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).

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 4 pieds 8 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.

Les différents écartements utilisés

Plus d'une trentaine d'écartements ont été utilisés à travers le monde, de 305 mm ((en) article anglais du Ruislip Lido Railway, au nord de Londres) à 9 m (en Russie, destiné au transport de bateaux)^[1].

En modélisme ferroviaire, l'écartement des rails varie de 3 à 700 mm.

Voie large

3 000 mm

• Allemagne (Seconde Guerre mondiale), proposition d'un réseau européen à écartement large par le Troisième Reich

2 140 mm

• Great Western Railway, Angleterre (réseau converti entre 1854 et 1892 en voie normale)

1 945 mm

• Pays-Bas (1839 - 1864)

1 829 mm

• 6 pieds, proposition de Tunnel sous le détroit de Béring (Yakutsk - Fort Nelson).

1 750 mm

• Cet écartement atypique fut retenu à l'origine par le système Arnoux pour la ligne de Paris (embarcadère de la Barrière d'Enfer, actuelle station Denfert-Rochereau) à Sceaux avec prolongement de Bourg-la-Reine à Limours via Saint-Rémy-lès-Chevreuse. Cette ligne, dite ligne de Sceaux, fut convertie à la voie normale en 1891.

1 676 mm

• Argentine, Chili
• Bangladesh, Inde, Pakistan, Sri Lanka
• États-Unis (BART)
• proposition de Afghanistan, Canada, et États-Unis

1 668 mm

• L'Espagne (initialement à 1674 mm) et le Portugal (initialement à 1664 mm) ont converti leurs réseaux à 1668 mm dans un souci de compatibilité.

1 600 mm

• Australie
• Brésil
• Irlande et Irlande du Nord

1 524 mm

• Finlande
• Panama (En 2000, conversion en écartement normal)

1 520 mm

• Arménie, Azerbaïdjan, Biélorussie, Estonie, Géorgie, Kazakhstan, Kirghizistan, Lettonie, Lituanie, Moldavie, Mongolie, Ouzbékistan, Russie, Tadjikistan, Turkménistan, Ukraine ;
• , Pologne (ligne LHS, 395 km), Slovaquie (88 km).

1 495 mm

• Canada : réseau métro et tramway de la Toronto

Voie normale (écartement standard UIC de 1 435 mm)

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, Allemagne, Belgique, États-Unis, France...). L'Union internationale des chemins de fer promulguera cet écartement comme étant celui de référence par rapports aux voies larges et aux voies étroites.

« L’écartement nominal de voie standard européen est de 1435 mm »^[2].

• Albanie, Algérie, Allemagne, Arabie saoudite, Argentine, Australie, Autriche, Belgique, Bosnie-Herzégovine, Brésil, Bulgarie, Canada, Chine, Colombie (ligne charbonnière), Corée, Croatie, Danemark, Égypte, États-Unis, France, Gabon, Grèce, Hongrie, Iran, Irak, Israël, Italie, Japon (réseaux urbains Tokyo Métro Ginza, Tokyo Métro Marunouchi, Toei Asakusa et Toei Ōedo), Liban, Liberia (ligne de Nimba en reconstruction), Luxembourg, Libye (en construction), Malaisie (ligne de l'aéroport) Macédoine, Maroc, Mauritanie, Mexique, Monténégro, Nigeria (ligne de marchandises), Norvège, Panama, Paraguay, Pays-Bas, Pérou, Pologne, Roumanie, Royaume-Uni, Serbie, Slovaquie, Slovénie, Suède, Suisse, Syrie, République tchèque, Tunisie, Turquie, Uruguay, Venezuela, Viêt Nam
• Lignes à grande vitesse : Espagne (AVE), Japon (Shinkansen), Taïwan
• Afrique du Sud (Gautrain)
• proposition de ASEAN, Afrique, et Islande

1 372 mm

• Japon sur le réseau Keio Line, le métro Toei Shinjuku et les lignes de tramway à Tokyo et Hakodate.

