Schéma de mesure de l'écartement des rails de chemin de fer.Changement des bogies d'une voiture à Brest, à la frontière entre la Pologne (voie normale) et la Biélorussie (voie large de 1 524 mm).Le musée chinois du chemin de fer montrant différents écartements
L'écartement des rails est la distance séparant le flanc interne des deux files de rails d'une voie ferrée. L'écartement standard de 1 435 mm (soit quatre pieds huit pouces et demi ou cinquante-six pouces et demi), définissant la voie normale, est le plus utilisé à travers le monde (60 % des lignes). On parle de voie large lorsque l'écartement est supérieur et de voie étroite lorsqu'il est inférieur (voie métrique pour l'écartement de 1 m).
Certaines voies sont équipées de trois, voire quatre files de rails pour permettre la circulation de matériel d'écartements différents. Les points de changement d'écartement créent des ruptures de charge[1].
Cette voie est dite « normale » du fait de son adoption par un grand nombre de pays, et notamment par les premiers constructeurs de chemins de fer (Royaume-Uni, Belgique, France, États-Unis, Allemagne…). L'Union internationale des chemins de fer promulguera cet écartement comme étant celui de référence par rapport aux voies larges et aux voies étroites.
La Commission européenne dans sa décision du sur « spécification technique d'interopérabilité relative au sous-système « infrastructure » du système ferroviaire transeuropéen conventionnel » réaffirme que : « L'écartement nominal de voie standard européen est de 1 435 mm »[4]. Pays ayant adopté l'écartement standard :
Suisse sur une portion de 1,9 km : Rheineck-Walzenhausen
Guadeloupe sur les rails d'origine de la voie ferrée du Nord Grande-Terre (Usine de Beauport) utilisés pour le transport de la canne à sucre, pour être sûr de ne pas être envahi par les réseaux de l'usine sucrière de Darbousier - Pointe à Pitre (1 435 mm) et du nord Basse-Terre (1 000 mm). Par manque de matériel roulant, cette voie a été restaurée en 1 435 mm dans les années 2000 pour restauration à fins touristiques[5].
Cet écartement correspond à 3 pieds 6 pouces.
Il est souvent appelé écartement du Cap, car installé par le Royaume-Uni dans ses colonies en Afrique.
D'après d'autres sources c'est l'écartement CAP, inventé par l'ingénieur ferroviaire norvégien Carl Abraham Pihl qui l'a utilisé pour un réseau de 970 kilomètres construit entre 1862 et 1880, converti en voie normale de 1898 à 1949.
Canada : Nouveau-Brunswick jusqu'aux années 1880, Terre-Neuve jusqu'à et île-du-Prince-Édouard jusqu'à 1930 (elle fut couplée à une voie normale à partir de 1918 jusqu'à ce que celle-ci soit définitivement abandonnée en 1989).
L'écartement de 1 055 mm a été utilisé pour les premières lignes de chemins de fer à voies étroites construites dans l'ouest de l'Algérie à la fin du XIXe siècle. Cet écartement a été conservé pour l'ensemble des lignes à voies étroites de l'ouest et du centre de l'Algérie jusqu'à la fin du XXe siècle ; les lignes à voies étroites de l'est ayant utilisé l'écartement métrique.
Cet écartement est appelé « écartement de Bosnie », car il a été utilisé pour la construction d'une bonne partie du réseau ferroviaire en Bosnie, Istrie et Roumanie lors de l'administration de ce territoire par l'empire d'Autriche-Hongrie. La plupart de ces lignes sont désormais fermées ou converties en 750 mm.
En l'occurrence il s'agit de l'écartement utilisé auparavant par l'armée prussienne, notamment pour faire évoluer ses convois militaires sur rail. Le chemin de fer forestier d'Abreschviller est l'un des rares vestiges de cet écartement des rails.
Poudrerie de Sevran : dès 1873, en complément du réseau principal à voie normale, un réseau secondaire en 600 mm y a fonctionné pour les transports internes par wagonnets, au plus tard jusqu'au début de la Seconde Guerre mondiale. La plupart de ces voies étroites avaient été progressivement mises à l'écartement normal, les autres détruites, il n'en subsiste donc aucune trace visible[10].
