Voici maintenant trois ans que la LGV Est-européenne est en service. Une ligne qui collectionne les « premières » techniques en France à différents points : circulations à 320 km/h sur certaines sections, GSM-R, ERTMS au sol (RBC, Eurobalises), attaches Fastclip sur toute la ligne… Toutefois, comme les précédentes lignes nouvelles françaises, la LGV Est-européenne reste pour l’essentiel fidèle à la pose sur ballast. Mais deux sections s’y distinguent. La première, qui comprend deux voies parallèles de 1 800 m et des aiguillages de jonction, est le site d’un essai de voie sur dalle béton « à la française », relativement classique, avec un ferraillage important et une pose sur un socle en grave-ciment. L’autre section, longue de 3 km et située plus loin vers l’est, met quant à elle en œuvre une sous-couche de grave-bitume sous le ballast (voir VR&T n° 496, pages 60 et 61). Cette réalisation signée Colas, spécialiste des travaux routiers, offre comme avantage de permettre aux camions de circuler sur la plateforme de la future voie ferrée sans en détériorer la structure ou en compromettre les performances futures, l’objectif fondamental étant la meilleure durabilité de la voie ferrée, de l’ordre de 75 ans.
Comparés à cet objectif, trois ans ne permettent pas de tirer des conclusions définitives sur la tenue de la plus récente des lignes nouvelles françaises actuellement en service. Toutefois, cette période aura été riche en enseignements. Vu de l’extérieur, les principaux incidents liés à la LGV Est-européenne ont concerné la disponibilité des rames ICE 3 de la DB, dont l’homologation en France avait pris quatre ans, en particulier pour des problèmes de soulèvement de ballast à grande vitesse. Mais à ce phénomène aérodynamique, tant lié au train (et à ses parties les plus basses) qu’à la voie (le ballast n’étant pas stabilisé en surface), s’est ajouté un autre désagrément au cours de l’été 2009. En effet, après un peu plus de deux ans de service, des enregistrements Mauzin sur la voie ont attiré l’attention de l’infrapôle Est-européen SNCF sur une dégradation rapide de la LGV Est-européenne touchant certaines sections, avec un indicateur de qualité de la géométrie de la voie équivalant à celui d’une LGV de 10 ans… Après analyse des défauts, qui ne concernaient toutefois pas les deux sections expérimentales citées plus haut, une série de mesures (ballastage, bourrage, stabilisation) a permis avec succès d’enrayer la dégradation. Maintenant, les TGV circulent à 320 km/h et il n’y a « plus rien à voir ». Encore une preuve de la souplesse permise par la solution ballast, mais cet incident a apporté de l’eau au moulin des partisans de la voie sur béton pour les plus hautes vitesses.
Car la question qui se pose aux promoteurs et concepteurs de lignes à grande vitesse est bien celle-ci : voie sur ballast ou dalle béton ? « C’est au coup par coup », répond Alain Cuccaroni, directeur des opérations LGV Est-européenne : « Les deux ont leurs avantages et leurs inconvénients. » Alors que, selon Inexia, la voie sur dalle présente un intérêt sur une LGV, à condition d’être retenue en amont des projets et lorsque plusieurs facteurs se présentent simultanément : une contrainte en tracé (obstacles, jumelage avec des autoroutes), des reliefs marqués (fortes dénivelées) ou un passage à une gamme de vitesse 350-360 km/h.
D’autres experts soulignent que l’intégration du rail et du radier sur ouvrage d’art présente de nombreux avantages, ne serait-ce qu’en termes de volume nécessaire (pas la peine de remplir partiellement l’ouvrage de ballast) ou de propreté (pas de poussières), comme cela a été vérifié dans le tunnel sous la Manche ou dans le tunnel du Perthus (ligne Perpignan – Figueras). Question sécurité dans les ouvrages d’art, la dalle béton présente d’autres avantages encore : on peut la mettre en forme de « trottoirs » de part et d’autre des rails afin de limiter les conséquences d’un éventuel déraillement et, si l’évacuation des voyageurs s’avère nécessaire, marcher sur une dalle béton reste plus facile que sur une voie ballastée.