1 200 mm

• Suisse sur une portion de 1,9 km.: Rheineck-Walzenhausen

Voie métrique

1 067 mm

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.

• Afrique du Sud, Angola, Botswana, République démocratique du Congo, Malawi, Mozambique, Namibie, Nigeria, Sierra Leone, Tanzanie (Chemin de fer Tanzanie-Zambie), Zambie, Zimbabwe
• Costa Rica, Équateur, Honduras
• Indonésie
• Japon (sur tout le réseau, sauf Shinkansen et quelques lignes privées)
• Russie : île de Sakhaline (réseau construit par le Japon)
• Australie (Queensland, Tasmanie, Australie-Occidentale) et Nouvelle-Zélande
• Canada : Nouveau-Brunswick jusqu'aux années 1880, Terre-Neuve jusqu'à septembre 1988 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.
• États-Unis : Cable Cars de San Francisco

1 055 mm

• Algérie

1 050 mm

• Chemin de fer du Hedjaz (Jordanie et Liban)

1 000 mm

• Argentine, Bolivie, Brésil, Chili
• Cameroun, Chemin de fer djibouto-éthiopien, Kenya, Ouganda, Chemin de fer du Dakar-Niger, Tanzanie (sauf TAZARA), Tunisie (lignes du sud)
• Birmanie, Malaisie, Thaïlande, Viêt Nam
• Réseaux secondaires en Europe (Allemagne, Espagne, France (Corse, Blanc-Argent), Grèce (Péloponnèse), Portugal, Suisse…) et nombreux réseaux de tramway
• Quelques lignes en Italie, pays où est beaucoup plus utilisé le 950 mm.

950 mm

• Quelques lignes en Italie et ses anciennes colonies

914 mm

• Canada, White Pass and Yukon Route^[3]
• Colombie
• Espagne (train de Palma de Majorca à Soller + tram de Soller au Port de Soller)
• États-Unis (dans l'État de Colorado) Cumbres and Toltec Scenic Railroad
• Guatemala
• Pérou
• Nauru

Voie industrielle, appelée aussi voie étroite

900 mm

• Mines dans l'Est de la France
• Tramways de Linz et de Lisbonne

891 mm

• Quelques lignes en Suède

800 mm

• En Suisse, une cinquantaine de kilomètres équipée de la crémaillère est exploitée par six compagnies: Brienz Rothorn Bahn (BRB), chemin de fer Monte Generoso (MG), chemin de fer Montreux-Glion-Rochers de Naye (MGN), Pilatusbahn (PB), Schynige Platte-Bahn (SPB), Wengernalpbahn (WAB).

760 mm

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.

• Sont encore en fonctionnement : en Autriche (Gurktalbahn et Zillertalbahn), en Slovaquie (Ligne 122), en Roumanie (Mocăniţă).

750 mm

• La plupart des lignes à voie étroite en Saxe (Allemagne), ainsi qu'en Suisse pour le Waldenburgbahn.

700 mm

• Chemin de fer d'Abreschviller

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 d'Abreschviller est l'un des rares vestiges de cet écartement des rails.

610 mm

• Chemin de fer de Nauru jusqu'en 1920 (converti à 914 mm).

600 mm

• Inde
• Decauville
• Chemins de fer des Uele

580 mm

• Houillères de Messeix
• Quelques réseaux miniers

560 mm

• Mines d'Escaro

500 mm

• France : chemins de fer touristiques : Chemin de fer touristique du Tarn, Petit train d'Artouste, Train touristique des Lavières, Ligne du jardin d’acclimatation.

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.

400 mm

• Écartement horticole et maraîcher

380 mm

• Chemin de fer touristique d'Anse

Les écartements utilisés dans le monde

L'écartement le plus courant selon les pays.

Europe

En Europe, les réseaux sont pour la plupart à voie normale (écartement standard de 1 435 mm), à l'exception de ceux situés sur certains territoires périphériques.

