Voie large - Définition
Dans le domaine du chemin de fer, la voie large se caractérise par un écartement des rails supérieur à celui de la voie normale (soit 1435 mm).
Origine
C'est en Grande-Bretagne que la voie large est née, à l'initiative de Brunel qui conçut en 1838 le Great Western Railway (GWR) avec une voie de 2140 mm (soit 7 pieds 0 ¼ pouce), écartement qui resta en service jusqu'en 1892.
Par la suite, une décision du Parlement imposa la généralisation de l'écartement standard pour des raisons de compatibilité, cette notion ayant primé celle de rentabilité. Les lignes à voie large furent progressivement converties au double écartement ou à l'écartement standard entre 1864 et 1892.
La voie large dans le monde
De nombreux pays ont des réseaux à voie large :
- L'Irlande (voir Histoire du chemin de fer en Irlande) et certaines régions de l'Australie et du Brésil ont un écartement de 1600 mm (5 pieds 3 pouces).
- La Russie et les États issus de l'ex-URSS utilisent un écartement de 1520 mm (qui était à l'origine de 5 pieds, soit 1524 mm).
- La Finlande continue d'employer l'écartement de 1524 mm (5 pieds) qu'elle a hérité de l'ancien empire russe (les deux normes sont suffisamment proches pour permettre l'interopérabilité des trains entre la Finlande et la Russie).
- Les États Baltes ont reçu de l'Union européenne des financements en vue de convertir leurs réseaux à l'écartement standard de l'UIC.
- Le Portugal et l'Espagne (réseau national géré par l'Adif) utilisent un écartement de 1668 mm (5 pieds 5 pouces et demi). La conversion à l'écartement standard est envisagée.
- En Inde, l'écartement de 1676 mm (5 pieds 6 pouces) est le plus répandu. Cet écartement est aussi employé par le réseau du Bart à San Francisco (Californie).
- À Toronto (Canada), le réseau de métro et tramway TTC utilise un écartement unique de 1495 mm (4 pieds 10 7/8 pouces). Cet écartement particulier fut conçu à l'origine pour permettre la circulation de véhicules hippomobiles à écartement standard dont les roues s'inscrivaient à l'intérieur des rails et celle de tramways roulant sur le sommet des rails.
Alors que la Russie a choisi la voie large pour rendre beaucoup plus difficile une invasion du pays par les voies ferroviaires, la plupart des systèmes à voie large non-standard ont pris le chemin de l'interopérabilité entre réseaux ferroviaires.
Dans le cas du GWR, l'écartement de 2140 mm était censé permettre de réaliser une plus grande vitesse, mais les problèmes de conception des locomotives dans les premières années (ce qui leur faisaient perdre beaucoup de leurs avantages théoriques), et les progrès techniques rapides en matière de voie et de suspension permirent en une ou deux décennies d'approcher les mêmes vitesses avec l'écartement standard
Avec les écartements de 5 pieds 3 pouces (1600 mm) et 5 pieds 6 pouces (1676 mm), la largeur supplémentaire permettait d'installer des cylindres intérieurs plus grands et donc une puissance supérieure, mais ce gain était devenu possible avec l'écartement standard grâce à des cylindres extérieurs et une plus forte pression de vapeur. Dans le cas du Bart, la voie large aurait été choisie pour une meilleure résistance au vent de véhicules relativement légers.
Le problème des ruptures d'écartement
À la jonction de réseau d'écartements différents, comme à la frontière franco-espagnole ou à la frontière sino-russe, la solution traditionnelle a toujours été le transbordement des voyageurs et des marchandises entre véhicules adaptés à chacun des réseaux. Les inconvénients sont multiples : perte de temps et de confort, coûts supplémentaires, risques de dommages pour les marchandises... De nombreuses solutions techniques ont été imaginées pour résoudre ce problème. Parmi celles qui ont été mises en applications, il y a :
- l'emploi de véhicules (wagons ou voitures à voyageurs) à essieux ou bogies interchangeables, ce qui nécessitent l'arrêt des trains sur des chantiers spéciaux et le changement de locomotive ;
- l'emploi de véhicules dotés d'essieux à écartement variable, qui sont conçus pour permettre le déblocage des roues, leur déplacement transversal et leur reblocage sans arrêt, le train défilant à vitesse réduite sur une portion de voie spécialement équipée. La société espagnole Talgo a été un précurseur dans ce domaine.
Ces solutions qui prennent quelques minutes sont nettement plus efficaces que le transbordement.
Dans certains cas particuliers, une autre solution consiste à recourir à une voie à double écartement, comportant selon le cas trois ou quatre files de rails, soit de manière permanente (par exemple dans les gares interfaces entre deux réseaux à écartement différents), soit temporairement lorsqu'un changement d'écartement a été programmé.
Écartements supérieurs
Certaines applications de voies ferrées nécessitent des écartements encore plus larges, notamment :
- les télescopes ;
- le déplacement de fusées sur les pas de tir ;
- le lancement de bateaux dans les chantiers navals.
Ces applications utilisent parfois une double voie à l'écartement usuel du pays pour assurer la stabilité requise et la répartition des charges de masses importantes.
Cas particuliers
- Écartement Ohio - 4 pieds 10 pouces, utilisé dans l'État de l'Ohio (États-Unis) ;
- Écartement Provincial - 5 pieds 6 pouces, utilisé dans l'Ontario (Canada) pour empêcher une éventuelle invasion par des forces venant des États-Unis.