Voie ferrée - Définition et Explications

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Aiguille.
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Voies, en cours de végétalisation et trottoirs
Voies, en cours de végétalisation et trottoirs
Un passage à niveau.
Un passage à niveau.
Réfection d'un passage à niveau, qui aurait pu être longé par un petit écoduc, car et la route, et la voie ferrée restent des facteurs de fragmentation écologique
Réfection d'un passage à niveau, qui aurait pu être longé par un petit écoduc, car et la route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie...), et la voie ferrée restent des facteurs de fragmentation écologique
Voie longeant le bord de l'Estuaire de l'Exe
Voie longeant le bord de l'Estuaire (L'estuaire est la portion de l'embouchure d'un fleuve où l'effet de la mer ou de l'océan dans...) de l'Exe

Une voie ferrée est un chemin de roulement ( En mécanique, le roulement, et plus précisément le roulement sans glissement, est le...) pour les convois ferroviaires, constitué d'une ou plusieurs files de rails dont l'écartement est maintenu par une fixation sur des traverses, reposant sur du ballast ( Le ballast est le lit de gravier qui supporte une voie de chemin de fer. Les ballasts sont des...).
Une voie en impasse se termine par un heurtoir (Dans les chemins de fer, les heurtoirs servent à arrêter d'éventuels véhicules en dérive sur...) (généralement improprement appelé buttoir). Selon les pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue...) et les voies, elles sont publiques ou privées. Leur gestion peut être sous-traitée ou assurée en régie. Des voies spéciales sont consacrées aux trains à grande vitesse (On distingue :) (TGV).

Les changements de voies se font généralement par des aiguilles (ou aiguillages): un train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de...) ne choisit pas sa direction, à de rares exceptions près. Les ponts-tournants sont utilisés pour le garage des locomotives dans des rotondes.

Les voies sont classées en plusieurs grandes catégories, chacune sous-entendant une vitesse maximale et une charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) à l'essieu (Dans un véhicule à roues, un essieu est un arbre placé transversalement sous la caisse et...). On distingue ainsi :

  • les voies principales, affectées à la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles...) des trains,
  • les voies de service, affectées aux manœuvres, qui peuvent être d'anciennes voies principales déclassées,
  • les voies de garage, affectées au stationnement (Le stationnement tout comme l’arrêt d’un véhicule consiste en une immobilisation de...) du matériel roulant.

La distinction entre les voies de service et de garage n'est pas toujours évidente. Ces voies peuvent faire partie de réseaux plus globaux incluant le ferroutage, dans le cadre de la transmodablité des transports (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou...).

La construction, le fonctionnement, l'entretien et la fin de vie (La vie est le nom donné :) des voies ferrées posent des problèmes environnementaux, même s'ils sont reconnus bien moindres que ceux posés par les routes et autoroutes.

Caractéristiques

Les paramètres principaux qui caractérisent une voie ferrée sont :

  • le type de rail (Un rail (ou lisse en québécois) est une barre d’acier profilée. Deux files...) utilisé (poids, longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...), section),
  • le mode de pose des rails sur les traverses,
  • l'écartement des rails (L’écartement des rails est la distance séparant le flanc interne des deux files de rails...), et les tolérances admises,
  • le type et la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) des traverses,
  • le tracé en long (rayons de courbure (Intuitivement, courbe s'oppose à droit : la courbure d'un objet géométrique est une mesure...) et dévers),
  • le tracé en profil (pente ou rampe),
  • le support (ballast ou béton),
  • la charge admise par mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du...) courant.
  • la vitesse des trains (cf. voies TGV)

Il existe plusieurs normes d'écartement des rails :

  • Voie normale : 1435 mm. C'est la norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un...) la plus répandue dans le monde (Le mot monde peut désigner :) (elle fut créée en Angleterre : 4 pieds, 8 1/2 pouces.).
  • Voie de 1067 mm. C'est la norme (sauf pour le Shinkansen) au Japon, en Nouvelle-Zélande (La Nouvelle-Zélande est un pays de l'Océanie, au Sud-Ouest de l'océan Pacifique,...), Queensland (Australie), Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles,...) du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.), Indonésie (L'Indonésie, officiellement la République d'Indonésie (en indonésien Republik...).
  • Voie métrique : 1000 mm. Souvent utilisée dans les chemins de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le...) de montagne (Une montagne est une structure topographique significative en relief positif, située à la...).
  • Voie étroite : Écartement inférieur à 1 m (souvent 600 mm). Utilisé notamment dans les chemins de fer industriels.
  • Voie large :
    • 1520/1524 mm (Russie et les autres pays de la Communauté des États indépendants, Finlande et les Pays baltes),
    • 1600 mm (Irlande, Brésil, Victoria et Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de...) méridionale)
    • 1668 mm (Espagne et Portugal),
    • 1676 mm (Inde, Pakistan, Bangladesh, Sri Lanka (Le Sri Lanka (nom officiel depuis le 22 mai 1972 : République démocratique...), Argentine, Chili).

Voir l'article écartement des rails pour plus d'information.

Une ligne ferroviaire peut être constituée d'une seule voie : on parle dans ce cas de " voie unique " ou souvent de deux voies : ligne à double voie, plus rarement trois voies ou plus.

Autres paramètres qui caractérisent une ligne ferroviaire, outre le type de voie  :

  • le gabarit,
  • le système de signalisation.

