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ETUDE DES PERFORMANCES
DE LA LIGNE FERROVIAIRE
NANCY-EPINAL-BELFORT
Pistes d’amélioration
François BORNET
Camille CHOLLET Mai 2008
Joffrey HECTOR
Adélaïde MARON
Thomas MAURICE
Marion PIERROT
Paul REVERSEAU ETUDE DES PERFORMANCES DE LA LIGNE FERROVIAIRE NANCY-EPINAL-BELFORT
Pistes d’amélioration
AVANT PROPOS
Nous tenons à remercier le Conseil Économique et Social de Lorraine, et notamment M . Patrice
SANGLIER, Vice-Président chargé de la Commission Mob il«ité – Transport durabl e», et Mme Sandrin e
BOZZETTI qui nous ont fait confiance pour mener ce projet dans le cadre de nos étu des. Nous les
remercions également pour leur aide et leur disponibilité.
Nous souhaitons aussi remercier M. Loïc PERDU ,Responsable de la gestion du réseau ferrovi aire
à l’agence RFF de Strasbourg, qui a donné beaucoup de son temps pour rendre ce projet possible et qui
nous a permis de totalement nous imprégner du sujet par sa présentation claire et précise des enjeux
liés à la ligne ferroviaire étudiée.
Nous remercions également M. Fabrice DENIAU, chargé de mission à la Direction de la Mobilité
et de Élc'onomie des Transports au Conseil Régional de Lorraine, qui a accepté de nous r encontrés et
nous a éclairés quant au rôle des acteurs du transport régional en France, et plus partic ulièrement en
Lorraine.
Nous remercions aussi les différents contacts que nous avons eus et qui ont accepté de nous
aider à la réalisation de cette étude.
Enfin, nous remercions M. Frédéric KOEUT, notre ...

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ETUDE DES PERFORMANCESDE LA LIGNE FERROVIAIRENANCY-EPINAL-BELFORTPistes d’améliorationFrançois BORNETCamille CHOLLETJoffrey HECTORAdélaïde MARONThomas MAURICEMarion PIERROTPaul REVERSEAUMai 2008
ETUDE DES PERFORMANCES DE LA LIGNE FERROVIAIRE NANCY-EPINAL-BELFORT Pistes d’améliorationAVANT PROPOSNous tenons à remercier le Conseil Économique et Social de Lorraine, et notamment M. Patrice SANGLIER, Vice-Président chargé de la Commission « Mobilité – Transport durable », et Mme Sandrine BOZZETTI qui nous ont fait confiance pour mener ce projet dans le cadre de nos études. Nous les remercions également pour leur aide et leur disponibilité.Nous souhaitons aussi remercier M. Loïc PERDU, Responsable de la gestion du réseau ferroviaire à l’agence RFF de Strasbourg, qui a donné beaucoup de son temps pour rendre ce projet possible et qui nous a permis de totalement nous imprégner du sujet par sa présentation claire et précise des enjeux liés à la ligne ferroviaire étudiée.Nous remercions également M. Fabrice DENIAU, chargé de mission à la Direction de la Mobilité et de l'Économie des Transports au Conseil Régional de Lorraine, qui a accepté de nous rencontrés et nous a éclairés quant au rôle des acteurs du transport régional en France, et plus particulièrement en Lorraine.Nous remercions aussi les différents contacts que nous avons eus et qui ont accepté de nous aider à la réalisation de cette étude.Enfin, nous remercions M. Frédéric KOEUT, notre professeur, qui nous a encadrés tout au long de l'année et a permis que le partenariat avec le CES de Lorraine puisse de nouveau avoir lieu.Ce projet d'envergure, à la croisée des chemins entre aménagement du territoire, politique des transports et génie civil, nous a permis d'être en contact avec les acteurs du développement régional en matière de transport ferroviaire. Ceci a été profitable pour chacun de nous, tant sur le plan de la gestion de projet que sur celui de la connaissance des différentes institutions et entreprises contactées. Nous avons pu confronter les points de vue et mieux appréhender ce qui fait la difficulté mais aussi l'importance d'une politique d'aménagement du territoire et de son volet dans le domaine du transport ferroviaire.45/2
