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Histoire des chemins de fer français
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L’histoire deschemins de fer, c'est-à-dire d'un moyen detransport guidé, associant unevoie ferrée et desvéhicules spécifiques tractés par unengin à moteur, commence enGrande-Bretagne à la fin duXVIIIe siècle et au début duXIXe, puis progresse en quelques décennies au fur et à mesure des progrès techniques, pour donner lieu àl'intense développement ferroviaire des années 1840. Le chemin de fer devient alors lemode de transport terrestre dominant pendant près d'unsiècle, avant d'être supplanté, depuis la fin de laSeconde Guerre mondiale, par letransport routierautomobile, et concurrencé par letransport aérien.
L'histoire du transport guidé commence cependant bien plus tôt, avec l'utilisation d'ornières creusées dans lapierre, et en remontant plus loin dans le temps des systèmes utilisant lebois comme chemin sont une des hypothèses envisagées pour expliquer le transport des charges lourdes dans l'Antiquité[1].
C'est l'invention de lalocomotive, favorisée par les développements donnés à lamachine à vapeur dans le courant duXVIIIe siècle, et les progrès rapides réalisés dans ce domaine, ainsi que dans la conception desrails et de la voie, qui permettent en peu de temps de passer de systèmes utilisant des rails en bois, puis enfonte ou enfer, à des voies à rails d'acier, et de la traction humaine ouanimale, à la puissante traction des machines.
Lechemin de fer permet de garantir des déplacements rapides et sûrs, pour les personnes comme pour les marchandises. Tant enEurope qu'auxÉtats-Unis, il contribue ainsi puissamment à larévolution industrielle, à la capitalisation et au développement du secteur financier et du commerce, et au développement urbain qui caractérisent leXIXe siècle, tout en bénéficiant en retour des avancées technologiques du siècle et des moyens d'investissement importants que nécessitent ses coûteusesinfrastructures.
Alors que les transports par voie de terre sont encore largement tributaires de la force animale - les premiersvéhicules terrestres à moteur n'apparaissent qu'à la fin duXIXe siècle - le chemin de fer permet de desservir villes et campagnes grâce à desréseaux maillés et à l'utilisation de différentsécartements, les plus étroits permettant à moindre coût d'atteindre des localités reculées ou d'affronter le relief en zone de montagne.
Le chemin de fer prend ainsi une importance majeure sur le plan économique et social, mais aussimilitaire, en réduisant considérablement la durée desmobilisations et le temps de transport des troupes. Il intéresse ainsi les États, qui exercent tous à des degrés divers une tutelle ou un contrôle sur les réseaux nationaux. Certains États deviennent même,comme la France, constructeurs et exploitants de réseaux, notamment pour pallier les carences du secteur privé.
Les diversaccidents, parfois catastrophiques, que connaît le chemin de fer donnent lieu à la mise en place desystèmes et de protocoles de sécurité qui permettent de faire du rail l'un des plus sûrs moyens de transport.
Parallèlement à ces progrès, l'industrie ferroviaire ne cesse d'améliorer les conditions de vitesse et de confort en particulier pour le transport de voyageurs. Dans l'après-guerre, cette tendance aboutit à la disparition de lalocomotive à vapeur dans tous les réseaux modernes, et au déploiement commercial de latraction électrique, qui permet d'obtenir des vitesses élevées, et qui donne lieu à la création deréseaux à grande vitesse sur lesquels circulent destrains dédiés. Ce phénomène s'est accompagné, dans le courant duXXe siècle, de la concentration desentreprises ferroviaires et de la disparition de la grande majorité des petits réseaux locaux et ruraux, au profit dutransport routier.
Lechemin de fer a été créé pour réduire le travail à fournir lors d'un déplacement de masse. Dans cette perspective, leschemins guidés durant l'Antiquité (roulement sur des plans inclinés en bois parfois garnis de métal chez lesÉgyptiens, routes romaines en pierre — en marbre près de Rome — entaillées de profondes ornières[2],diolkos grecs) sont les précurseurs[3].