Système Péchot (1849-1928) d'approvisionnement des places fortes et d'aide au mouvement des armées en campagne.
Cet écartement correspond à 1 pied et 11,5 pouces. Sa grande proximité avec l'écartement industriel et militaire de 600 mm autorise des circulations exceptionnelles sur des voies à ce dernier écartement lors de festivals ou fêtes ferroviaires.
La voie de 0,50 était comme la voie Decauville de 0,60 à vocation industrielle mais était préférée pour des chemins de fer dans les mines et en montagne.
En Europe, les réseaux sont pour la plupart à voie normale (écartement standard UIC de 1 435 mm), à l'exception de ceux situés sur certains territoires périphériques.
La Russie a opté pour la voie large au XIXe siècle. On estime généralement que ce choix fut motivé par des raisons militaires, pour prévenir l'utilisation du réseau ferroviaire par d'éventuels envahisseurs. Certains font remarquer qu'aucune norme ne s'était encore imposée en 1842 quand le tsar Nicolas Ier engagea George Washington Whistler, éminent ingénieur ferroviaire américain, pour construire la ligne la plus importante en Russie, celle qui relie Moscou à Saint-Pétersbourg. Le choix de l'écartement de 5 pieds était cohérent avec l'usage en vigueur à l'époque dans les États du Sud des États-Unis.
La Russie et la plupart des États qui se sont trouvés dans l'ancien empire russe, dont les pays baltes, la Finlande, l'Ukraine, la Biélorussie, les républiques du Caucase et d'Asie centrale, ainsi que la Mongolie sont actuellement à l'écartement de 5 pieds (1 524 mm) ; bien que la norme russe officielle soit de 1 520 mm, la compatibilité est assurée en pratique.
Les pays de la péninsule Ibérique (Espagne et Portugal) ont adopté l'écartement large de 5 pieds 5 pouces et demi. La norme officielle en Espagne était exactement de 1 674 mm, tandis qu'au Portugal elle était de 1 664 mm. Cependant la compatibilité des deux réseaux est assurée par la conception étudiée du matériel roulant et des équipements, et dans les années 1980 on a progressivement unifié l'écartement à 1 668 mm. Son entrée dans l'Union européenne a conduit l'Espagne à adopter un plan de reconversion de l'écartement du réseau ferré. Toutes les lignes à grande vitesse AVE sont à voie normale. Pour faciliter la conversion de la voie large à la voie normale, des tronçons à double écartement ont été construits. Aucune date n'a encore été fixée pour la conversion totale du réseau, bien que des projets soient à l'étude.
L'Union européenne a lancé un programme en faveur de l'interopérabilité ferroviaire qui vise à harmoniser non seulement l'écartement des rails, mais aussi d'autres normes ferroviaires, telles que la signalisation et l'électrification. Des financements communautaires sont consacrés à la conversion de lignes situées dans les États baltes (Lituanie, Lettonie et Estonie) de l'écartement russe à l'écartement standard, ainsi qu'à la construction en Espagne et au Portugal de lignes complémentaires au réseau à grande vitesse. Elle favorise aussi l'interconnexion des réseaux ibériques avec le reste de l'Europe.
Gares de Suisse avec deux écartements des rails différents (carte de photos géolocalisées)
Les réseaux secondaires sont souvent à voie métrique (écartement normalement de 1 mètre). C'est le cas des lignes en exploitation du réseau secondaire français (comme le Blanc-Argent, la ligne de Nice à Digne des Chemins de fer de Provence, les CFC (chemins de fer de la Corse) la ligne de Cerdagne et la ligne de Saint-Gervais-à Vallorcine (frontière)). C'est le cas aussi de bon nombre de chemins de fer de montagne, notamment en Suisse (pays où la majorité des réseaux urbains de tramways sont également à cette norme). Les anciens trains nommés tacots dans le Morvan répondaient à l'écartement métrique (Chemins de Fer Économiques) de Corbigny à Saulieu et d'Autun à Château-Chinon .
