Gabarits et écartements confondus : ne les confondons pas.

La technique dite « des gabarits confondus » a toujours été, heureusement, une curiosité rare, mais qui intrigue toujours. Il est parfois possible, si l’on est très sensible aux techniques ferroviaires, de voir des voies à trois files de rails, ou même à quatre files de rails. Nous ne mentionnons pas les contre-rails des appareils de voie, ni les rails anti-déraillement supplémentaires que l’on trouve souvent sur les ponts. Il s’agit bien de ce que l’on appelle les gabarits et écartement confondus, c’est-à-dire une voie pouvant accepter du matériel roulant de deux écartements différents qui occupent ainsi le même site.

L’écartement est la donnée fondamentale de ce que l’on appelle, au sens initial et fort du terme, le « chemin de fer », c’est-à-dire un ensemble formé de rails reposant sur des traverses. L’écartement, précis au millimètre près, fait que l’ensemble fonctionne mécaniquement, et chaque écartement impose, par la force des choses, les normes de roulement des roues comme la distance les séparant sur l’axe, la largeur de leur table de roulement, la hauteur et la forme de leur boudin de guidage, l’angle de la conicité de la table de roulement des roues, etc.

Choisir un écartement, c’est choisir un type de chemin de fer, et il sera immuable pour des décennies. Depuis bientôt deux siècles, l’écartement de la voie normale est de 1435 mm, correspondant aux 4 pieds 8 pouces et demi, choisi par Georges Stephenson vers 1820, pense-t-on, en prenant pour référence une charrette et la nécessaire présence des deux chevaux devant la tirer… Quid des charrettes à un seul cheval, ou trois chevaux ? La légende ne sait qu’en dire…. et laissons-la.

En réalité, il existait déjà un choix d’écartements en pieds entiers utilisés, depuis des siècles, par les réseaux des galeries de mines ou des cours d’usine, et Stephenson voulait, pour le réseau des mines anglaises de Killingworth, un écartement le plus grand possible pour loger les cylindres du plus grand diamètre possible entre les longerons des locomotives. Mais les installations et les bâtiments de la mine ne pouvaient offrir assez d’espace pour l’écartement de 5 pieds, et celui de 4 pieds laissant trop d’espace non utilisé, Stephenson choisit une cote moyenne, soit 4 pieds et demie, ou, disons exactement, 4 pieds et 8 pouces, auxquels il ajoute un jeu d’un demi pouce pour l’inscription en courbe, ce qui donne bien le 4 pieds 8 pouces et demi.

Faisant comme Stephenson et choisissant d’adapter les normes aux circonstances et aux cahiers des charges locaux, beaucoup de pays choisissent un écartement plus large ou plus étroit que la voie de 4 pieds 8 pouces et demi, sans pour autant prendre un des écartements en pieds entiers proposés, et créent des écartements à leur propre idée, avec leurs propres mesures locales. Ce choix se justifie pour des raisons d’indépendance nationale et par crainte d’une invasion militaire (Irlande, sud des Etats-Unis, etc), soit parce qu’ils prévoyaient large et voulaient un outil de transport plus performant, mieux adapté aux dimensions du pays (Russie, Indes, Brésil, Espagne, etc).

D’autres pays, ou très souvent des régions dans les pays, ont choisi un écartement plus étroit que celui de la voie normale, la voie métrique par exemple, ou la voie de 60 dans les pays du système métrique comme la France ou l’Allemagne, ou encore comme la voie en trois pieds, trois pieds et demi, ou deux pieds, comme dans les pays britanniques et de l’empire britannique où règne une certaine allergie au système métrique chez les ingénieurs. Il s’agit là uniquement de raisons économiques, une voie métrique coûtant environ moitié moins cher, en construction comme en exploitation, que la voie normale. Des raisons techniques peuvent guider ce choix, comme un relief très accidenté avec des courbes à faible rayon, ou un terrain instable ou difficile, ou encore et plus prosaïquement le manque de moyens financiers ou aucun espoir d’un trafic important.

Les gabarits confondus : deux écartements pour le prix d’un.

Il se produit souvent que deux lignes, d’écartements différents, doivent « cohabiter » sur un même site pendant quelques kilomètres, pour des raisons de manque de place comme un site étroit, un site urbain encombré. Dans ce cas, on « confond les gabarits », c’est-à-dire que l’on pose deux voies à la place d’une. Ceci se fait par la pose d’un troisième rail entre les rails de la voie la plus large, à condition que ce rail soit de la même hauteur que celle des deux autres, ou par la pose de deux rails entre les deux rails de la voie la plus large, s’il y a différence de hauteur. Dans le cas du troisième rail, un des rails de la voie la plus large sert aux trains des deux écartements : c’est celui qui se trouve le plus éloigné des deux autres.

