L’extension du réseau TGV a été une réelle opportunité pour améliorer les méthodes constructives des voies et la conception de la sous-couche ferroviaire. L’innovation a consisté à mettre en œuvre une couche de grave-bitume (GB) de 12 à 14 cm d’épaisseur sous ballast. La SNCF a intégré une première section de 3 km mise en service en 2007 sur le tracé de la LGV Est. L’instrumentation et le suivi ont montré tout l’intérêt de cette nouvelle structure adoptée sur les nouvelles lignes en construction, avec un linéaire de près de 300 km.
La structure classique de voie avec le ballast mis en œuvre sur une sous-couche présente plusieurs inconvénients. Le ballast est un piège à eau qui alimente le support et diminue sa portance, ce qui peut créer des déformations permanentes et rapprocher les séquences d’entretien. Un autre constat a été fait : l’envol du ballast à grande vitesse est une gêne pour les rames et le rail, phénomène qui s’amplifie à 320 km/h.
La mise en place d’une GB sous ballast présente plusieurs avantages. L’écoulement superficiel de l’eau est maîtrisé, elle ne s’infiltre plus et la portance de la sous-couche ne se dégrade pas, voire s’améliore. La structure globale reste « souple », mais les accélérations du ballast diminuent, ce qui limite le phénomène d’envol. L’optimisation de la conception contribue à réduire les épaisseurs et favorise l’économie de matériaux.
Autre effet bénéfique induit : la couche de GB permet une circulation sur la voie et une organisation du chantier qui ne dépend pas des conditions météorologiques.
Pour concevoir cette nouvelle structure, les principes de dimensionnement « routiers » ont été adaptés à la structure ferroviaire. Un ajustement a ainsi été nécessaire concernant les charges, les fréquences de sollicitation et les propriétés des matériaux. Les modèles classiques ont été utilisés et un nouveau modèle a été développé.
Ce dossier explore toutes les phases de cette innovation, de la première expérimentation en 2007 au retour d’expérience sur trois sections des lignes nouvelles, moins de 10 ans après.
La GB sous ballast est un transfert réussi de la technologie routière vers la conception ferroviaire, avec des résultats très concluants, et une solution envisageable pour toutes les structures de voies avec ballast.