Si c'est une ligne électrifiée, les caractéristiques propres au système d'alimentation électrique :

  • type de caténaire (Une ligne aérienne de traction électrique est appelée:),
  • hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) de la caténaire,
  • type de courant (continu, alternatif, tension (La tension est une force d'extension.), fréquence).

Ces caractéristiques détermineront notamment la vitesse limite autorisée sur la ligne et le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...) remorquable, fonction également des caractéristiques du matériel roulant.

L'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) de ces paramètres doivent être pris en compte pour assurer l'interopérabilité (L’ interopérabilité est la capacité que possède un produit ou un...) des réseaux ferroviaires.

Il faut noter, pour ce qui concerne le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) ferré français, des différences notables avec les réseaux voisins, outre la diversité des systèmes de signalisation :

  • avec la péninsule Ibérique, différence d'écartement des rails,
  • avec la Grande-Bretagne (La Grande-Bretagne (en anglais Great Britain) est une île bordant la côte nord-ouest de...), différence de gabarit,
  • avec l'Allemagne, différence de courant de traction (15000 V 16 2/3 Hz en Allemagne, 25000 V 50 Hz ou continu 1500 V en France)
  • avec la Belgique, différence de courant de traction (3000 V = en Belgique et 25000 V ~ 50Hz sur les LGV et quelques lignes.)

les voies ferrées privées reliant des usines ou sites industriels (miniers, carbochimie, pétrochimie (La pétrochimie est la science qui s'intéresse à l'utilisation des composés...), etc) était parfois appelées cavaliers.

Entretien

Le gestionnaire de la voie doit veiller à ce que la végétation (La végétation est l'ensemble des plantes (la flore) sauvages ou cultivées qui...) ne l'endommage pas, que les feuilles mortes ne s'accumulent pas sur les rails (car elles interdisent une bonne accroche de la roue (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe...) sur le rail, nuisant à l'accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique,...) comme au freinage). Très localement, pour ne pas polluer les nappes (autour des zones de Vittel ou Evian en France par exemple), des voies peuvent être désherbées thermiquement, au lieu d'avec des épangages de pesticides désherbants. Une gestion adaptée et plus respectueuse de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) permettrait de conférer aux abords de la voie ferrée un rôle plus important de corridor biologique. C'est le long des voies que des animaux tels qu'hérissons ou écureuil peuvent encore entrer en ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour...). Les voies qui traversent des canaux ou des autoroutes sont parfois empruntées (de nuit en général) par des grands mammifères tels que sangliers ou chevreuils.

Environnement

Le rail est reconnu comme l'un des modes de transports les plus intéressants en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) de développement durable (Le développement durable (traduction de Sustainable development) est une nouvelle conception...) et de sécurité. Il pose néanmoins certains problèmes d'environnement que sont par exemple :

  • le bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son....) et les vibrations
  • le désherbage chimique des voies
  • la gestion de sites anciennement pollués par la créosote (La créosote est le nom donné à plusieurs sortes d'huiles extraites de goudrons de...), des désherbants, des hydrocarbures, ou des séquelles de guerre.
  • une contribution à la fragmentation écologique des écosystèmes et des [Dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...) des population|populations]] animales et donc végétales (car nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de propagules végétales doivent être transportées, voire partiellement digérées par des animaux pour assurer la dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un...), le mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...) et l’évolution des individus et des gènes au sein de l’espèce et dans le territoire). Cette contribution est mineure dans le cas des trains classiques (et bien moindre que pour les routes), mais elle est majeure pour les TGV (Le TGV est une rame automotrice électrique d'origine française apte à circuler à des vitesses...), car :
- si leur double clôture (Une clôture désigne tout obstacle naturel ou fait de la main de l'homme (barrière) et suivant...) protège les trains des collisions avec les grands mammifères, elles constituent aussi une barrière étanche à la circulation de nombreux animaux.
- le micro-climat qui s'établit sur les ballast non végétalisé (pas d'évapotranspiration), et très drainants s'oppose aussi à leur traversée par nombre d'espèces.
- L’effet de souffle et de brutale surpression/dépression au passage des trains à plus de 200 km/h peut choquer ou blesser mortellement de nombreuses espèces, même à 1 m ou plus de la voie.

Les mesures conservatoires et compensatoires étant coûteuse, elles n'ont souvent pas été prévues ou mises en place sur les premières voies TGV. Et elles restent très rares sur les voies récentes, qui par ailleurs, comme les voies routières peuvent induire des remembrements aux conséquences encore plus négatives sur l'Environnement. Pour fortement réduire la fragmenation par les voies TGV, il faudrait des voies beaucoup plus " transparentes " à la circulation de la flore (La flore est l'ensemble des espèces végétales présentes dans un espace...) et de la faune (écoducs plus nombreux et plus larges, et correctement positionnés, avec plus de passages en viaduc (Un viaduc est un ouvrage d'art routier ou ferroviaire qui franchit une vallée, une...) et tunnels). Et lorsque l’occasion s’en présente de nouveaux écoducs devraient être construits là où les écologues le jugeront pertinent sur les voies actuelles (Cf. notice annexée au Schéma de service collectif " Espaces Naturels et Ruraux " / IFEN, suite à la Loi d’orientation et d’aménagement durable du Territoire (La notion de territoire a pris une importance croissante en géographie et notamment en...), qui prévoit ce type de solutions dans les régions particulièrement fragmentée par les infrastructures de transport).

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