locomotive électrique à courant triphasé. Le convertisseur développé par Teich et son équipe transforme le courant du fil de contact dans la locomotive en courant triphasé, dont les trois phases décalées de 120 degrés les unes par rapport aux autres assurent un transfert d'énergie constant et régulier.
Les essais avec l'attelage qui débutent en 1974 montrent non seulement l'aptitude fondamentale de la nouvelle technique, mais aussi qu'elle permet de réaliser des coûts d'entretien et des durées de vie plus faibles.
En 1976, le premier moteur triphasé d'une puissance continue de 1,4 mégawatt répond à toutes les attentes sur le banc d'essai de la BBC. Malgré sa grande puissance, il est petit, nécessite peu d'entretien et est léger, ce qui permet de réduire le poids total des bogies et de diminuer considérablement l'usure de la voie et des aiguillages. De plus, dans le trafic de trains de marchandises, le moteur triphasé favorise le démarrage en cas de fortes charges, ce qui évite le patinage des roues motrices.
En mai 1979, la première locomotive équipée de la technique d'entraînement triphasé est livrée à la Deutsche Bundesbahn. Elle est d'abord homologuée pour une vitesse maximale de 160 km/h, puis de 200 km/h à partir de 1980. Lors du freinage électrique, elle peut réinjecter de l'énergie dans la caténaire. Elle est considérée comme la première locomotive à courant triphasé construite en série au monde dans le domaine de la haute performance et est la première locomotive universelle capable de déplacer aussi bien des ICE rapides que des trains de marchandises lourds. Ainsi, le souhait de longue date de pouvoir utiliser une seule et même locomotive pour tous les trains est enfin devenu réalité. Elle représente une étape importante dans le développement des locomotives électriques. Bientôt, les locomotives à succès sont également vendues aux Pays-Bas, ainsi qu'en Autriche, au Danemark et en Norvège.
Au milieu des années 1980, la traction triphasée permet le développement des motrices ICE et est aujourd'hui la norme mondiale pour tous les véhicules ferroviaires à traction électrique.
En 1982, Werner Teich et ses collègues ingénieurs Jörg Brenneisen, Ehrhard Futterlieb, Joachim Körber, Edmund Müller, G. Reiner Nill, Manfred Schulz et Herbert Stemmler reçoivent le Elmer A. Sperry Award à Baltimore / États-Unis. Ils sont les premiers étrangers à recevoir ce prix décerné depuis 1955 pour une prestation d'ingénieur importante dans le domaine des transports.
Même après le départ à la retraite de Werner Teich (18) en tant que directeur marketing dans le domaine des transports de BBC, son expertise reste très demandée. Il s'engage également à Großsachsen, où il a trouvé un foyer, et dédie à la ville le livre "Liebe zu Großsachsen".
Le 11 août 2000, le maire Werner Oehldorf lui remet la Croix fédérale du mérite lors d'une cérémonie.
Après une longue maladie, Werner Teich décède le 26 décembre 2010, quelques jours seulement après son 78e anniversaire.
