040-B série 3201 et 3202 

Les dix premières de ces machines, mises en service en 1892-1893, ont été étudiées par Vallancien, inspecteur du Bureau des Études sous la direction de A. Henry, ingénieur en chef, puis de son successeur Baudry.
Elles provenaient de la reconstruction complète par les ateliers P.L.M. d'Oullins, des anciennes locomotives «Bourbonnais» type 030, n° 1574, 1589, 1713, 1749, 1757, 1770, 1777, 1857, 2176, construites entre 1860 et 1873, dont elles réutilisaient en poids 41 % de la machine nouvelle et dont la chaudière devait être remplacée.
Les essais de ces machines furent très satisfaisants et elles se montrèrent beaucoup plus économiques que les locomotives à simple expansion de la série 4000 consommant 16 % de moins de combustible, de sorte que les ateliers procèdèrent à partir de 1894, à la transformation des machines 1547, 1598, 1608, 1623, 1641, 1700, 1705, 1735, 1797, 1808. de 1859-1866, devenues 4511-4520, possédant initialement des foyers en acier comme les C11 et 12 et 51 de 1892.
Les 4521-4530, résultant de la transformation des machines 1528, 1539, 1540, 1578, 1632, 1649, 1673, 1674, 1734, 1774, ont été mises en service en 1895-1897, suivies par les 4531-4540, transformées en 1899-1902 (ex-machines 1549, 1618, 1644, 1646, 1655, 1700, 1709, 1742, 1755, 1780), qui différaient des précédentes par le retour au foyer cuivre et le report de la cheminée vers le milieu de la boîte à fumée à 1,295 m au lieu de 0,570 m de son extrémité avant, suivant les directives de Baudry, la tuyauterie reliant les HP aux BP, au lieu de contourner la boîte à fumée pour réchauffer la vapeur, suivait un chemin direct.
Une nouvelle tranche de trente machines, n° 4541-4570, transformées par les ateliers de Paris, d'Arles et d'Oullins a été mise en service en 1902-1904, avec, d'une part, un allongement du faisceau tubulaire en vue d'accroître le volant d'eau et d'autre part, un raccourcissement correspondant de la boîte à fumée, mesurant 1,95 m au lieu de 2,295 m.
Dans les machines reconstruites postérieurement, n° 4571 à 4640, transformées à Paris, Oullins et Arles de 1903 à 1907, on est revenu à une boîte à fumée un peu plus longue, de 2,095 m. En même temps, l'entr'axe des essieux avait été modifié, l'empattement passant de 4,77 à 4,87 m, le jeu latéral du premier essieu restant égal à 16 mm. A titre d'essai, la machine 4628 a reçu des cylindres HP avec tiroirs cylindriques de 180 mm de diamètre.
De plus, les machines 4401-4402, provenant également de la transformation de Bourbonnais mais munies d'une distribution Durant et Lencauchez avec moteur à simple expansion, furent remises sur le type des 4531-4540, en 1909-1910, sous les numéros 4641-4642. La chaudière appliquée lors de la première transformation, en 1902, étant identique, sauf la boîte à fumée non en saillie, à celle des 4500.
Enfin, les locomotives 4562, 4589, 4591, 4593, 4594, 4603, 4616, 4623, 4637 ont été munies, en 1910, d'un surchauffeur "Schmidt" type A, avec 21 éléments et gros tubes de 127/135 mm, et cylindres HP avec tiroirs cylindriques de 190 mm de diamètre. Elles reçurent en même temps des portes de boîte à fumée rondes.
En 1913, dans l'Ain, la machine 4601 a eu, par suite d'un manque d'eau, un grave accident de chaudière : celle-ci, tel un obus, étant allée se planter, à la verticale dans un champ voisin de la ligne.
Après réparation, cette machine a été mutée, ainsi que 16 autres aux chemins de fer algériens (n° 4 C 77, 82, 87, 88, 92, 100 à 102, 105, 106,109,113,122,130).
En 1924, les machines à vapeur saturée furent renumérotées 4 C 1 à 130 et celles à surchauffe, 4 D 1 à 10.
En ce qui concerne ces dernières, elles semblent avoir présenté un cas unique, leur consommation en service courant, s'étant révélée plus élevée que celle des machines restées à vapeur saturée, fait qui pouvait être attribué en partie, à la très faible longueur de leur faisceau tubulaire.

Contrairement à toutes les autres machines à marchandises du P.L.M., et comme les C11 et C12, leur boîte à fumée était en saillie et les soupapes à balances montées sur le dôme.
Comme toutes les autres machines à foyer Belpaire du P.L.M. de cette époque, à la suite d'incidents survenus à la plaque avant de la boîte à feu, la virole arrière fut remplacée par une virole tronconique. Les cylindres étaient en batterie, contrairement aux 4301-4302 et 3201 et 3202, ceux à haute pression, extérieurs et ceux à basse pression intérieurs, en outre, cas resté unique en France, avec celui des 131 tender de l'Ouest de 1908, les quatre cylindres attaquaient le même essieu. L'appareil de changement de marche, qui était à cames, comme sur les précédentes compound du P.L.M., fut changé à partir de la 4516, à la suite des essais de Privas sur la C21, le cran BP devenant fixe dans les deux sens de marche, égal à 67,5 % première application de ce dispositif.
Les tiroirs à double admission étaient mus par des mécanismes "Walschaërts" les groupes HP et BP étaient calés à 180°.
L'échappement était à double valve avec un noyau central, remplacé beaucoup plus tard, par un échappement à cône surbaissé.
La suspension était au-dessus des boîtes pour les essieux 1, 2 et 3 et au-dessous pour l'essieu arrière; celle du troisième essieu était constituée par des ressorts à pincettes, ressorts provenant tous des 1500, en outre, les suspensions étaient jumelées deux à deux par balanciers. Les longerons étaient en tôle de 28 mm. Originairement, comme toutes les machines du P.L.M., les 4500 n'étaient pas munies du frein à air et ne possédaient que le frein à vis du tender. En 1938, 65 d'entre elles étaient dotées du frein à air comprimé automatique et modérable avec pompe à double phase type "Fives-Lille", la locomotive elle-même restant démunie de timonerie, comme beaucoup d'autres machines du P.L.M. 

En 1914, 11 furent affectées à Carnoules pour le service sur Gardanne. En 1937-38, elles assuraient les trains de détail ou les remontes.

Locomotive 040 compound, marchandises série 4501-4520, provenant de la reconstruction de machine bourbonnais (photo Fohano).

• 040 4-C et D