Ligne à grande vitesse

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Une ligne à grande vitesse, ou LGV, est une ligne ferroviaire construite spécialement pour permettre la circulation de trains à grande vitesse (initialement au-dessus de 200 km/h, aujourd'hui à partir de 250 km/h). La première ligne de ce type fut mise en service au Japon en 1964 (voir l'article Shinkansen). En Europe, la première ligne à grande vitesse fut la Direttissima Rome-Florence, mise en service à partir de 1977.

Sommaire

[modifier] Caractéristiques

[modifier] Technique

Les Lignes à grande vitesse (LGV) présentent des caractéristiques techniques communes :

  • Le rayon des courbes est élevé, en fonction des vitesses visées (à la différence des lignes anciennes construites à des époques où 120 km/h était de la grande vitesse). Ce rayon va de 2,5 km (pour la ligne de Shinkansen Tōkaidō ouverte en 1964 à 210 km/h) à 7 km (jusqu'à 25 km sur la LGV Est, à noter que le record du 03/04/2007 a eu lieu dans une courbe de rayon 16,667 km ) pour des lignes récentes ou futures prévues pour des vitesses de l'ordre de 350 km/h. Cette caractéristique est une contrainte.
  • Le profil (rampes et pentes) peut, si la ligne est spécialisée aux circulations à grande vitesse, être aussi sévère que celui des lignes de montagne. L'énergie cinétique emmagasinée par les trains à grande vitesse et leur puissance massique très élevée leur permet de monter des rampes très fortes sans trop pénaliser leur consommation électrique (et elles permettent d'aller sur l'erre en descente). La LGV Paris-Sud-Est comporte des rampes de 35 ‰ (traversée du Morvan[1]), sur la LGV Cologne-Francfort elles atteignent 40 ‰[2]. Cette caractéristique facilite l'insertion des lignes et réduit les coûts de construction.
  • Elles doivent être à voie normale (1,435 m) ou à voie large. La voie métrique ou étroite ne permet pas d'atteindre 200 km/h en service courant. C'est pourquoi au Japon comme à Taiwan le réseau à grande vitesse devait être distinct du réseau classique. Dans la péninsule ibérique, zone à voies larges, les LGV sont construites ou prévues à l'écartement standard uniquement pour préserver la compatibilité avec le reste de l'Europe.
  • La voie doit présenter des qualités géométriques et mécaniques très élevées. Pour les voies sur ballast : profil de ballast renforcé, nombre de traverses au km plus important, traverses en béton (mono- ou biblocs) partout, y compris sous les appareils de voie, rail lourd (UIC 60 - U80 aujourd'hui), inclinaison du rail plus importante pour réduire l'amplitude du chariotage (1/40° contre 1/20° sur ligne classique). Dans plusieurs pays (Japon, Allemagne) l'usage de voies sur dalles de béton se développe, voire se généralise.
  • L'entraxe des voies doit être augmenté (4,2 à 4,5 m) pour limiter l'effet de souffle au croisement de deux trains.
  • Les ouvrages d'art nécessitent des calculs adaptés aux vitesses pratiquées. La longueur d'onde du chariotage étant toujours la même, la fréquence des ondulations latérales imposées à la voie peut doubler par rapport à celles atteintes aux vitesses classiques.
  • Si elles comportent des tunnels, la section de ceux-ci doit être (sur)dimensionnée, en particulier aux extrémités, pour limiter les effets de pression aérodynamique.
  • Elles sont le plus souvent spécialisées au trafic voyageur et même au trafic à grande vitesse. Le trafic mixte entraîne des contraintes fortes. Le débit possible d'une ligne diminue fortement si y circulent des trains de vitesses très différentes (300 vs. 200 km/h, a fortiori 300 vs. 120-160 km/h). Le croisement de trains à grande vitesse et de trains de marchandises « tout venant » n'est guère envisageable en raison des risques de déstabilisation de chargements par effet de souffle. Aussi les trains de marchandises ne peuvent-ils circuler que pendant les périodes de fermeture au trafic à grande vitesse — la nuit, par exemple. Mais ces périodes sont utilisées pour l'entretien de l'infrastructure. Les fortes rampes limitent beaucoup le tonnage possible des trains de marchandises. Des circulations lentes empêchent d'appliquer à la voie le dévers maximum pour les TGV : pour une même vitesse limite on doit alors prévoir des courbes de plus grand rayon. En conséquence une ligne mixte sera plus coûteuse en ouvrages d'art et plus difficile à insérer dans le paysage. La mixité est souvent limitée à des tronçons particuliers (contournement de Tours sur la LGV Atlantique, futur contournement de Nîmes et Montpellier sur la LGV Méditerranée) ; ailleurs elle concerne un faible nombre de circulations « lentes » (LGV allemandes ou Paris-Sud-Est).
  • Elles sont électrifiées. Outre les contraintes d'emport de carburant et de réalimentation, la traction thermique ne permet pas les puissances massiques et les puissances instantanées nécessaires à la grande vitesse. Mise à part la LGV Rome-Florence électrifiée en 3kV continu (comme le reste du réseau italien), les LGV sont électrifiées à tension élevée : 15 kV 16,7 Hz dans les réseaux utilisant ce système (Allemagne, Autriche), 25 kV 50 Hz ou 60 Hz partout ailleurs (même les futures LGV italiennes). Les caténaires sont plus tendues que les caténaires des lignes classiques, afin que la vitesse de propagation de l'onde mécanique (ondulation du fil de contact de la caténaire provoquée par le contact du pantographe) reste supérieure à la vitesse du train. En effet, si le train allait plus vite que l'onde, on aurait une accumulation de la déformation en avant du pantographe qui provoquerait une rupture de la caténaire (phénomène similaire au mur du son).
  • Elles sont équipées de systèmes de signalisation avec transmission d'informations sol-train (TVM ou Transmission voie-machine, Linienzugbeeinflussung ou LZB, ERTMS, TBL, ...), avec contrôle permanent de la vitesse et affichage des données sur le tableau de bord du conducteur. La grande vitesse ne permet pas l'observation de signaux latéraux au sol en toute sécurité.
  • Elles sont généralement clôturées pour éviter les intrusions d'animaux. Les passages à niveau sont proscrits et les ponts sont équipés de systèmes de détection pour éviter la chute d'objets sur la voie (DCV - Détecteurs de chutes de véhicules) ainsi que de systèmes de surveillances des vents latéraux (DVL - Détecteurs de vents latéraux). Certaines zones sont aussi équipées d'appareillages de mesures de gel (LGV Est).