ETUDE DES PERFORMANCES DE LA LIGNE FERROVIAIRE NANCY-EPINAL-BELFORT Pistes d’améliorationSOMMAIREAVANT PROPOS............................................................................................................................................2SOMMAIRE...................................................................................................................................................3INTRODUCTION............................................................................................................................................4I.Présentation du cadre : Artem .............................................................................................................4II.Présentation du projet.........................................................................................................................4PARTIE 1 : Étude de l'existant.......................................................................................................................5I.Pourquoi s'intéresser à la ligne Nancy-Épinal-Belfort ?.........................................................................5II.État actuel de la ligne Nancy-Épinal-Belfort.......................................................................................10III.Trafic voyageur..................................................................................................................................19PARTIE 2 : Hypothèses d’amélioration.......................................................................................................24I.Enjeux communs à toutes les hypothèses...........................................................................................24II.Hypothèse d'une ligne à vocation nationale......................................................................................26III.Hypothèse d'une ligne à vocation régionale.....................................................................................30CONCLUSION..............................................................................................................................................35ANNEXE 1 : Le train pendulaire..................................................................................................................36I.Le principe du train pendulaire...........................................................................................................36II.Modèle économique..........................................................................................................................37III.Train pendulaire et aménagement du territoire, de nouvelles opportunités....................................38IV.Les freins possibles au développement du train pendulaire.............................................................40ANNEXE 2 : La signalisation ferroviaire......................................................................................................42ANNEXE 3 : Bilan Carbone..........................................................................................................................43ANNEXE 4 : Méthodologie utilisée pour le calcul des coûts.......................................................................51CONTACTS..................................................................................................................................................52BIBLIOGRAPHIE..........................................................................................................................................535/34
ETUDE DES PERFORMANCES DE LA LIGNE FERROVIAIRE NANCY-EPINAL-BELFORT Pistes d’améliorationINTRODUCTIONI.Présentation du cadre : Artem Depuis 1999, l'École Nationale Supérieure des Mines de Nancy, l'ICN Business School et l'École Nationale Supérieure d'Art de Nancy se sont regroupées pour former l'association Artem. Cette alliance de l'Art, de la Technologie et du Management permet de dépasser les frontières traditionnelles et de s'orienter vers une innovation par projets.Ainsi, tous les vendredis, les étudiants des trois écoles participent à des ateliers transversaux qui nécessitent les compétences de chacune des trois écoles. L'atelier « Ingénierie Territoriale et Innovation Sociale » a pour objectif de familiariser les élèves avec la gestion de projet dans le cadre de l’aménagement du territoire et de l'urbanisme, à travers des conférences sur des aspects socio-économiques, juridiques ou environnementaux, ou encore sur des projets en cours en Lorraine ou dans l'agglomération nancéenne. Interviennent des professionnels du secteur issus de collectivités locales, d'agences d'urbanisme, de cabinets de consultants ou d'entreprises amenées à répondre aux marchés publics.II.Présentation