Le paradoxe des sommets, le sommet des paradoxes :

fermeture du tunnel ferroviaire du Mont-Cenis,

  réouverture du tunnel ferroviaire du Somport

“Plaisante justice qu’une rivière borne ! Vérité au deçà des Pyrénées, erreur au delà.”

Blaise Pascal (1623-1662) – Pensées V 294 (édition de Léon Brunschvicg) – 1669

La vérité de Blaise Pascal est-elle au deçà des Pyrénées et donc au-delà des Alpes ? Le sommet des paradoxes est en tout cas dans les deux massifs et il semble bien que cette vérité soit au-delà des Pyrénées et donc au deçà des Alpes. En effet, à l’heure où les Etats français et italiens construisent un tunnel de base pour relier Lyon à Turin et enfin, abandonner l‘exploitation contraignante du tunnel de faîte du Mont-Cenis, nos politiciens locaux œuvrent pour rouvrir le tunnel de faîte du Somport alors qu’il existe déjà un tunnel de base au travers des Pyrénées, le tunnel du Perthus qui relie Perpignan à Figueras.

Résumé de l’article

Cet article analyse le paradoxe de la réouverture du tunnel du Somport à l’heure où tout est fait pour fermer le tunnel du Mont-Cenis. Bien que la ligne de la Maurienne soit moins difficile que la ligne Pau – Canfranc – Saragosse, tous les chargeurs et exploitants s’accordent à la fermer au plus vite en raison des limites appliquées aux circulations fret et les contraintes de sécurité toujours plus exigeantes. La comparaison entre les caractéristiques des deux lignes ferroviaires montre que la ligne Pau – Canfranc – Saragosse cumule des handicaps techniques bien pires qui pèseront sur l’exploitation et rebuteront les chargeurs et exploitants à l’utiliser.

Version initiale du 14 octobre 2021, dernière mise à jour au 8 mars 2022

Historique du tunnel de faîte du Mont-Cenis

Le tunnel ferroviaire du Mont-Cenis a été creusé de 1857 à 1870. Il relie la vallée de la Maurienne à la vallée de Suse et donc Lyon à Turin. Transformé et modifié à plusieurs reprises, il développe une longueur totale de 13,7km à une altitude d’environ 1 200m. Il fut à son inauguration en 1871 le plus long tunnel ferroviaire du monde. C’est en 1882 que ce record fût battu avec l’inauguration du tunnel ferroviaire du Saint-Gothard de 15,0km de longueur. A noter que de très nombreux ouvriers décédèrent lors de la construction de ces deux tunnels dont l’ingénieur en chef Louis Favre qui mourut d’une rupture d’anévrisme dans le tunnel du Saint-Gothard. Ces événements engendrèrent un vrai traumatisme parmi les ingénieurs constructeurs de tunnels, et c’est pourquoi, par la suite, il fut décidé de ne plus faire de tunnels aussi longs tant que les techniques de forage ne se seraient pas améliorées. Ceci est l’une des explications du passage du transpyrénéen par la vallée d’Aspe, la longueur du tunnel du Somport étant limitée, là où d’autres passages par les Pyrénées auraient été moins contraignants en altitude, en déclivité et rayons de courbures, mais à la condition de creuser un plus long tunnel. Par la suite, le tunnel du Mont-Cenis a été électrifié en 1915 puis mis au gabarit GB1 en 2010 afin d’accueillir l’autoroute ferroviaire alpine.

Caractéristiques des lignes de la Maurienne et du Fréjus

Les lignes de la Maurienne, versant français, et du Fréjus, versant italien, sont des lignes à double voie qui relient Culoz à Orbassano par le tunnel du Mont-Cenis. Ces lignes présentent des déclivités maximales de 30‰ et des rayons de courbures de plus de 800m, ce qui fait que la déclivité maximale corrigée est de 34‰. Le dénivelé de la ligne de la Maurienne est de 500m sur 27km, le dénivelé de la ligne du Fréjus est de 800m sur 42km. La ligne de la Maurienne est électrifiée à la tension de 1 500VCC, la ligne du Fréjus ainsi que le tunnel du Mont-Cenis sont électrifiés à la tension de 3 000VCC. Ces lignes accueillent les circulations des TGV entre Paris et Milan, les TER entre Modane et Turin, les trains de fret et les autoroutes ferroviaires alpines entre Aiton et Orbassano ainsi qu’entre Calais et Orbassano.