[modifier] Coût

Compte-tenu de leurs caractéristiques techniques, la construction de lignes ferroviaires à grande vitesse représente un investissement relativement lourd.

Le prix au kilomètre est fonction de divers paramètres :

  • Relief des zones à traverser
  • Ouvrages d'art à construire, communications à rétablir (routières notamment)
  • Type de ligne envisagé, réservée aux circulations à grande vitesse ou mixte voyageurs / fret
  • Insertion dans le paysage et respect des réglementations locales en matière d'environnement

etc.

Début 2007, on estimait le coût moyen à 1,7 milliards d’euros courants / 100 km, pour une emprise de 40 m (largeur totale) et une plateforme de 14 m, soit environ trois fois le coût de construction d'une autoroute 2×2 voies [3]. Dans certains pays au relief accidenté (Espagne notamment), ce coût moyen peut doubler. Il en est de même lorsque la densité de population est telle que les lignes doivent passer en tunnel sur une longueur importante (desserte de la gare Londres - Saint Pancras).

L'investissement lourd est semble-t-il compensé si le trafic voyageurs est suffisant. Réseau ferré de France indique sur son site qu'une LGV utilisée à son potentiel maximum par des TGV Duplex équivaut à une autoroute 2×5 voies.

[modifier] Lignes à grande vitesse en Afrique

[modifier] Algérie

[modifier] Lignes en projet

Il n' y a actuellement pas de projet en cours de réalisation.