La voie charretière ou les réseaux de chemins guidés dans les mines auMoyen Âge sont également des précurseurs[4], qui peuvent être considérés comme l'ancêtre du chemin de fer. Des vestiges de ces rigoles de pierre sont encore visibles de nos jours. Par exemple, on en a retrouvé àPompéi datant de l'an 50 ap.J-C[5]. Un autre exemple en est la route d'Etraz enSuisse[6]. Plus tard ce principe fut employé à nouveau lors du développement des mines decharbon enGrande-Bretagne. Les pierres plates n’étant pas satisfaisantes, on utilisa dubois, puis, pour en réduire l’usure, on plaça dufer dans le fond de la gorge[7]. Cette technique présenta à l'époque le même problème que lestramways d’aujourd’hui, qui utilisent un système similaire : les cales se remplissent de déchets (ce qui est très problématique dans une mine où les déchets sont des pierres). C’est ainsi que l’on créa lerail pour faire face à ce problème à la fin duXVIIIe siècle.
Le fait d’utiliser desrails afin de faire avancer unwagon n’est pas un moyen de transport qui date duXIXe siècle. AuMoyen Âge déjà on utilisait ce type demoyen de transport, dans les mines, comme des rails « tels ceux en bois trouvés à l'Ofenpass en 1993, les plus anciens de Suisse (1441) »[8].
L'usage de voies constituées de rails de bois sur lesquels circulaient deschariots hippomobiles, est attesté enAlsace dans les années 1540[9], puis s'est répandu enEurope[10]. Au début duXVIIIe siècle, on commença à employer le fer pour les roues comme pour les rails, et ces systèmes prirent le nom detramways. Typiquement, les roues étaient guidées dans des ornières revêtues de plaques métalliques. Vers la fin duXVIIIe siècle, un ingénieur anglais,William Jessop, conçut les rails à ornière destinés aux roues à boudin, pour un projet àLoughborough (Leicestershire), en 1789. En 1802, Jessop ouvrit leSurrey Iron Railway dans le sud deLondres, qui utilise des rails en forme de L et la traction hippomobile[11].
James Watt, inventeur et ingénieur en mécanique écossais, apporta en 1769 à lamachine à vapeur les améliorations qui permirent d'en généraliser l'usage et encouragèrent d'autres expériences.
Richard Trevithick, ingénieurcornouaillais, construisit la premièrelocomotive à vapeur en1804. Sa locomotive, qui n'eut pas de nom de baptême, fut utilisée dans l'usine sidérurgique dePen-y-Darren auPays de Galles. Ce fut un échec sur le plan économique, car la machine était trop lourde pour la voie et resta en panne.[réf. nécessaire]
En1805, puis en1808 il construit deux autres locomotives, la seconde portant le nom deM'attrape qui peut !. Celles-ci n'étant pas concluantes non plus, et malgré son génie inventif, Richard Trevithick finit sa vie dans la pauvreté. Son œuvre resta méconnue[12].
En1812 un ingénieur et inventeur américain,Oliver Evans, publia sa vision du développement du chemin de fer à vapeur, avec un réseau de lignes à longue distance desservi par des locomotives rapides, reliant les villes entre elles et réduisant sensiblement les temps de parcours tant pour les voyageurs que pour les marchandises. Evans précisa que des voies parallèles devaient être prévues pour permettre la circulation des trains dans les deux sens.
En1813,George Stephenson persuada le directeur de la houillère dans laquelle il travaillait de le laisser construire une machine à vapeur. Il construisit laBlücher, la première locomotive à roues adhérentes. Les boudins des roues permettaient de faire rouler les trains sur le sommet des rails, et non plus dans des rails creux. Cela simplifia grandement la conception desaiguillages, et ouvrit la voie au chemin de fer moderne.
La compagnie du chemin de ferStockton - Darlington ouvrit sa première ligne le. Stephenson conduisait lui-même sa machine, laLocomotion n° 1 ; le spectacle attira une grande foule de spectateurs.