Cette pratique constitue une gêne pour l’exploitation puisqu’elle oblige deux réseaux différents à combiner les mouvements de leurs trains respectifs, ce qui crée une contrainte d’exploitation réciproque, et aussi elle réunit le trafic de deux lignes sur une seule, ce qui peut constituer un goulot d’étranglement. En général, d’ailleurs, les deux lignes en gabarits confondus n’ont pas le même type de trafic, le même type de trains, les mêmes vitesses, les mêmes tonnages, et cela crée bien des soucis.

Par exemple, dans les gares de Tournon et aussi de La Voulte, sur la ligne SNCF de Lyon à Nîmes par la rive droite du Rhône, les lignes du grand et magnifique réseau ardéchois en voie métrique prennent leur origines dans ces deux gares avec leurs installations propres. Mais un souterrain et un site encaissé, dans les deux gares, créent la nécessité d’un gabarit confondu et d’un troisième rail sur une faible distance. Les trains du réseau en voie métrique, démarrant de leurs emprises et s’engageant à très faible vitesse sur les voies du grand réseau du P.L.M., viennent perturber l’exploitation d’une grande ligne qui voit passer de fréquents trains roulant à 120 km/h à l’époque, et pesant plusieurs centaines de tonnes. Ce fut aussi le cas avec le célèbre « Mastrou » en gare de Tournon, devenu train touristique, mais pénétrant à 10 km/h sur les voies d’une grande ligne de marchandises de la SNCF, parcourue par d’immenses trains de fret roulant à 140 km/h reliant le nord au sud de l’Europe. Aujourd’hui le « Mastrou » ne pénètre plus dans la gare de Tournon, terminant sa course à St-Jean-de-Muzols, en dehors des emprises SNCF dans le voisinage immédiat de Tournon.

La pratique des gabarits confondus induit aussi une grande complexité au niveau des appareils de voie, car il faut des lames d’aiguille différentes pour chaque écartement, ces lames agissant sur les rails non communs, tandis que les pointes de cœur sont imbriquées pour permettre le passage des roues de la voie métrique aux normes de roulement différents sur le rail de l’écartement normal, et vice-versa.

Le cas, rare, mais marquant, du changement d’écartement pour un même réseau.

Il s’est rarement produit, dans l’histoire des chemins de fer, qu’un même réseau décide de changer l’écartement de ses voies, mais cela s’est produit au moins dans deux cas bien connus, aux États-Unis et au Royaume-Uni.

Le changement des écartements des divers réseaux des États-Unis du sud après la guerre de Sécession est la conséquence de la victoire du Nord et l’arrivée de ses normes industrielles dans le Sud, ces normes imposant donc aussi l’écartement dit normal. Le sud a payé sa diversité d’écartements par une défaite due à la paralysie des troupes qui ne pouvaient utiliser les chemins de fer à des fins stratégiques et logistiques. Les compagnies du sud bénéficiaient d’une indépendance totale « à l’anglaise » et ne manquent pas de pratiquer plusieurs écartements très divers (1829, 1676, 1448, 1473 mm, etc.) et ceci entraînera la pose d’autant de troisièmes rails et l’instauration d’autant de gabarits confondus qu’il y a de lignes concernées par la reconversion à l’écartement normal.

L’écartement large, en voie de 2130 mm, ou 7 pieds, magnifiquement installé par le Great Western Railway et utilisé entre 1838 et 1892, permettant la pratique de grandes vitesses et de tonnages importants. Mais, lui aussi, il doit céder la place, pour des raisons évidentes de commodité d’exploitation et d’ « interopérabilité » dirait-on aujourd’hui, à l’écartement normal national. Ainsi, on pourra éviter des transbordements et des pertes de temps dans les gares communes avec les réseaux voisins, et permettre la circulation de trains ou de voitures directes entre les villes de l’Ouest anglais et le reste du Royaume-Uni. Et pourtant, ce système en voie large, en 1846, correspond 10% du total britannique, soit un total de 275 miles sur les 2225 du réseau ferré national. Les gares de Gloucester et de Salisbury sont des points de transbordement obligatoires, et les installations à trois files de rails et gabarits confondus s’étalent à perte de vue, créant les complications techniques et d’exploitation que l’on devine.

Cette fâcheuse différence d’écartement par rapport aux réseaux voisins fait que, dès 1846, une commission nationale condamne la voie large, mais le Great Western Railway construit encore des lignes en voie large jusqu’en 1877… Vingt ans plus tard, le 20 mai 1892, le dernier train de voyageurs à voie large quitte la gare londonienne de Paddington, le fameux « Cornishman » de 10h15, et le tout dernier train, toutes catégories confondues, est le train postal de nuit reliant Penzance à Londres arrivant tôt le matin du 21 mai 1892. Le pratique du gabarit confondu aura donc duré plusieurs dizaines d’années sur le Great Western Railway.