[modifier] Maroc

[modifier] Lignes en projet

Icône de détail Article détaillé : LGV Kénitra-Tanger.
  • Ligne Tanger-Kénitra-Casablanca : suite à des études de faisabilité lancées en 2004 par les premiers ministres français et marocain de l'époque, Jean-Pierre Raffarin et Driss Jettou[4], un accord bilatéral a été signé le 22 octobre 2007 pour la réalisation d'une ligne de 200 kilomètres, limitée dans un premier temps à Tanger-Kénitra. Sa livraison est prévue pour 2013. Cette ligne permettra de réduire le temps de parcours entre Tanger et Casablanca à 2 heures 10, contre 5 heures actuellement. La moitié du contrat, évalué à 2 milliards d'euros, a été confié à trois entreprises françaises, RFF, la SNCF et Alstom, cette dernière étant plus particulièrement chargée de la livraison de 18 rames TGV Duplex. [5].

[modifier] Lignes à grande vitesse en Amérique

Plusieurs pays Américains envisagent de construire des lignes à grande vitesse. La flambée des prix du pétrole a relancé l'intérêt pour les LGV sur tout le continent.

[modifier] Argentine

[modifier] Ligne en projet

[modifier] Brésil

[modifier] Ligne en projet

[modifier] Canada

[modifier] Lignes en projet

[modifier] États-Unis

[modifier] projet abandonnés

  • Texas: Houston-Dallas
  • Floride

[modifier] Lignes en projet

Plusieurs projets sont plus ou moins avancés. Sous l'impulsion du gouverneur Arnold Schwarzenegger, la Californie envisage sérieusement de passer à la construction.

[modifier] Lignes à grande vitesse en Asie

[modifier] Chine

[modifier] Ligne en construction

  • Pékin-Tianjin : (116,907 km, desservis par des ICE, le chantier a débuté le 4 juillet 2005 pour une ouverture prévue en juillet 2008).

[modifier] Ligne en projet

  • Pékin-Shanghaï (1 318 km, vitesse max 350 km/h, trajet réduit de 9h à 4h)

[modifier] Corée du Sud

KTX network map     Ligne partagée (KTX)        Ligne Gyeongbu (KTX)       Ligne Gyeongbu (normal)       Ligne Honam (normal)
KTX network map     Ligne partagée (KTX)        Ligne Gyeongbu (KTX)       Ligne Gyeongbu (normal)       Ligne Honam (normal)

[modifier] Ligne en service

[modifier] Ligne en construction

  • Daegu-Pusan: KTX, ligne Kyongbu 2e phase, mise en service prévue entre 2008 et 2010

[modifier] Ligne en projet

  • Osong-Mokpo (KTX, ligne Honam, Séoul-Mokpo en 1 h 37, ouverture possible en 2017)

[modifier] Japon

[modifier] Lignes en service

Carte des Lignes à grande vitesse au Japon
Carte des Lignes à grande vitesse au Japon
  • Tōkyō - Shin-Ōsaka (Ligne Shinkansen Tōkaidō, 1964)
  • Shin-Ōsaka-Okayama (Ligne Shinkansen Sanyō 1re phase, 1972)
  • Okayama-Hakata (Fukuoka) (Ligne Shinkansen Sanyō 2e phase, 1975)
  • Ōmiya-Morioka (Tōhoku-Shinkansen 1re phase, 1982)
  • Ōmiya-Niigata (Jōetsu-Shinkansen, 1982)
  • Ueno-Ōmiya (Tōhoku-Shinkansen 2e phase, 1985)
  • Tokyo-Ueno (Tōhoku-Shinkansen 3e phase, 1991)
  • Takasaki-Nagano (Hokuriku-Shinkansen 1re phase, 1997)
  • Morioka-Hachinohe (Tōhoku-Shinkansen 4e phase, 2003)
  • Shin-Yatsushiro - Kagoshima-Chuō (Kyūshū-Shinkansen 1re phase, 2004)