La locomotive à vapeur fut inventée au tout début de larévolution industrielle et le chemin de fer devint un rouage essentiel de l'industrialisation, qui nécessitait le déplacement rapide des marchandises et de la main-d'œuvre. Au début, il était en concurrence avec le transport fluvial, mais rapidement le chemin de fer s'imposa grâce à la machine à vapeur, à l'amélioration de la voie et à la possibilité de construire des lignes de chemin de fer là où lescanaux étaient impraticables.
Alors que dans toute l'Europe se développaient de nombreuses lignes d'initiative privée, la première ligne publique est inaugurée le 5 mai1835 entreBruxelles etMalines. D'emblée, sous l'influence du ministreCharles Rogier, partisan des idées fouriéristes, pour qui le chemin de fer doit être accessible au peuple, c'est une ligne offrant trois classes (correspondant à trois types de voitures qui, au début, reçoivent des noms inspirés de la terminologie traditionnelle des transports, berlines, diligence et char à bancs[13]). La classe la plus économique permet le déplacement des ouvriers, ce qui sonne l'heure du début des migrations quotidiennes de travailleurs favorisant la poursuite de l'industrialisation. Cette première ligne, suivie bientôt d'extensions, notamment vers l'Allemagne, fut dénommée plus tard "le Rhin de fer", lorsque la voie arriva à Ans, puis à Liège, prélude à la liaison vers le Rhin, car elle permettait de développer les échanges avec l'Allemagne pour remplacer les voies navigables passant par la Hollande devenues inaccessibles ou coûteuses depuis la révolution belge de1830 qui avait mis fin à la domination des Pays-Bas. Des stations fixes dotées de guichets étaient installées à chaque extrémité du parcours, puis en des points intermédiaires. Au début, les passages à niveau avec les voies routières furent gardés par des militaires qui présentaient les armes au passage des convois. L'avance prise par la Belgique favorisa les inventions dont les brevets furent déposés par des mécaniciens et ingénieurs telsÉgide Walschaerts, en1844, avec la distribution par coulisse répandue bientôt dans le monde entier au fur et à mesure de l'expansion des chemins de fer. Par la suite, l'ingénieurAlfred Belpaire trouva le moyen de convertir les foyers pour l'utilisation de ce que l'on appelait les charbons menus, résidus dont l'industrie ne voulait pas et que, pour cette raison, les chemins de fer belges pouvaient acheter à bas prix[13],[14].
Les premiers développements ferroviaires sur le continent ne retirent pas à la Grande-Bretagne la première position qu'elle occupe, tant en capitalisation qu'en longueurs de réseaux : la très forteexpansion boursière des années 1840 enAngleterre, appelée aussi « railway mania » donne à ce pays la moitié des 9 500 kilomètres de rail européen en1845, peu avant lekrach de 1847, parfois surnommé le « krach du chemin de fer ».
La traction à vapeur se répand vite dans le monde entier et connaît son essor maximal avant les années 1950. Durant plus d'un siècle, on assiste progressivement à des modifications de la traction :
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La première machine àtraction électrique a circulé sur une voie de chemin de fer en transportant ses piles électriques en 1837 : le premiertrain électrique fut construit à Aberdeen parRobert Davidson[15], un fabricant de produits chimiques. C'était alors une attraction qui fut ensuite présentée à Londres en 1842[16]. À la fin duXIXe siècle, dans un certain nombre de régions, notamment proches des montagnes (ce qui permet le développement de l'hydro-électricité), des expériences sont réalisées avec succès et de proche en proche étendues à l'ensemble des réseaux dans les années 1930 et généralisées après la2de guerre mondiale, lors de la reconstruction des réseaux et leur électrification.