Amériques
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Aux États-Unis, au Mexique et au Canada, les écartements de rails utilisés à l'origine étaient fort divers. Certaines compagnies, surtout dans le Nord-Est, se sont mises au standard britannique, mais ce n'était pas une généralité et certains utilisaient des écartements larges, jusqu'à 6 pieds. Étant donné que l'indépendance par rapport au Royaume-Uni était encore récente, les arguments relatifs à la norme anglaise avaient peu de poids. L'écartement standard s'est cependant généralisé quand la nécessité d'interconnecter les réseaux a fait apparaître les inconvénients de la situation.
La plupart des États du Sud avaient cependant opté pour l'écartement de 5 pieds. Après la guerre de Sécession, le commerce entre le Nord et le Sud s'est beaucoup développé et cette différence d'écartement devint un handicap trop lourd. Il fallut de longs débats et beaucoup de temps pour aboutir à une première conversion du réseau sudiste à l’écartement de 4 pieds 9 pouces (soit 1 448 mm), qui était alors la norme sur le réseau de Pennsylvanie (Pennsylvania Railroad). Elle fut réalisée en deux jours à partir du . La conversion finale vers l'écartement standard se fit par la suite, progressivement au gré des opérations d'entretien.
À Toronto, Canada, les tramways et le métro local (Toronto Transit Commission) utilise un écartement particulier, 4 pieds 10 pouces 7/8 (soit 1 495,42 mm), de sorte que ce réseau est incompatible avec tous les autres systèmes ferroviaires de la région.
Le BART (Bay Area Rapid Transit) de San Francisco a choisi, quant à lui, un écartement de 5 pieds 6 pouces (1 676 mm, soit le même qu'en Inde ou Amérique du Sud). Ce choix dans les années 60 est pour le moins surprenant alors que l'on connaissait les conséquences de la cohabitation de plusieurs écartements. La raison invoquée est celle d'une plus grande stabilité en cas de tremblement de terre, risque important dans la région. Aujourd'hui cet avantage est contesté - le Shinkansen japonais est à écartement standard - et les surcoûts supportés lors d'achat de tout équipement (ne serait-ce que les essieux et les roues qui ont de plus un profil différent) par définition non standard sont si importants que le BART a décidé de revenir à l'écartement standard si une nouvelle ligne était construite.
Asie
Les chemins de fer japonais ont été construits à l'écartement de 1 067 mm (3 pieds 6 pouces). Les lignes à grande vitesse (Shinkansen) ont été réalisées dès l'origine à l'écartement normal qui permet d'offrir une meilleure stabilité. Cela a rendu plus délicate l'intégration de la grande vitesse et des services voyageurs du réseau classique (au contraire du TGV qui peut desservir des gares hors lignes nouvelles).
À Taïwan, qui fut sous domination japonaise de 1895 à 1945, il existe plusieurs lignes à l'écartement de 1 067 mm. La ligne à grande vitesseTHSR a cependant été construite elle aussi à écartement normal.
Les chemins de fer du Sud-Est asiatique, dont le Viêt Nam, le Cambodge, le Laos, la Thaïlande, la Birmanie, et la Malaisie, sont principalement à l'écartement métrique. Le réseau de l'Indonésie a un écartement de 3 pieds 6 pouces (1 067 mm).
Le projet de réseau régional ASEAN, destiné à relier Singapour, à la pointe sud de la péninsule malaise, au réseau chinois à voie normale, via la Malaisie, la Thaïlande, le Laos et le Viêt Nam, devrait être à voie normale, ou à double écartement (voie métrique / voie normale).
L'Inde, le Pakistan, le Bangladesh et Sri Lanka, anciennes colonies britanniques, ont hérité au moment de leur indépendance d'une grande variété d'écartements, parmi lesquels l'écartement large de 1 676 mm prédominait. Les chemins de fer indiens ont adopté un projet d'uniformisation, qui vise à convertir systématiquement à la norme de 1 676 mm la plupart des voies à écartement inférieur (généralement 600).