[modifier] Lignes en construction

  • Hachinohe - Shin-Aomori (Tōhoku-Shinkansen 5e phase, mise en service prévue en 2011)
  • Hakata (Fukuoka) - Shin-Yatsushiro (Kyūshū-Shinkansen 2e phase, mise en service prévue en 2011)
  • Nagano-Kanazawa (Hokuriku-Shinkansen 2e phase, mise en service prévue en 2015)
  • Aomori- Shin-Hakodate (Hokkaidō-Shinkansen 1re phase, mise en service prévue en 2015)

[modifier] Lignes en projet

  • Hakata-Nagasaki (Kyūshū-Shinkansen)
  • Hakodate-Sapporo (Hokkaidō-Shinkansen)
  • Kanazawa-Ōsaka (Hokuriku-Shinkansen)

[modifier] Taïwan

[modifier] Ligne en service

[modifier] Lignes à grande vitesse en Europe

Le continent Européen concentre à lui seul 60 % des lignes ferroviaires à grande vitesse, en service ou en projet avancé pour les années 2007-2020.

Réseau de ligne à grande vitesse en Allemagne Rouge : LGV à 300 km/h Orange : LGV à 250 km/h ou plus Bleu : Ligne à 200 km/h ou plus Gris : Ligne classique, parfois modifiée pour aller à 160 km/h
Réseau de ligne à grande vitesse en Allemagne
  • Rouge : LGV à 300 km/h
  • Orange : LGV à 250 km/h ou plus
  • Bleu : Ligne à 200 km/h ou plus
  • Gris : Ligne classique, parfois modifiée pour aller à 160 km/h

Le solde se situe :

  • à 30 % sur le continent asiatique
  • à 10 % sur le reste du globe, Amérique et Afrique essentiellement.

[modifier] Allemagne

[modifier] Lignes en service

[modifier] Lignes en construction

[modifier] Lignes en projet

  • Stuttgart-Ulm (-Munich) (début de construction prévu en 2008)
  • Francfort-Mannheim (début de construction pas encore projeté)

[modifier] Autriche

[modifier] Belgique

Carte des lignes à grande vitesse en Belgique
Carte des lignes à grande vitesse en Belgique

[modifier] Lignes en service

[modifier] Lignes attendant leur mise en service

[modifier] Futur

  • La ligne 25N (déjà indiquée sur la carte) entre Schaerbeek et Malines va être construite dans le cadre du projet Diabolo. Ce ne sera pas une ligne à grande vitesse (vitesse inférieure à 250 km/h).
  • Un tronçon à grande vitesse sera peut-être également construit un jour sur l'axe Bruxelles – Luxembourg (Eurocaprail) ; l'idée d'améliorer cette relation (et ainsi la relation Amsterdam – Strasbourg) refait surface de temps à autres dans les médias nationaux, mais actuellement aucun projet n'est en cours. La dernière solution envisagée serait plutôt l'utilisation de trains pendulaires[8],[9].

[modifier] Danemark

[modifier] Espagne

L'Espagne s'est engagée dans un ambitieux plan de construction de lignes à grande vitesse, visant à mettre toutes les capitales régionales du pays à moins de 3h de Madrid et 5h30 de Barcelone à l'horizon 2020.

Dans le cadre de ce plan, ce ne sont pas moins de 7000 km de lignes nouvelles qui devraient êtres mises en services au cours des prochaines années.

Carte d'Espagne des lignes grande vitesse en service, en construction ou en projet.
Carte d'Espagne des lignes grande vitesse en service, en construction ou en projet.

[modifier] Lignes nouvelles en service (vitesses 270-350 km/h)

[modifier] Lignes nouvelles en construction (vitesses 270-350 km/h)

[modifier] Lignes nouvelles en projet (vitesses 270-350 km/h)

[modifier] Lignes modernisées en service (vitesses jusqu'à 250 km/h)

[modifier] Lignes modernisées en construction (vitesses jusqu'à 250 km/h)

[modifier] Lignes modernisées en projet (vitesses jusqu'à 250 km/h)

[modifier] Finlande

[modifier] France

Le réseau TGV en bleu et rouge : Lignes à grande vitesse en noir : lignes classiques parcourues par les TGV en pointillé : desserte à ouvrir d'ici 2009
Le réseau TGV
en bleu et rouge : Lignes à grande vitesse
en noir : lignes classiques parcourues par les TGV
en pointillé : desserte à ouvrir d'ici 2009

