Voies ferrées selon leur écartement
L’écartement d’une voie ferrée est la distance entre les faces intérieures actives des deux rails, mesurée dans un plan défini par la norme du réseau. Il ne doit pas être confondu avec la distance entre les roues d’un essieu. On distingue généralement l’écartement standard de 1 435 mm (4 pi 8 1/2 po), les voies étroites de valeur inférieure et les voies larges de valeur supérieure. Découvrez aussi les principaux éléments d’une voie ferrée.
L’écartement de 1 435 mm est aujourd’hui le plus répandu dans le monde. Les réseaux utilisent toutefois de nombreux autres écartements, notamment 1 067 mm — souvent appelé écartement du Cap —, 1 000 mm, 1 520/1 524 mm, 1 668 mm et 1 676 mm. Leur répartition évolue avec les conversions et les nouvelles lignes ; il est donc préférable de vérifier les données par réseau plutôt que de reprendre des pourcentages mondiaux non datés.
Voie à écartement standard
L’écartement standard mesure 1 435 mm. L’idée selon laquelle cette valeur descendrait directement de l’orniérage des chars romains ou de la largeur de deux chevaux est une légende populaire, sans chaîne de preuve historique suffisante. Sa diffusion s’explique surtout par les choix techniques des premières lignes britanniques et par l’adoption de cet écartement par George Stephenson. La compatibilité du matériel roulant et l’expansion des réseaux ont ensuite favorisé sa standardisation.
Tous les premiers réseaux britanniques n’utilisaient pas 1 435 mm. Le Great Western Railway d’Isambard Kingdom Brunel adopta initialement une voie large d’environ 2 140 mm, offrant davantage d’espace pour le matériel mais entraînant une rupture de compatibilité avec les réseaux voisins. Après les travaux d’une commission royale, le Gauge Act de 1846 imposa le 1 435 mm à la plupart des nouvelles lignes de Grande-Bretagne, avec certaines exceptions. Le Great Western Railway acheva sa conversion à l’écartement standard en 1892. L’influence des ingénieurs et constructeurs britanniques contribua ensuite à sa diffusion internationale.
Voies à écartement étroit
Les voies dont l’écartement est inférieur à 1 435 mm sont dites à voie étroite.
- Écartement du Cap
L’écartement du Cap mesure 1 067 mm (3 pi 6 po). L’ingénieur norvégien Carl Abraham Pihl joua un rôle important dans son adoption précoce pour des lignes où le coût, la topographie et les rayons de courbe étaient déterminants. Il fut ensuite largement utilisé dans la province du Cap et dans de nombreux réseaux d’Afrique australe, d’Australie, de Nouvelle-Zélande et du Japon.
- Écartement métrique
L’écartement métrique de 1 000 mm est utilisé sur de nombreux réseaux d’Asie du Sud-Est, d’Afrique, d’Europe et d’Amérique latine. Les écartements plus étroits, comme 762 ou 600 mm, sont fréquents sur certaines lignes industrielles, minières ou touristiques. Un faible écartement peut réduire le rayon minimal des courbes et certains coûts de construction, mais la vitesse, la charge à l’essieu et la capacité dépendent de l’ensemble de la conception de la voie et du matériel roulant.
Voies à écartement large
Les voies dont l’écartement dépasse 1 435 mm sont dites à voie large. Les principaux exemples sont les écartements russe, ibérique et indien.
Les réseaux issus de la tradition russe utilisent principalement 1 520 mm, tandis que certains réseaux, notamment celui de la Finlande, sont historiquement associés à 1 524 mm. Le choix initial résultait de décisions techniques et institutionnelles du XIXe siècle. L’explication selon laquelle l’écartement aurait été retenu uniquement pour empêcher une invasion est populaire, mais ne constitue pas à elle seule une cause historique suffisamment démontrée.
L’écartement ibérique nominal actuel est de 1 668 mm. L’Espagne et le Portugal utilisaient historiquement des valeurs légèrement différentes, ensuite harmonisées. De nombreuses lignes espagnoles à grande vitesse sont construites à 1 435 mm afin de faciliter l’interopérabilité avec le reste du réseau européen. Les considérations militaires sont parfois évoquées, mais elles ne résument pas à elles seules les choix d’origine.
L’écartement indien mesure 1 676 mm (5 pi 6 po). Son adoption remonte aux politiques et aux choix d’ingénierie de l’époque coloniale. Il permet un gabarit de matériel important, mais la capacité réelle d’une ligne dépend également des rails, des ouvrages d’art, de la plateforme, de la signalisation et du matériel roulant.
Voies ballastées et voies sans ballast
Une voie ballastée repose sur une couche de granulats qui répartit les charges, assure le drainage et fournit de l’élasticité. Les traverses peuvent être en béton, en bois ou en acier. Cette structure est relativement facile à régler et à réparer, mais exige des opérations régulières de bourrage et de maintien de la géométrie. Elle peut être utilisée à grande vitesse lorsque sa conception et son entretien sont adaptés.
Une voie sans ballast remplace la couche de granulats par une fondation rigide en béton, en mélange bitumineux ou par un autre système intégré. Les rails sont fixés sur des traverses, des blochets ou des dalles incorporés à la structure. Elle offre généralement une géométrie plus stable et moins d’entretien courant, mais son coût initial, ses exigences de construction et la complexité des réparations sont plus élevés. Le choix dépend du trafic, du site, du cycle de vie et des objectifs du projet.