Au Bangladesh cohabitent 2 types d'écartement (voie métrique et voie large à 1 676 mm) et certaines voies sont à double écartement afin de pouvoir faire passer les deux types de train, notamment sur la ligne reliant l'Est et l'Ouest du pays et traversant le Brahmapoutre.
L'Afghanistan est dans une situation particulière : situé à un carrefour de l'Asie, ce pays montagneux n'a pas eu de réseau ferré propre jusqu'au xxie siècle. Les pays voisins utilisent trois écartements différents : l'Iran, à l'ouest, comme la Chine, à l'est sont à l'écartement normal ; au sud, le Pakistan utilise l'écartement large de 1 676 mm ; au nord, les républiques d'Asie centrale (Turkménistan, Ouzbékistan et Tadjikistan) sont à l'écartement russe de 1 520 mm. Depuis 2005, le programme de construction du réseau prévoit que les lignes construites utilisent l'écartement du pays qu'elle relie[12].
Afrique
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L'Afrique de l'ouest présente un réseau ferroviaire estimé à 10 188 km, essentiellement hérité de l'époque coloniale. L'écartement des rails dans la région varie de 1 000 mm à 1 067 mm et à 1 435 mm.
Océanie
Australie
Le réseau ferré australien est partagé en trois écartements différents du seul fait de décisions politiques. Au XIXe siècle, les trois États principaux à l'époque de l'Australie adoptèrent comme norme unique l'écartement standard de 4 pieds 8 pouces et demi (1 435 mm). Mais après 30 ans, il fut décidé une conversion générale à l'écartement large de 5 pieds 3 pouces, puis la Nouvelle-Galles du Sud fit marche arrière et revint à l'écartement standard, tandis que l'État de Victoria et l'Australie-Méridionale restèrent à l'écartement large (1 600 mm). Par la suite le Queensland, la Tasmanie, et en partie l'Australie-Occidentale, adoptèrent la voie étroite à écartement de 3 pieds 6 pouces (1 067 mm), pour faire des économies d’investissement.
Nouvelle-Zélande
En Nouvelle-Zélande, l'ensemble du réseau ferroviaire est à l'écartement de 3 pieds 6 pouces (1 067 mm) sur les deux îles du pays[13].
Avantages et inconvénients
Il y a un intérêt à uniformiser les largeurs de voies, ce qui évite les ruptures de charge.
La voie étroite est moins chère à construire, car elle permet des courbes plus serrées et moins de terrassement. En France au XIXe siècle, alors qu'on estimait à 175 000 Francs-or le coût d'un kilomètre de voie ferrée à voie normale, en voie métrique il ne coûtait que 80 000 francs-or et 60 000 francs-or en voie étroite[14].
Au temps de la vapeur, la largeur de voie posait des problèmes de conception des locomotives : il fallait faire passer le foyer de la locomotive entre les roues. En voie étroite, il fallait soit réduire le diamètre des roues (ce qui limitait la vitesse), soit la taille de la chaudière (et donc la puissance de la machine)[15].
La voie normale permet des vitesses commerciales plus élevées[16].
Notes et références
↑Antoine Beyer, « Le contact des réseaux ferrés à écartement russe et européen. Héritage embarrassant ou futur trait d'union continental ? », Strates. Matériaux pour la recherche en sciences sociales, no 15, , p. 153–170 (ISSN0768-8067, lire en ligne, consulté le )
↑http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:32011D0275:FR:HTML Décision de la Commission du 26 avril 2011 concernant une spécification technique d'interopérabilité relative au sous-système « infrastructure » du système ferroviaire transeuropéen conventionnel [notifiée sous le numéro C(2011) 2741] journal officiel no l 126 du p. 0053 - 0120
↑Conseil général de la Guadeloupe- porteur de projet de la rénovation en 2000
↑Annuaire spécial des chemins de fer belges - Chemin de fer d’Anvers a Gand - Notice technique. Voie., (lire en ligne), p. 216
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