La France compte 1847 km de Lignes Nouvelles en service au 10 juin 2007 (LN1 Paris - Lyon à LN6 Paris - Baudrecourt [TGV Est]). Ce chiffre représente environ 6% des lignes ferroviaires en service à mi-2007 (12% des lignes électrifiées)[10]. Lors du Grenelle de l'environnement, le gouvernement a annoncé la construction de 2000 km de nouvelles lignes à grande vitesse pour 2020, puis 2500 km supplémentaires pour 2030[11]. Cependant ces projets, pour ambitieux qu'ils soient, soulèvent dores et déjà des questions quant à leur financement (les 2000 premiers Km sont estimés à 70 Milliards d'€uros courants [valeur 2008]).

Le coût élevé de la construction des lignes a relativement limité le développement de ces infrastructures. Faute de prolongement ou achèvement des lignes à grande vitesse, le TGV doit souvent poursuivre son parcours sur ligne classique ou aménagée, à des vitesses allant de 160 à 220 km/h, pour atteindre de nombreuses métropoles. C'est le cas en 2007 de Rennes, Bordeaux, Montpellier et Strasbourg, la LGV Est actuelle s'arrêtant à Baudrecourt (voir plus loin lignes en projet).

[modifier] Lignes en service

Temps de parcours depuis Paris
Temps de parcours depuis Paris

[modifier] Lignes en construction

  • Perpignan-Figueras (Espagne) en construction par un consortium privé depuis 2004 (avec entre autres percement d'un nouveau tunnel pour franchir les Pyrénées), mise en service à l'origine prévue en 2009, décalée à 2012. Page sur structurae
  • Mulhouse-Dijon (LGV Rhin-Rhône branche Est) : un premier tronçon est en construction depuis juillet 2006. La construction a débuté sans que ne soit bouclée la totalité du financement, il manquera donc un second tronçon de 50 km côté Est pour rallier Mulhouse et 10 km côté Ouest pour entrer dans Dijon. Mise en service prévue en 2011.

[modifier] Lignes en projet

[modifier] Projets planifiés par RFF

[modifier] Projet à planifier
  • LGV Provence-Alpes-Côte d'Azur (Marseille-Nice) : la ligne fera partie de la liaison ferroviaire Italie-Catalogne, dont la construction a été envisagée à l'horizon 2025 dans les derniers schémas directeurs (juin 2006) ;
  • Lyon-Dijon (LGV Rhin-Rhône branche Sud), construction à l'étude d'une ligne mixte Fret/Grande Vitesse sur ce tronçon, décision non encore arrêtée par RFF et les pouvoirs publics ;
  • Aisy-sur-Armançon-Dijon (LGV Rhin-Rhône branche Ouest) ;
  • LGV Picardie, construction à l'étude d'une ligne Paris-tunnel sous la Manche plus directe et passant à proximité immédiate de la ville d'Amiens ;
  • Ligne à grande vitesse Poitiers-Limoges, consultations et avant-projet sommaire (APS) en cours[13]).
  • Doublement du TGV Sud Est à cause de sa saturation progressive (évoqué vaguement dans le rapport du SDRIF)

[modifier] Autres projets

Le contournement de Nîmes et Montpellier (prolongement de la LGV Méditerranée par ligne mixte TGV/fret), bien que destiné à s'inscrire dans l'arc méditerranéen des lignes à grande vitesse, ne peut être dans l'immédiat qualifié de LGV. En effet la double signalisation mise en place (classique par signaux lumineux latéraux + ERTMS) imposera une limitation de vitesse à 220 km/h pour tous les trains, en-deçà donc des 250 km/h à partir desquels on considère qu'il s'agit de haute vitesse.

Pour l'heure RFF destine clairement cette ligne à l'acheminement du fret, d'où sa liaison avec l'actuel tronçon "rive droite du Rhône". Elle pourrait être convertie en véritable LGV (suppression de la signalisation latérale, construction d'une gare Nîmes-TGV) à l'horizon 2030, après l'achèvement du tronçon Montpellier-Perpignan.

