La nouvelle Liaison ferroviaire Lyon-Turin est un projet de ligne de chemin de fer mixte voyageurs/fret à travers les Alpes, entre la France et l'Italie.
Cette liaison est constituée de trois sections :
Dans la partie française, les flux voyageurs et fret devraient à terme être séparés entre Lyon et la Combe de Savoie. En effet, la ligne voyageur doit permettre de relier la LGV Sud-Est (via un raccordement au sud de la Gare de Saint-Exupéry) et les gares du centre de Lyon, non seulement à l'Italie mais aussi à Chambéry et se raccorder aux lignes vers Annecy via Aix les Bains et vers Bourg Saint-Maurice via Albertville. Le gain de temps depuis Paris vers Aix-les-Bains et Chambéry sera de près de 45 minutes et de près d'une heure vers Annecy.
La ligne fret doit elle se connecter au futur contournement fret de Lyon, tout en évitant Chambéry. Le scénario retenu consiste à suivre l'A43 puis à contourner Chambéry par le sud par un tunnel sous le massif de la Chartreuse (deux tubes, environ 23 km chacun), puis rejoindre Saint-Jean de Maurienne via un tunnel sous le massif de Belledonne (deux tubes, environ 20-23 km chacun, selon les variantes). La ligne fret permettra d'éviter que les convois ne longent le lac du Bourget où les risques de pollution sont importants et ne traversent Aix-les-Bains et Chambéry.
Dans un premier temps, on ne construirait qu'un seul tube du tunnel de la Chartreuse.
Cette ligne permettra de libérer des sillons pour les TER dans le bassin de Chambéry entre Albens et Montmélian.
Un tracé alternatif en rive droite de la Dora entrainera un surcoût d'environ un milliard d'euros. Le tunnel de base pourrait être d'environ 57 km et être suivi d'un autre de 11, puis par d'autres plus courts.
La partie transfrontalière de la liaison Lyon-Turin représentera près de 80 km entre Saint-Jean-de-Maurienne en Savoie et la vallée de Suse en Piémont.
Un tunnel international de plus de 50 km constituera l'ouvrage majeur de la future ligne entre Saint-Jean-de-Maurienne et la vallée de Suse en Italie. Ce tunnel sera réalisé à la base du massif d'Ambin. Une station souterraine de service et de secours est prévue quasiment à mi-parcours du tunnel international, à l'est de Modane. Dans le cadre de la concertation qui s'est déroulée en Italie depuis 2006 et de l'instruction en cours du Projet préliminaire, un nouveau tracé devrait être adopté en basse vallée de Suse, au débouché du tunnel international. L'ancien tracé sur la rive gauche de la rivière Dora Maira qui prévoyait la réalisation d'un viaduc à Venaus et du tunnel de Bussoleno a été abandonné.
LTF, filiale commune de Réseau ferré de France et de Rete ferroviaria italiana, est le promoteur de cette section transfrontalière. LTF, par l'accord franco-italien de 2001 sur le Lyon-Turin (devenu depuis traité), est chargé des études d'avant-projet et des travaux de reconnaissance pour cette partie commune franco-italienne. Sur ces bases, les gouvernements pourront déterminer la consistance définitive des ouvrages, leur localisation, l'enveloppe financière prévisionnelle et les modalités de réalisation.
La mise en service de la liaison Lyon-Turin est prévue à l'horizon 2023. Le coût de la partie transfrontalière a été estimé début 2009 à 9 milliards d'euros (valeur en euros constants 2006, financé à 63 % par l'Italie et à 37 % par la France (indépendamment des contributions européennes). La France et l'Italie interviendront cependant au même niveau financier sur l'ensemble de la liaison, de Lyon jusqu'à Turin.