Limites appliquées aux circulations de fret

Afin de tenir compte de ces caractéristiques techniques, les opérateurs de fret ferroviaire doivent utiliser des locomotives puissantes, souvent doublées en tête de convoi. De plus, pour limiter la résistance des attelages, il est parfois nécessaire d’atteler une locomotive de pousse en synchronisation des locomotives de tête. Avec ces contraintes, les trains de fret sont limités à 600m et à un tonnage brut de 1 600t à la montée sur le versant français, et à 550m et 1 300t à la montée sur le versant italien et ceci avec des vitesses d’exploitation maximales de 80km/h à la montée et de 50km/h à la descente [1]. Les nombreuses plages de travaux nécessaires de par la vétusté de la ligne et du tunnel et par les conséquences liées aux conditions climatiques extrêmes pénalisent également les temps de parcours et les sillons disponibles. Ces différentes contraintes de longueur des trains, tonnages maximaux, vitesse, fiabilité, régularité, plages de travaux, rareté des sillons expliquent l’impatience des opérateurs de fret ferroviaire à trouver des solutions alternatives. Il s’ensuit que les coûts d’exploitation sont 40% plus élevés à ceux d’une ligne de plaine. Ces surcoûts expliquent la baisse constante du trafic de fret passant à son pic maximum de 9Mt en 1997 [3] à un tonnage transporté de 3Mt en 2019 [1], et ceci au bénéfice du transport routier. C’est pourquoi et de plus en plus, seuls les flux captifs qui ne peuvent passer par la voie routière, sont acheminés par ces lignes : automobiles, céréales, sidérurgie, produits chimiques… Le fret ferroviaire est ainsi de moins en moins compétitif et est fortement concurrencé par le transport routier, plus souple et plus économique.

Contraintes de sécurité sur l’exploitation

Ce tunnel du Mont-Cenis est un tunnel monotube dépourvu de système d’évacuation et de système de ventilation qui s’avèrent désormais nécessaires en cas d’incident. Pour des raisons évidentes de sécurité, il ne pourra pas être exploité en l’état très longtemps et une mise en conformité aux normes actuelles n’est sérieusement pas envisageable. Une première contrainte est arrivée en 2016 avec l’interdiction de croisement d’un train de fret avec un train de voyageurs à l’intérieur du tunnel. A terme, il est possible que ne soit autorisé qu’un seul train dans le tunnel à chaque instant pour éviter tout croisement. La capacité en nombre de sillons journalier tombera alors à 42 trains au maximum et le tunnel sera alors à complète saturation [3].

Tunnel de base du Mont-Cenis

C’est pourquoi les opérateurs de fret ferroviaire, les acteurs économiques et les politiciens locaux plaident pour l’achèvement au plus vite du tunnel ferroviaire de base du Mont-Cenis. Grâce à ce tunnel et à tous les aménagements ferroviaires en amont et en aval, tels que la construction d’une ligne nouvelle mixte fret et voyageurs, l’évitement de Chambéry, les différents tunnels au travers des massifs alpins, la capacité de la ligne passera à 344 trains de fret et de voyageurs par jour, ce qui permettra de raccourcir les durées des trajets entre Paris et Milan, Barcelone et Milan, de transférer environ 1 million de poids-lourds de la route vers le rail chaque année, et de rendre le fret ferroviaire compétitif face à la route. Cette nouvelle liaison ferroviaire sera un maillon stratégique au centre du corridor méditerranéen qui reliera les grandes agglomérations de l’est de l’Europe (Budapest, Ljubljana, Venise, Milan) aux grandes agglomérations de la côte méditerranéenne (Marseille, Barcelone, Saragosse, Valence, Séville, Madrid) [2]. Ce sera un véritable changement d’échelle qui profitera à toutes les vallées alpines par le transfert des camions vers le rail et à toutes les liaisons au sud de l’Europe.

