Dans le but de pallier les difficultés d'exploitation rencontrées sur les nouvelles lignes du réseau du Vivarais, la Compagnie fit étudier, en 1901, un nouveau type de machine pouvant remorquer des charges de 801 sur des rampes de 32,5 °/°° conjuguées avec des courbes de 100 m de rayon et ce, à la vitesse de 20 km/h.
Pour ce faire, les Ingénieurs des C.F.D. préconisèrent le type Mallet à fonctionnement compound à deux groupes de trois essieux. Un concours lancé en France pour la construction d'un prototype, avec option pour quatre unités supplémentaires, en cas de réussite aux essais, ne remporta pas le succès escompté. En effet, les constructeurs français dont les carnets de commande étaient bien remplis, étaient peu soucieux de prendre le risque d'une étude, sans avoir la certitude d'obtenir une commande importante.
Se tournant, alors, vers l'étranger, les C.F.D. n'eurent pas non plus de meilleurs résultats, seule la Société Suisse de Construction de Locomotives (S.L.M. à Winterthur) ayant accepté de se charger d'une telle fourniture, en prenant pour base le modèle qu'elle avait construit pour les Chemins de Fer Rhé- tiques, de puissance et de conception proches de l'engin demandé.
La série S.L.M. 401-408
Description de la série S.L.M. 401-408
Le prototype construit par la S.L.M., se différenciait du modèle des Chemins de Fer Rhétiques par l'adoption de 2 groupes de 3 essieux au lieu de 5 dont 4 moteurs. D'autre part, le châssis était intérieur aux roues, contrairement aux machines Suisses. Les autres caractéristiques étaient comparables.
La chaudière, timbrée à 14 kg, comportait 152 tubes lisses de 0,045 m de diamètre et de 3,600 m de longueur procurant une surface de chauffe tubulaire de 77,500 m2.
Les soupapes de sûreté, du type à balance, furent par la suite remplacées par le modèle balance, furent par la suite remplacées par le modèle à charge directe et reportées à l'arrière du dôme de prise de vapeur, situé sur la seconde virole. Par rapport au type 300, les cylindres avaient été plus largement dimensionnés et la course des pistons portée à 0,550 m. Le diamètre des roues atteignait 1,010 m et l'empattement de chaque truck moteur était de 2,200 m. Malgré sa longueur importante de 10,900 m, cette machine s'inscrivait parfaitement dans les courbes de faible rayon.
L'effort de traction de 8060 kg permettait à cette locomotive de remorquer des charges importantes sur l'ensemble des lignes du réseau du Vivarais. Aux essais, le prototype assura la traction d'une rame de 60 wagons représentant une charge de 1601 à la vitesse de 15 km/h sur des rampes de 30 °/00. Ce modèle très lourd, atteignait un poids en charge de 45,71 uniformément réparti sur les 6 essieux permettant de limiter la charge par essieu à 7,6 t, inférieur de 1 t à celle des machines type 300.
L'abri, fermé sur ses quatre faces, était percé, à l'avant par deux hublots rectangulaires et à l'arrière par deux hublots circulaires encadrant une découpe donnant accès aux soutes à combustibles, faisant saillie vers l'arrière. Sur les faces latérales, une large ouverture avait été pratiquée afin d'offrir à l'équipe de conduite une bonne vision sur la voie.
Les caisses à eau de forme rectangulaire étaient limitées à l'aplomb de la sablière fixée sur la première virole.
Les machines de séries construites par la suite par la S.L.M. jusqu'au 408 subirent quelques modifications, en particulier le remplacement des soupapes à balance par des soupapes en charge et par la suppression des caisses à combustibles en saillie à l'arrière et leur intégration dans l'abri.
La livrée d'origine était noire, mais par la suite, les caisses à eau et l'abri de certaines unités furent peintes en vert clair ou en marron. Le marquage consistait en l'apposition du numéro d'immatriculation en relief sur la cheminée et les deux côtés de l'abri. Une plaque rectangulaire placée sur chaque caisse à eau comportait les noms du réseau et de la compagnie. Une plaque de construction de même forme était fixée sur le dôme de vapeur. Par la suite, sur certaines unités ces plaques furent déposées.
Sur la traverse arrière, le monogramme de la compagnie et le numéro d'immatriculation placés de part et d'autre du tampon central étaient peints en jaune sur fond rouge vermillon.