Avant le développement du train électrique, la plupart des transports terrestres, à part les chemins de fer, étaient assurés essentiellement par des véhicules hippomobiles. L'utilisation de la voie ferrée avait permis à un cheval de déplacer deux fois plus de personnes, donnant ainsi naissance aux chemins de fer urbains. En, la ville deRichmond (Virginie) servit de terrain d'essai pour un nouveau chemin de fer urbain électrique conçu parFrank J. Sprague. À partir desannées 1890, le développement de l'électricité permit l'extension des chemins de fer souterrains.
De grandes villes commeLondres etNew York se dotèrent d'un système demétro. Quand la traction électrique devint plus pratique, la plupart des chemins de fer urbains furent électrifiés, et prirent notamment le nom de « tramways ».
Dans de nombreux pays, ces chemins de fer urbains électriques se développèrent au-delà des zones urbaines pour relier d'autres agglomérations. AuxÉtats-Unis, des réseaux de chemins de fer appelésElectric Interurban relièrent la plupart des agglomérations dans les États de l'Illinois, de l'Indiana, de l'Ohio, de Pennsylvanie et de New York. Dans la Californie du sud, lePacific Electric Railway desservit la plupart des villes dans les comtés de Los Angeles et d'Orange. Il y eut des réseaux similaires en Europe, dont l'un des plus notables est celui qui relia toutes les villes de Belgique, le réseau de laSociété Nationale des Chemins de fer Vicinaux.
Certains de ces réseaux existent encore et ont souvent été modernisés pour entrer dans les systèmes de transport public des zones concernées.
Dans le monde entier, le succès de l'électrification urbaine pousse de nombreuses compagnies à essayer de l'appliquer sur les grandes lignes. Le problème à résoudre est le transport de l'électricité.
L'Angleterre copie les systèmes adoptés par les réseaux de transports métropolitains urbains sans les transformer, avec prise de courant sur troisième rail et faible tension (750 V, ou 850 V comme pour laligne de Cerdagne en France).
Pour d'autres, il faut utiliser le courant continu à haute tension afin d'éviter les pertes en ligne. Le 1 500 V est choisi enFrance et auxPays-Bas, tandis qu'enBelgique, c'est le 3 000 V.
Le courant alternatif est plus facile à transporter, mais est mal adapté aux moteurs électriques existant alors. L'Allemagne, l'Autriche et laSuisse optent pour le 15 000 V monophasé fréquence 16 Hz 2/3.
Des essais en triphasé sont faits, mais exigent un équipement de taille, avec plusieurs lignes decaténaires. La région duPiémont en Italie a électrifié des lignes, mais les a par la suite converties au continu.
Les États choisissent un courant utilisé dans toutes les compagnies de leur pays, mais différent de celui des voisins. En cette période troublée, on souhaite que l'ennemi potentiel ne puisse faire circuler ses trains en cas d'invasion.
Finalement, en1947, sous l'influence deLouis Armand[17], des essais en Allemagne puis en France démontrent le potentiel du 25 000 V monophasé 50 Hz (courant industriel). La France l'adopte pour continuer son électrification, et le généralise sur les lignes nouvelles. Les pays qui n'avaient pas encore commencé à électrifier l'utilisent. Aujourd'hui, l'électronique au service des moteurs électriques permet d'utiliser directement ce courant, sans le transformer.
On distingue deux types de locomotives diesel :
Au cours duXXe siècle, aux États-Unis, les modes routier et aérien ont pratiquement éliminé le rail pour les déplacements de voyageurs à longue distance. Cependant le chemin de fer reste le mode dominant pour le transport des marchandises. En Europe et dans certains pays d'Asie, la place du chemin de fer dans les transports de voyageurs reste importante.
, surwww.herodote.net(consulté le) :« Dès l'époque médiévale, en Europe, les exploitants des mines s'aperçurent en effet que les charrettes de produits lourds rencontraient moins de résistance au frottement lorsqu'elles roulaient sur des rails. Ces rails improvisés furent d'abord en bois et les véhicules eux-mêmes étaient tirés par des chevaux. »
(Article de la revue historique des chemins de fer regroupant des témoignages.), surOpen Edition Journal,(consulté le)