du projetProposée par le Conseil Économique et Social de Lorraine et inscrite au Contrat Plan État-Région (CPER) 2007-2013, la présente étude s'inscrit totalement dans le cadre de l'atelier « Ingénierie Territoriale et Innovation Sociale ». Cinq étudiants de l'École des Mines et deux de l'ICN ont choisi de mener l'étude.Le projet est issu d'une plus vaste étude sur l'ouverture de la Lorraine vers le Sud, ouverture nécessaire pour l'attractivité et le désenclavement de la région. Il se concentre sur l'opportunité de développer la ligne ferroviaire Nancy-Épinal-Belfort, en lien avec l'aménagement prochain de la ligne Belfort-Delle permettant une liaison vers la Suisse, et l'ouverture à l'horizon 2011 de la branche Est entre Dijon et Mulhouse de la Ligne à Grande Vitesse (LGV) Rhin-Rhône.L'étude menée est présentée dans le document qui suit. Elle s'organise en une présentation de l'état actuel de la ligne Nancy-Épinal-Belfort, de son intérêt et de la nécessité d'améliorer l'offre actuelle, puis en une présentation de chacune des pistes d'amélioration envisageables.NB : Une estimation des coûts de réfection a été tentée, mais elle souffre d'un manque de données techniques entraînant une surévaluation des coûts. Cependant, les hypothèses étant les mêmes pour chacun des scénarii, on pourra aisément les comparer (voir la méthodologie en annexe 4)45/4
ETUDE DES PERFORMANCES DE LA LIGNE FERROVIAIRE NANCY-EPINAL-BELFORT Pistes d’améliorationPARTIE 1 : Étude de l'existantI.Pourquoi s'intéresser à la ligne Nancy-Épinal-Belfort ?A.Un réseau ferré bien maillé au Nord de la LorraineLa Lorraine diffère des autres régions de France au niveau ferroviaire par ses inégalités de dessertes entre le Nord et le Sud de la région. En effet, le réseau est bien maillé au Nord (figure 1), ce qui permet un délestage des lignes principales, notamment le sillon mosellan Nancy-Metz-Thionville, sur les lignes secondaires en cas d'accident ou de maintenance, que ce soit pour le réseau fret ou voyageur. Les deux peuvent donc y circuler sans dérangement particulier.Figure 1 : Réseau ferré du Nord de la Lorraine, avec en rouge le sillon mosellan45/5
ETUDE DES PERFORMANCES DE LA LIGNE FERROVIAIRE NANCY-EPINAL-BELFORT Pistes d’améliorationB.Deux axes ferroviaires au Sud de la LorraineEn revanche, au Sud (figure 2), il n’existe que deux axes permettant de quitter la région ou d’y entrer, à savoir la ligne Nancy-Toul-Dijon et la ligne dont il est question dans ce dossier, Nancy-Épinal-Belfort. Ce qui suit détaillera en quoi il est intéressant et pertinent de développer la ligne Nancy-Belfort pour les voyageurs plutôt que l’autre ligne, bien qu’elle constitue actuellement l’axe principal pour gagner le Sud.Figure 2 : Réseau ferré du Sud de la Lorraine, avec en orange la ligne Nancy-Toul-Dijon, et en violet la ligne Nancy-Épinal-Belfort45/6
ETUDE DES PERFORMANCES DE LA LIGNE FERROVIAIRE NANCY-EPINAL-BELFORT Pistes d’améliorationC.Nancy-Toul-Dijon, un axe de fret européen majeurAujourd’hui, le seul autre axe venant du Nord de la France et des grands ports du Benelux et rejoignant Dijon puis la vallée du Rhône, sans passer par la Lorraine, est l’axe Lille-Paris-Dijon. Cet axe est bien souvent saturé en raison d’un fort trafic voyageur en Île de France. Sur cet axe, on ne fait donc passer, en ce qui concerne le fret, que les convois très importants. Tous les autres convois de marchandises sont dirigés le long de la frontière belge, pour rejoindre le sillon mosellan, puis la ligne Nancy-Toul-Dijon.Actuellement, relativement peu de trains de voyageurs empruntent cette ligne, ce qui permet au fret d’en utiliser une grande partie des capacités. C'est pourquoi la ligne Nancy-Toul-Dijon fait partie d'un axe de fret européen majeur (figure 3) qui subit peu ou prou la concurrence du transport des voyageurs.Figure 3 : Les principaux couloirs ferroviaires européens pour les marchandisesDévelopper le transport de voyageurs sur la ligne Nancy-Toul-Dijon dégraderait nécessairement la qualité du transport des marchandises sur cette même ligne car les trains de fret, plus lents que ceux de voyageurs, doivent laisser la priorité aux seconds. Ainsi, une augmentation du trafic des trains de voyageurs sur cette ligne entrainerait soit un allongement des temps de parcours du transport par fret, soit une diminution du trafic fret. Dans les deux cas, il conviendrait alors de compenser cela par une 45/7