La construction de cette ligne, initialement prévue à partir de 2006, a été reportée à 2009 par Réseau ferré de France.

En l'état actuel des projets, la même limitation de vitesse devrait s'appliquer pour la Ligne Languedoc-Roussillon (Montpellier-Perpignan), toujours à cause de la double signalisation employée.

Le statut de la liaison Valenton-Orly-Massy (LGV Interconnexion Sud) est incertain. Sa construction devait débuter en 2007, cependant le projet n'est toujours pas financé et reste suspendu à des décisions politiques et budgétaires.

[modifier] Projets officieux

Il existe également plusieurs projets non officiels mais portés par des associations ou des régions. Ces projets ne sont pas officiellement étudiés, promus ou soutenus par RFF.

[modifier] Grande-Bretagne

[modifier] Ligne en service

[modifier] Italie

[modifier] Lignes en service

  • Rome-Florence (la Direttissima, première Ligne à grande vitesse européenne, mise en service par tronçons entre 1977 et 1992) (« réélectrification » prévue en 25 kV)
  • Rome-Naples (décembre 2005)
  • Turin-Novare (février 2006)

[modifier] Lignes en construction

  • Milan-Bologne (mise en service prévue en 2008)
  • Florence-Bologne (mise en service prévue en 2009)
  • Milan-Novare (mise en service prévue en 2009)

[modifier] Lignes en projet

[modifier] Pays-Bas

[modifier] Ligne en construction

[modifier] Ligne en projet

[modifier] Portugal

[modifier] Lignes en projet

[modifier] Suède

[modifier] Suisse

[modifier] Ligne en service

[modifier] Lignes en construction

[modifier] Voir aussi

[modifier] Liens internes

[modifier] Liens externes

[modifier] Sources

  1. ↑ Gérard Blier, Nouvelle Géographie ferroviaire de la France, Tome 2 : L'organisation régionale du trafic, 1993, éd. La Vie du Rail, p 85-87.
  2. ↑ Railway Technology - Frankfurt-Cologne route of the Inter City Express network operated by Deutsche Bahn, Germany
  3. ↑ Sur la base des coûts moyens pour les LGV françaises construites par la SNCF et/ou RFF, en service au 30/06/2007. Chiffres RFF. Le coût moyen au kilomètre d'une autoroute 2x2 voies varie de 4,5 M€ à plus de 7 M€, en fonction notamment du relief des zones à traverser. Source ministère français de l'Équipement et des Transports.
  4. ↑ Projet de TGV Casablanca - Marrakech - Agadir
  5. ↑ http://www.latribune.fr/info/Deux-milliards-d-euros-de-contrats-pour-la-France-au-Maroc-~-ID8623F3E9CCF1A0DBC125737D00195917-$Channel=Economie-$SubChannel=International Deux milliards d'euros de contrats pour la France au Maroc, La Tribune, 23 octobre 2007. Consulté le 23 octobre 2007
  6. ↑ California High-speed Rail Authoritiy
  7. ↑ Florida High-speed Rail Authoritiy
  8. ↑ Philippe Lawson, « La SNCB sur la voie du train pendulaire », La Libre Belgique, 19 février 2008
  9. ↑ Philippe Lawson, « Alstom prêt à aider la SNCB », La Libre Belgique, 20 février 2008
  10. ↑ 29 200 Km de lignes en service, dont 14 800 sont électrifiées. Données RFF.
  11. ↑ Journal LeMonde.fr du 25 octobre 2007
  12. ↑ Site du projet et page sur le tunnel
  13. ↑ CPDP PROJET LGV Poitiers-Limoges


Trains à grande vitesse
TGV
Acela | AVE | Eurostar | ETR 500 | HST | ICE | JetTrain | Korea Train Express | Train à sustentation magnétique | Pendolino | Shinkansen | Swissmetro | TGV | Thalys | Transrapid | Treno ad Alta Velocità