Voie étroite ou voie normale ? Pourquoi un tel débat ?

Il est certain, comme l’a démontré la fameuse guerre des écartements au début du XIXe siècle au Royaume-Uni avec le cas du Great Western Railway, que toute extension d’un réseau existant devait se faire naturellement dans le même écartement que ce qui existait déjà. Alors prolonger le réseau d’intérêt général par un réseau d’intérêt local ne pouvait, logiquement, se faire que par des voies de même écartement. Cette règle naturelle s’impose aux ingénieurs et aux « décideurs » des pouvoirs publics aux débuts du régime de 1865 qui, en France, établit les conditions de construction des lignes d’intérêt local.

Une enquête préalable, faite en 1861, démontre qu’il existe dans les pays européens des modes d’exploitation économiques grâce à l’utilisation de l’accotement routier pour y établir des voies en écartement réduit. Le gros avantage de ce système, utilisé dans un certain nombre de pays allemands, est de supprimer le très important poste budgétaire de l’acquisition des terrains, d’une part, et, d’autre part, d’utiliser des routes sans apporter une gêne en ces heureux temps d’avant l’automobile.

La demande de transport est si forte dans la France de la fin du XIXe siècle que, le 11 juin 1880, une nouvelle loi est votée pour hâter la construction des lignes d’intérêt local. Elle ajoute une nouvelle catégorie aux deux précédentes : les tramways.

Ceux-ci ont pour principale différence, par rapport aux lignes d’intérêt local, d’utiliser les bas-côtés des routes départementales qui, justement, appartiennent aux départements – ce qui résout le problème de l’acquisition des terrains ou de leur expropriation.   Cette loi autorise quatre écartements, dont les deux premiers seront très courants, le troisième étant peu pratiqué en France, et un quatrième vraiment exceptionnel : 1 435 mm, 1 000 mm, 750 mm, et 600 mm.  Les deux derniers, ceux de 750 mm et de 600 mm, sont plus particulièrement recommandés pour les « tramways » établis sur les bas-côtés des routes, à une époque où les routes, n’étant pas encore envahies par l’automobile, peuvent accepter ce genre de pratique. Le cahier des charges autorise une largeur des véhicules de  2,50 m en voie métrique et de 1, 60 m en voie de 750 ou de 600 mm.

Pour les voies métriques, on admet une formule dite des « trois 15 » : des locomotives de 15 tonnes, roulant sur des rails de 15 kg par mètre, et assurant une vitesse moyenne de… 15 Km/h !   De 1890 à 1914, on se met à construire ces lignes par milliers de kilomètres, et, peu avant la Première Guerre mondiale, il existe pas moins de 300 compagnies concessionnaires.

Mais, déjà, les difficultés financières s’accumulent et, en réponse à cette situation, en 1913 est votée une loi qui supprime toute participation de l’État (mais pas des départements) aux dépenses d’exploitation de ces lignes… ce qui relève d’une conception du service public qui ne déplairait pas aujourd’hui !   Vers 1924, année de l’apogée du réseau des chemins de fer secondaires en France, tant d’intérêt général que local et dans ces quatre écartements, atteint 22 000 km : le total des lignes projetées aurait dû dépasser 30 000 km, soit autant que le réseau des grandes compagnies toutes réunies.

À partir de la fin des années 1920, l’automobile ajoute ses effets aux désastres de la Première Guerre mondiale, met à mal ce réseau secondaire et le fait disparaître en une trentaine d’années. Les parlementaires de 1913 avaient vu juste : ce n’était pas la peine de prolonger artificiellement la vie d’un mort-vivant.

Multiplier les changements d’écartement, c’est multiplier les pertes de temps et d’argent.

Toutefois, un débat technique et économique s’amorce à partir des années 1870, celui de la gêne, de la perte de temps et d’argent, et de la perte de performances du fait d’un transbordement coûteux des marchandises aux points de contact entre les réseaux à voie étroite et à voie normale.

Des ingénieurs comme Marnot, les ingénieurs des Ponts, et des hommes politiques comme Varroy ou Krantz militent pour l’écartement normal, alors que, en 1870, le directeur des compagnies d’Enghien à Montmorency et d’Achiet à Bapaume, Emile Level, sont des militants pionniers des chemins de fer à voie étroite. Tant pis pour les pertes de temps et d’argent créées par les transbordements. On considère que cette « solution radicale, il est vrai », jusqu’alors peu pratiquée sous le régime de 1865, s’impose du fait « de la situation géographique et financière d’un grand nombre de départements » selon l’historien Georges Ribeill qui note que d’autres ingénieurs centraliens, comme Faliès, Foussé, Chabrier et d’autres ingénieurs civils plaident la cause de la voie étroite que certains ont adoptée sur les réseaux qu’ils exploitent.