Les différences de caractéristiques avec la ligne Pau – Canfranc – Saragosse

Vouloir rouvrir la ligne Pau – Canfranc – Saragosse et le tunnel ferroviaire du Somport apparaît comme un non-sens au regard de ce qui se déroule dans les Alpes. Les infrastructures de la ligne Pau – Canfranc – Saragosse sont pires que celles des lignes de la Maurienne et du Fréjus, et pourtant rien ne rebute nos politiciens locaux à souhaiter rouvrir cette ligne. Le problème n’est pourtant pas nouveau : déjà en 1906, l’ingénieur des Arts et Manufactures Pierre Isidore Juppont (1860-1948) ne disait -il pas en parlant de la ligne de Pau à Canfranc [4] page 209 : “S’il fallait un dernier argument pour prouver que les voies prévues à la convention de 1904 ne permettront pas le grand trafic, nous rappellerions que les rampes d’accès au Mont-Cenis (1857-1875) sont de 30 millimètres par mètre; qu’au Saint-Gothard (1873-1880), elles ont été abaissées à 26, et qu’elles ont été réduites à 7 millimètres au Simplon.”

Les différentes caractéristiques nécessaires pour faire circuler des trains de fret sont précisées dans le tableau suivant. Concernant la ligne Pau – Canfranc – Saragosse, les caractéristiques tiennent compte des travaux prévus en 2025, 2030 et 2040 selon le planning préliminaire fourni par les études de convergence [5] [6] :

Caractéristiques

Lignes de la Maurienne et du Fréjus

Ligne Pau – Canfranc – Saragosse

avant travaux

après travaux [5] [6]

Type de voie

voie double UIC

voie unique UIC et ibérique

voie unique UIC en 2025

Type d’électrification

1 500VCC côté France

3 000VCC côté Italie

sans électrification

25kVCA en 2040

Rayons de courbure minimaux

800m

200m

Profil de voie

déclivités de 30‰, corrigées à 34

déclivités de 43‰, corrigées à 46.5

Longueur maximale des trains de fret

600m France vers Italie

550m Italie vers France

300m

450m en 2030

Tonnage maximal des trains de fret

1 600t France vers Italie

1 300t Italie vers France

700 à 950t (à préciser)

Gabarit

GB1

GA, GB ou GB1 pour les tunnels (à vérifier au cas par cas)

GB en 2025

Charge à l’essieu

22,5t

22,5t de Pau à Oloron et Huesca à Saragosse

20t d’Oloron à Huesca

22,5t en 2025

Ainsi, une fois les travaux achevés sur la ligne Pau – Canfranc – Saragosse, que ce soit après 2025, 2030 ou 2040 selon les études de convergence [5] [6] :

  • la voie sera toujours unique, si bien que l’exploitation sera complexe afin de réaliser les circulations des trains dans les deux sens, les trains seront obligés de stationner sur les voies d’évitement parfois durant de longues minutes, le débit sera faible et la robustesse de la ligne en sera souvent affectée, ce qui pourra être vite jugé comme insatisfaisant par les opérateurs de fret ferroviaire et poserait des problèmes de régularité pour les circulations de voyageurs ;
  • les déclivités corrigées de 46,5‰ nécessiteront systématiquement une ou deux locomotives en tête et une locomotive en pousse pour limiter la résistance aux attelages tout comme actuellement sur les lignes de la Maurienne et du Fréjus ;
  • la longueur des trains de fret sera de 450m, soit moins que la longueur de 600m sur les lignes de la Maurienne et du Fréjus, longueur déjà jugée rédhibitoire par les opérateurs de fret ferroviaire qui souhaitent une longueur standard de 750m ;
  • le tonnage maximal tractable sera de 700 à 950t, soit moins que le tonnage de 1 300t sur les lignes de la Maurienne et du Fréjus, tonnage déjà jugée rédhibitoire par les opérateurs de fret ferroviaire qui souhaitent un tonnage minimal de 1 800t, voire 2 000t ;
  • le gabarit sera au standard GB, ce qui est insuffisant pour l’accueil d’une autoroute ferroviaire avec des camions de hauteur P400 en zone de montagne en raison des tolérances sur le positionnement de la voie, à noter qu’il existe un réel risque que les différents tunnels ne soient pas au gabarit GB1 et donc non aptes à la hauteur P400 une fois que les aménagements liés à la sécurité, à la ventilation et à l’électrification seront réalisés.