Sauf sur les ouvrages d’art, le béton reste plus cher que le ballast, mais cet écart se resserre si l’on considère que ce dernier demande plus de maintenance. Par exemple, sur la LGV Sud-Est, ouverte en 1981-1983, le ballast a été entièrement renouvelé entre 1990 et 2006, puis nécessitera une nouvelle régénération d’ici à 2014. Ceci dit, le ballast se prête mieux à des opérations de maintenance. Offrant une grande souplesse de mise en œuvre, ainsi qu’une cadence de pose et un potentiel de recyclabilité plus élevés, le ballast est également un meilleur absorbeur de bruit que le béton ! De plus, la voie ballastée reste un terrain d’innovations : la transposition de techniques routières par Colas a non seulement donné naissance à la sous-couche de grave-bitume citée plus haut, mais elle a également inspiré la pose du ballast au finisseur (engin habituellement utilisé pour goudronner les routes), plus précise et au moins huit fois plus rapide que la méthode classique. Essayée la première fois pour la pose des voies provisoires de l’opération Train Capitale à Paris en 2003, cette pose au finisseur a été mise en œuvre peu après sur la LGV belge de Liège à la frontière allemande.
De l’autre côté de cette frontière se trouve la patrie des deux principales entreprises spécialistes de la pose de voie sur béton. La principale est Rail.One, dont la méthode Rheda 2000 (traverses bibloc mises en position sur une armature au moyen de rails provisoires avant la coulée du béton) a non seulement conquis le réseau DB pour ses lignes nouvelles, mais aussi la HSL Zuid néerlandaise, les tunnels espagnols, la ligne Taïpeh – Kaohsing à Taïwan (face aux spécialistes japonais) et – last but not least – la longue ligne nouvelle chinoise de Wuhan à Guangzhou, ouverte il y a six mois. L’autre type allemand de voie sur béton est la FFB (Feste Fahrbahn Bögl) de l’entreprise de BTP Max Bögl, qui se présente sous forme de dalles préfabriquées et a été mise en œuvre sur le lot nord de la ligne nouvelle Nuremberg – Ingolstadt (2006).
Outre-Manche, une autre solution est proposée par Balfour Beatty Rail et Corus Rail : pour chaque voie, les deux rails sans patin – quasiment réduits à des champignons de 74 kg/m – sont simplement enchâssés dans deux rainures de la dalle béton par l’intermédiaire d’un coussinet amovible. Ce système ERS (Embedded Rail System) est d’autant plus simple à mettre en œuvre qu’il se passe d’attaches. Et plus de la prévention des déraillements par la forme donnée à la dalle (voir plus haut), ce dispositif limite les conséquences d’une rupture du rail, ce dernier étant maintenu prisonnier du béton. Un argument de poids en Grande-Bretagne, où une rupture de rail, à Hatfield, a été le grand révélateur de la crise qu’y traversait le secteur ferroviaire il y a 10 ans. Le système ERS a été mis en œuvre sur deux sections expérimentales, l’une en Grande-Bretagne, l’autre sur une ligne nouvelle espagnole.
L’apparent « plébiscite » en faveur des solutions allemandes de voies sans ballast pour les lignes à grande vitesse les plus récentes à travers le monde est à relativiser, compte tenu des circonstances. Les matériaux disponibles à proximité des chantiers ainsi que la nature du terrain rencontré et la nécessité d’avoir recours à des ouvrages d’art dans des régions densément peuplées ne sont sans doute pas étrangers au choix de la voie sur béton en Chine. Ce sont en tout cas ces causes qui ont entraîné très tôt le choix de la voie sans ballast pour la HSL Zuid néerlandaise, reposant sur un sol meuble quand elle n’est pas construite sur des ouvrages d’art.
En fait, si les voies ballastées et sur béton ont chacune leurs avantages, c’est au niveau des transitions entre ces deux techniques que se trouve le véritable point faible, les propriétés physiques des deux types de voie n’étant pas les mêmes. Pour gérer de telles transitions, la projection d’un mélange à base de polyuréthanne à prise rapide sur la surface du ballast permet de faire varier progressivement l’élasticité de la voie, offrant en outre une stabilisation du ballast. Cette solution nommée XiTrack a été essayée outre-Manche… mais sur lignes classiques.
En dépit de son aspect moins « poli » que le béton, le ballast reste donc une solution au goût du jour – et même de demain pour les projets français comme la LGV Sud Europe Atlantique. Cependant, le choix du type de voie pourrait être laissé à la discrétion du concessionnaire en ce qui concerne le contournement de Nîmes et de Montpellier. Quant au projet de deuxième ligne à grande vitesse britannique (HS2), conçue d’emblée pour des vitesses supérieures à 300 km/h, le choix du ballast semble évident aux décideurs pour sa capacité à absorber les ondes de pression et les bruits. Comme le rappelle Alain Cuccaroni, « c’est tout de même sur une voie ballastée que le record des 574,8 km/h a été battu » !
Patrick LAVAL