Des constructeurs de matériel roulant comme Fairlie au Royaume-Uni ou comme Decauville en France se positionnent sur des « niches » hors marché, et proposent du matériel roulant en voie de 610 mm (deux pieds) ou de 600 mm et la petite ligne du Festiniog au pays de Galles, à voie de 610 mm, démontre son utilité et dégage même des bénéfices considérables pour l’époque.

De grands dirigeants de réseau, comme Albert Sartiaux, du Nord, démontrent, dès 1876, que le quart seulement du réseau ferré français en exploitation rapportant plus de 5,5 % d’intérêt, et que près du tiers du réseau rapporte moins de 2 %, et un dixième seulement ne paie que ses frais d’exploitation. Pour pallier cette « situation très grave et peu encourageante pour les capitalistes » selon les mots mêmes de Sartiaux, « il faut trouver une solution qui proportionne la dépense à la recette » et ce grand dirigeant propose l’adoption du chemin de fer à voie étroite, limitée, bien entendu, aux chemins de fer locaux d’embranchement non destinés à devenir par la suite, des chemins de transit ».

Pour Eugène Bricka, c’est le relief qui détermine l’écartement et qui commande.

En 1889, le directeur du PLM, Paul Noblemaire estime qu’il faut construire des lignes dont les investissements sont proportionnés au trafic, depuis la voie de 60 jusqu’à la voie normale, d’où son fameux slogan, « les petits chemins de fer aux petites compagnies ». Dans son cours professé à l’École des Ponts et Chaussées en 1894, Eugène Bricka (l’inventeur d’un système de notation des enclenchements bien connu) souligne que, plus que le trafic, c’est le relief qui détermine le choix : « L’économie qui résulte de l’emploi de la voie étroite provient surtout de la flexibilité du tracé qu’elle permet d’obtenir ; elle dépend donc des facilités qu’elle donne pour suivre le relief du terrain, et par conséquent des conditions topographiques ; elle est à peu près insignifiante en pays plat, et peut devenir très importante en pays de montagne. »

C’est bien Eugène Bricka qui crée ce principe de justification de la voie métrique ou étroite par l’économie à la construction, principe qui occultera, malheureusement, toutes les difficultés apparaissant à l’exploitation, notamment celles du transbordement, qui finiront par mettre à mort la plupart de ces lignes.

C’est ainsi que l’ingénieur Morandière en viendra, selon Georges Ribeill, à préconiser l’emploi des équipes volantes accompagnant les trains de marchandises pour faire le chargement dans les gares, ou encore des hommes d’équipe se transportant d’une gare à l’autre pour prêter main-forte suivant les besoins ou les jours de marché, ou même « l’utilisation des facteurs de la poste, venant à la gare quelques instants avant le passage du train et distribuant les billets… »

Bien entendu, ces suggestions sont faites à une époque où la main d’œuvre est abondante et bon marché, et a « un bon esprit… ». Les chemins de fer métriques devront, au lendemain de la Première Guerre mondiale, apprendre aussi à se passer des hommes d’équipe, et de diminuer leur personnel au point que, dans les gares, il ne subsistera qu’un chef de gare seul en face d’innombrables tâches, tandis que, dans les gares de transbordement, il n’y aura bientôt plus personne pour assurer cette tâche pénible et lente. La cherté de la main d’œuvre sera, elle aussi, une des causes de la mort du réseau en voie métrique ou étroite.

Le phénomène s’est raréfié.

La pratique des « gabarits confondus » s’est raréfiée avec la mort des petits réseaux à voie métrique ou à voie étroite. Il est à noter qu’il n’a pas, pour autant, disparu, car, aux frontières des grands pays séparant la France de l’Espagne, la Pologne de la Russie, la Russie de la Mongolie, par exemple, on peut encore voir des gares importantes ainsi équipées de voies à trois ou quatre files de rails, desservant parfois de très importantes installations de changement d’essieux ou de transbordement.

On signe, plus particulièrement en Asie, de grands accords internationaux genre « Route de la Soie » en ignorant le fait que l’on s’apprête à raccorder entre eux des pays à écartements différents qui, pour le moment, sont éloignés et isolés les uns des autres. Les uns sont en écartement russe ou indien, les autres en écartement normal UIC. Il y a déjà eu des surprises à la frontière entre l’Iran et le Turkménistan, entre la Mandchourie et la Chine, et il y en aura d’autres entre l’Ouzbékistan et l’Afghanistan, ou l’Ouzbékistan et la Chine, ou entre la Chine et le Pakistan. Il va falloir que tous les diplomates lisent « Trainconsultant ».

Petit album des gabarits confondus de nos temps modernes actuels.