ETUDE DES PERFORMANCES DE LA LIGNE FERROVIAIRE NANCY-EPINAL-BELFORT Pistes d’améliorationaugmentation des passages par l'Île-de-France, alternative qui semble difficilement réalisable au vu de la densité du trafic des trains de voyageurs dans cette région.En outre, la ligne Nancy-Toul-Dijon est ancienne et comporte un nombre de courbes important, réduisant de beaucoup la vitesse de déplacement des trains de voyageurs. Les investissements pour réduire le nombre de courbes pour passer à une vitesses homogène de 200km/h seraient donc très importants. Une étude plus précise sur cette ligne permettrait de les chiffrer et de les comparer aux investissements envisagés pour la ligne Nancy-Épinal-Belfort.D.Deux projets ferroviaires autour de BelfortEnfin, deux autres arguments en termes d’aménagement du territoire viennent renforcer l'intérêt et la pertinence de l'étude de la ligne Nancy-Épinal-Belfort.D'une part, deux projets ferroviaires (figure 4) impactant la ville de Belfort sont envisagés. En 2011 est prévue entre Dijon et Mulhouse l'ouverture de la branche Est de la Ligne à Grande Vitesse (LGV) Rhin-Rhône. La gare de Méroux située au Sud-Est de Belfort doit devenir la gare TGV de l'aire urbaine de Belfort-Montbéliard-Héricourt-Delle (300 000 habitants). Cette gare a la particularité d'être sur le trajet de l'autre projet ferroviaire prévu au Contrat Plan État-Région 2007-2013, à savoir le prochain réaménagement de la ligne Belfort-Delle, autorisant ainsi de futures correspondances vers la Suisse. La gare de Méroux est le point de croisement des deux projets. Cependant, la gare TER et la future gare TGV auront un dénivelé de 6m l'une par rapport à l'autre.Figure 4 : Les prochaines lignes autour de Belfort, en pointillés le tracé de la branche Est de la LGV Rhin-Rhône, et en vert la ligne Belfort-Delle45/8
ETUDE DES PERFORMANCES DE LA LIGNE FERROVIAIRE NANCY-EPINAL-BELFORT Pistes d’améliorationE.Épinal, pôle urbain intermédiaire entre Nancy et BelfortD'autre part, entre Toul et Dijon, aucune ville majeure n'est à desservir alors qu’entre Nancy et Belfort se trouve Épinal, au cœur des Vosges (figure 5), dont l'aire urbaine dépasse 80 000 habitants. Dans la perspective du désenclavement du Sud de la région Lorraine et du département des Vosges en particulier, l'amélioration de la liaison ferroviaire vers la Franche-Comté prend tout son sens.Figure 5 : Aires urbaines de plus de 50 000 habitants de l'Est de la France45/9
ETUDE DES PERFORMANCES DE LA LIGNE FERROVIAIRE NANCY-EPINAL-BELFORT Pistes d’améliorationII.État actuel de la ligne Nancy-Épinal-BelfortA.InfrastructureLa ligne Nancy-Épinal-Belfort est longue d'un peu plus de 180 km. Comme beaucoup de lignes en France, elle date de la deuxième moitié du XIXè siècle. Réseau Ferré de France en est aujourd'hui propriétaire. C’est la Région Lorraine qui gère le trajet Nancy-Épinal et la Franche-Comté qui gère principalement le trajet Épinal-Belfort. Les charges et les recettes sont partagées entre les deux régions.1.Un tracé qui contourne les VosgesLe tracé de la ligne est présenté sur la carte de la figure 6 et précisé figure 7. La grande difficulté qui a dû être surmontée lors de la construction de la ligne est le passage des Vosges. Le choix a été fait de les contourner par le Sud-Ouest plutôt que de se risquer à les traverser. Cela permet de desservir les deux pôles du Nord-Est de la Haute-Saône, Lure et Luxeuil-les-Bains.Figure 6 : Contournement des Vosges par le Sud-Ouest ; Source : Jean-Louis Mignot (Nancy 2)2.Voies, tunnels et viaducsLa ligne Nancy-Épinal-Belfort compte deux voies de Nancy à Aillevillers, puis une voie unique jusqu’à Lure, et à nouveau une voie double jusqu'à Belfort. En ce qui concerne les ouvrages d'art (ponts exclus), la ligne comporte plusieurs viaducs qui cependant ne limitent que très peu la charge admissible, et des tunnels qui en revanche empêchent l'implantation d'un câble d'alimentation électrique.45/01
ETUDE DES PERFORMANCES DE LA LIGNE FERROVIAIRE NANCY-EPINAL-BELFORT Pistes d’améliorationFigure 7 : Voies simples, voies doubles, tunnels et viaducs45/11