Ajoutons à ces caractéristiques, les difficultés supplémentaires suivantes :

  • le nécessaire rebroussement en gare de Pau pour tous les trains de fret souhaitant se diriger vers Hendaye ou Bordeaux ;
  • la nécessité d’une deuxième locomotive sur la rampe de Capvern pour les trains de fret se dirigeant vers Toulouse.

Les opérateurs de fret ferroviaire estiment que les coûts d’exploitation sur les lignes de la Maurienne et du Fréjus sont accentués de 40% par rapport à une ligne de plaine, il est tout à fait concevable de s’attendre certainement à une augmentation de 60%, voire plus, des coûts d’exploitation de la ligne Pau – Canfranc – Saragosse par rapport à une ligne de plaine.

Vers un échec du transport de fret sur la ligne Pau – Canfranc – Saragosse

La ligne Pau – Canfranc – Saragosse cumule de très nombreux handicaps qui pèseront sur son exploitation en fret ferroviaire et amèneront les chargeurs à s’interroger avant de confier des marchandises à des opérateurs de fret ferroviaire utilisant cette ligne. La liste des handicaps est longue et les principaux avec leurs implications sont les suivants :

 

Handicaps

Contraintes

Conséquences

Voie unique

Trains en attente du passage d’un autre en contre-sens

Nombre de sillons limité

Retard des circulations

Perte de robustesse

Voie UIC

Impossibilité de rejoindre le réseau en voie ibérique en Espagne dont la future autoroute ferroviaire Saragosse – Algésiras, difficulté pour rejoindre la plateforme logistique Plaza

Nécessité d’insérer des sillons fret dans les LGV mixtes fret – voyageurs en Espagne

Trains de fret souvent limités à Saragosse

Impossibilité de rejoindre l’autoroute ferroviaire Saragosse – Algésiras

Impact sur les coûts d’exploitation

Rayons de courbure de 200m

Usure prématurée des bogies des wagons longs

Limitation de la vitesse des trains de fret

Maintenance additionnelle

Impact sur les coûts d’exploitation

Nombre de sillons limité

Perte de robustesse

Environnement de montagne

Conditions climatiques extrêmes entraînant un besoin de maintenance conséquent

Importance des plages travaux de jour et de nuit

Nombre de sillons limité

Perte de robustesse

Impact sur les coûts d’exploitation

Ancienneté de la ligne

Ligne initialement non conçue pour une politique de maintenance dédiée et optimisée

Maintenance additionnelle

Perte de robustesse

Impact sur les coûts d’exploitation

Absence d’électrification d’ici 2040

Nécessité de locomotive bi-mode et bi-tension Diesel, 25kVCA, 1 500VCC ou changement de locomotives à Pau, Canfranc ou Huesca

Matériel de traction spécifique et coûteux

Atelier de maintenance dédié

Impact sur les coûts d’exploitation

Absence d’électrification d’ici 2040

Limitation du tonnage transporté en raison de la puissance limitée des locomotives Diesel

Nécessité de fragmenter les convois de 750m en plusieurs convois adaptés à la puissance

Allongement de la durée totale du transport

Impact sur les coûts d’exploitation

Electrification en 25kVCA à partir de 2040

Nécessité de locomotive bi-tension, voire tri-tension 25kVCA, 1 500VCC, 3 000VCC  ou changement de locomotives à Pau ou Saragosse

Matériel de traction spécifique et coûteux

Atelier de maintenance dédié

Impact sur les coûts d’exploitation

Tunnel du Somport mixte routier et ferroviaire

Nécessité d’utilisation de procédures de sécurité ou d’outils spécifiques à définir