La Russie a opté pour la voie large au XIX^e 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 I^er 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 mmmm, 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 en train d'être étudiés.

L’Irlande et l'Irlande du Nord, sont à l’écartement large de 1 600 mm.

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.

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 Nice - Digne des Chemins de fer de Provence, les CFC (Chemins de fer Corse) la ligne de Cerdagne et la ligne Saint-Gervais - Vallorcine). 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 tacot dans le Morvan répondaient à l'écartement métrique (Chemins de Fer Economiques) de Corbigny à Saulieu.

Amérique du Nord

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 31 mai 1886. La conversion finale vers l’écartement standard se fit par la suite, progressivement au gré des opérations d’entretien.

À Toronto, Canada, 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 de transport de la région. Le BART (Bay Area Rapid Transit) de San Francisco a choisi, quant à lui, un écartement de 5 pieds 6pouces (1 676 mm, soit le même qu'en Inde ou Amérique du Sud).

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 vitesse THSR 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).

L’Afghanistan est dans une situation particulière : situé à un carrefour de l’Asie, ce pays est quasiment vide de chemin de fer. S’il décidait de construire un réseau ferré, le choix de l’écartement serait un vrai casse-tête. Le pays est en effet entouré par quatre « continents » ferroviaires utilisant 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.

Australie

Le réseau ferré australien est partagé en trois écartements différents du seul fait de décisions politiques.

Au XIX^e 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.

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 XIX^e siècle, alors qu'on estime à 175 000 un kilomètre de voie ferrée à voie normale, il ne revient qu'à 80 000 Francs-or en voie métrique et à 60 000 en voie étroite^[4].

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)^[5].

La voie normale permet des vitesses commerciales plus élevées^[6].

Idées fausses

• L'affirmation, selon laquelle la dimension des propulseurs (boosters) de la navette spatiale américaine est directement liée à l'écartement des voies en raison de contraintes sur la voie menant à la base de lancement, n'est qu'une légende urbaine. Certes, ces boosters, fabriqués en Utah par la société Thiokol, sont acheminés par voie ferrée sur quelque 3 800 km jusqu'au Cap Canaveral, en Floride. Cependant, aucun tunnel particulier n'imposerait une contrainte importante à la dimension de ces boosters, comme le démontre le fait que leur diamètre de 3 7 mètres dépasse largement l'écartement des rails de 1 435 m.

• Selon une théorie, à l’époque de la Rome impériale, les chariots et chars de combat étaient forcés de suivre les chemins d’ornières formés dans les voies dallées par le passage des véhicules pour préserver leurs roues. Jules César aurait donc fait imposer cette largeur par la loi de manière à ce que les véhicules puissent traverser les cités romaines sans être gênés par des écartements différents, mesure à l'origine de l'écartement normal de nos voies actuelles. Or, aucune trace historique de cette normalisation n'existe et les Romains ne faisaient pas usage de chars de combat.
  En revanche, il y a bien une certaine uniformisation pratique, tenant à la largeur des personnes et des animaux de traction (souvent associés par paire), qui donne une plage relativement étroite pour la largeur naturelle des véhicules et donc de l'écartement de leurs roues. Les fouilles des villes ensevelies de Pompéi et Herculanum ont mis au jour de profondes ornières creusées dans les dalles, d’une largeur moyenne de 1 448 mm de centre à centre avec un écartement intérieur moyen de 1 372 mm. Les premiers wagons étaient eux aussi tractés par des animaux et leurs constructeurs suivirent les usages des constructeurs de charrettes et chariots.

Notes et références

Annexes

Articles connexes

• Chemin de fer
• Voie ferrée
• Gabarit ferroviaire
• Voie normale
• Voie étroite
• Voie large
• Voie à double écartement
• Transport ferroviaire par pays
• Histoire des chemins de fer par pays

Lien externe

• (en) Site référence écartement des voies liste des écartements utilisés, ou qui ont été utilisés, dans le monde entier (visité le 10/08/2009).

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