Formation des conducteurs à ces procédures et outils

Impact sur les coûts d’exploitation

Signalisation ERTMS

Nécessité d’avoir des locomotives disposant des systèmes ERTMS, KVB pour la France, voire LZB et ASFA pour l’Espagne

Matériel de traction spécifique et coûteux

Impact sur les coûts d’exploitation

Déclivité

Nécessité de locomotives puissantes

Nécessité d’avoir au moins deux locomotives pour chaque convoi

Matériel de traction spécifique et coûteux

Atelier de maintenance dédié

Impact sur les coûts d’exploitation

Longueur des trains

Nécessité de fragmenter les convois de 750m en deux ou trois convois adaptés à la longueur de 300m jusqu’en 2030 puis 450m

Allongement de la durée totale du transport

Impact sur les coûts d’exploitation

Tonnage des trains

Nécessité de fragmenter les convois de 1 800t ou 2 000t en deux ou trois convois adaptés au tonnage

Allongement de la durée totale du transport

Impact sur les coûts d’exploitation

Gabarit GB

Gabarit difficilement compatible en zone de montagne pour la réalisation d’une autoroute ferroviaire P400

Impossibilité de transférer des camions P400 de la route au rail

Gabarit GB1

Gabarit qui pourra exiger des rectifications de certains tunnels par les aménagements liés à la sécurité, à la ventilation et à l’électrification

Impact sur les coûts des travaux

Impact sur les coûts d’exploitation

Rebroussement à Pau

Manœuvres des locomotives en gare de Pau pour les trains en direction d’Hendaye ou de Bordeaux

Allongement de la durée totale du transport

Impact sur les coûts d’exploitation

Rampe de Capvern

Nécessité d’avoir deux locomotives pour franchir la rampe de Capvern pour les trains en direction de Toulouse

Allongement de la durée totale du transport

Impact sur les coûts d’exploitation

 

Nul doute que toutes ces difficultés seront un repoussoir pour tout opérateur de fret ferroviaire. Certains tenteront l’expérience une fois, deux fois, peut-être trois fois mais seront vite rebutés par toutes les contraintes d’exploitation et abandonneront très vite cette ligne Pau – Canfranc – Saragosse.

Conclusion

A l’heure où certains cherchent à s’affranchir d’un tunnel qui devient obsolète et n’apporte plus satisfaction, d’autres veulent remettre en fonction un tunnel et une ligne ferroviaire avec des caractéristiques encore pires. On se doute que l’aventure sera périlleuse : robustesse, investissements en matériel, coûts d’exploitation, maintenance spécifique, allongement des durées de transport… La future ligne Lyon – Turin avec son tunnel de base actuellement en phase de réalisation servira-t-elle de retour d’expérience à nos politiciens locaux ?

Quelques références

[1] : Pourquoi le Lyon – Turin ? Les professionnels du fret ferroviaire prennent la parole – La Transalpine – septembre 2020

[2] : Transalpine Lyon – Turin : plus européenne que jamais – La Transalpine – novembre 2011

[3] : Ligne existante de la Maurienne et Tunnel du Mont-Cenis – SNCF Réseau – septembre 2018

[4] : Les Transpyrénéens et les Conventions du 10 août 1904 – Pierre Isidore Juppont – Mémoires de l’Académie des Sciences, Inscriptions et Belles-Lettres de Toulouse – 10ème série, Tome VI – pp183-223 – 1906

[5] : Superando las conexiones perdidas entre España y Francia: Estudios para la rehabilitación de la sección ferroviaria Transfronteriza Pau-Zaragoza – 7. Estudios preliminares para la modernización y preparación de la futura explotación de la sección Zaragoza – Canfranc – Ministerio de Fomento, ADIF – abril 2019

[6] : Superando las conexiones perdidas entre España y Francia: Estudios para la rehabilitación de la sección ferroviaria Transfronteriza Pau-Zaragoza – Presentación de las hipótesis de convergencia – diciembre 2019