2 – Terres, bois, fer, charbon. La ponction des chemins de fer français au XIXe siècle. Ressources indigènes et substituts (1/2)
Cet article s’inscrit dans le cadre de la mise en ligne des actes du colloque “Le chemin de fer : deux siècles d’enjeux environnementaux”, qui s’est tenu aux Archives du département du Rhône et de la métropole de Lyon, les 1er et 2 décembre 2021. Ceux-ci ont été publiés en version papier au sein de La Revue d’histoire des chemins de fer n°57, disponible à l’achat sur le site internet de Rails & histoire.

Le chemin de fer : deux siècles d’enjeux environnementaux. Actes du colloque de décembre 2021.
Intervention de Georges RIBEILL, directeur de recherche honoraire à l’École nationale des Ponts et Chaussées – LATTS (partie 1 sur 2).
Durant la première moitié du XIXe siècle, l’énumération des critères du « bon tracé » d’une ligne de chemin de fer, débattus entre ingénieurs, exclut toute référence, même implicite, aux enjeux environnementaux, reconnus un siècle et demi plus tard, avec la promotion des lignes à grande vitesse. Citons le point de vue expert, celui de l’ingénieur civil Marc Seguin (Seguin, 1839) : si « un bon système de pentes et de courbes, approprié aux besoins, est sans contredit l’élément premier, la base fondamentale d’une exécution sagement combinée », le bon ingénieur est celui qui « doit se faire une loi d’éviter de mettre dans ses travaux une recherche qui en augmenterait la dépense. Il doit prendre pour devise et pour régler ces deux mots : solidité et économie ».
De forts impacts géographiques
La construction d’une voie ferrée bouleverse tout d’abord de manière durable le territoire géographique qu’elle traverse, aux plans physique, écologique, paysager et humain. En 1859, Auguste Perdonnet fournitdes indicateurs chiffrés de l’impact des chemins de fer sur le territoire national et l’économie de ses ressources (Perdonnet, 1859, p. 20-33). Les chemins de fer construits occupent 23 300 hectares, soit alors un demi-millionième du territoire national, et si l’on ajoute les chemins concédés, cela fait un 1/100 000e, une « surface enlevée à l’agriculture pas aussi insignifiante qu’on l’a prétendu ». Cette consistance physique des chemins de fer est plus précisément décrite encore dix ans plus tard, avec une emprise au sol qui a doublé.

* Rappelons les plus importantes : Charentes (151 km) ; Lille à Béthune (47 km) ; Médoc (46 km) ; Valenciennes à Lille (43 km) ; Vitré à Fougères (37 km) ; Vendée (36 km) ; Sathonay à Bourg (31 km).
L’impact paysager est certain, dont le publiciste Amédée Guillemin se fait l’avocat de la défense (Guillemin, 1862, p. 141-143) : « Les chemins de fer ne sont pas, comme on s’est plu à le répéter sur tous les tons, ennemis de l’art et du pittoresque ». Et d’évoquer un croquis de Thérond : « Pensez-vous qu’un peintre de paysage eût fait un choix aussi de mauvais goût en prenant ce point de vue pour le sujet d’un de ses tableaux ? Ne trouvez-vous pas aussi que les lignes peu fermes de cet autre viaduc dont le double rang d’arcades franchit la Combe-de-Fain, près de Dijon, forment avec la nature aride d’alentour un harmonieux ensemble ? » (figures 2 et 3).


Occupation de terrains, coupure des réseaux routiers, dégradation des chemins ruraux, perturbation des réseaux hydrologiques, suppression des sources, changement des conditions de salubrité et défaut d’écoulement des eaux, tous ces dommages « naturels », anticipés ou non, sont finalement réglés d’un point de vue strictement juridique, objets d’indemnisations appréciées par les conseils de préfecture, sans préjudice financier notable pour les compagnies concessionnaires armées du droit d’expropriation pour cause d’utilité publique. Aux débuts des chemins de fer, un impact sanitaire a été relevé : les emprunts nécessaires à l’édification des remblais formaient des cavités qui, remplies d’eaux stagnantes, dégageaient des « effluves, causes permanentes d’infection », jusqu’à causer à plus du 1/12e des employés de la voie des « fièvres intermittentes » (Perdonnet, 1867, p. 195).1 Abordons maintenant les impacts du chemin de fer sur les ressources naturelles.
Des chantiers de terrassement : un ample remue-ménage des terres
Le mouvement des terres et matériaux, trouvés sur place ou apportés, nécessaires à la construction de la plate-forme de la voie, a un fort impact physique. Le problème des terrassements était résolu de manière idéale, sinon par un échange des terres sur l’axe même de la voie, par des remblais et déblais se compensant, au mieux, sans emprunts ni dépôtsdurables en fin de chantier. Pour diverses raisons, foisonnement ou tassement des terres, valeur technique des déblais, non simultanéité des mouvements des terres, coût des transports, pratiquement cette « compensation rigoureuse » des volumes transportés n’est jamais atteinte, « ce qui n’a pas beaucoup d’importance », rappelle Charles Bricka dans son cours (Bricka, 1894, p. 68), concluant que, « tout en cherchant à diminuer le plus possible le cube des terrassements, il vaut mieux avoir en principe un excédent de remblai qu’un excédent de déblais. »
Tracé « par les vallées » jalonné de nombreux ponts, voire tunnels pour court-circuiter les méandres du fleuve, ou tracé « par les plateaux » avec un nombre réduit de grands ouvrages d’art, ce choix a alimenté quelques controverses. Si le recours à des tunnels est une option coûteuse et toujours pleine d’imprévus géologiques et hydrologiques, la maîtrise progressive des grands viaducs métalliques (tels Garabit puis Viaur, achevés en 1884 et 1902) servira tardivement la cause des lignes de plateaux.
Des cubages spectaculaires de déblais ont attiré l’attention ici ou là. Sur la ligne de Rouen au Havre, deux tranchées cubant chacune 250 000 m3 ont servi au grand remblai de la voie dans la vallée de Malaunay, cubant 600 000 m3 ; sur la ligne de Strasbourg, la tranchée de Poincy, de 2 km de longueur et jusqu’à 16 m de hauteur, cube 500 000 m3 ; celle de Pont-sur-Yonne, entre Montereau et Sens, atteint 20 m de profondeur et cube 500 000 m3 (figure 4).

Les crues fréquentes de l’Ill et de la Doller ont imposé d’importants tronçons en remblais de la ligne de vallée de Strasbourg à Bâle; leur volume dépasse de 3 à 4 fois celui des déblais, avec d’importants emprunts de terres. Le volume des terrassements atteint 690 000 m3 entre Strasbourg et Colmar, soit 10 m3 par mètre, 1,175 millions de m3 entre Colmar et Lutterbach, soit 35 m3/m, et 647 000 m3 entre Mulhouse et Saint-Louis, soit 22 m3/m (Lefèvre, 1947, p. 58-59). Ce ratio, cubage total des terrassements exécutés rapporté au mètre linéaire de chemin de fer, est un bon indicateur du remue-ménage des terres provoqué par les travaux de terrassements : il est mentionné dans plusieurs comptes-rendus de construction de lignes exécutée par des ingénieurs de l’État dans le cadre des conventions de 1883, pour rappeler leur rôle dans l’accomplissement de chantiers difficiles et de longue durée. Ainsi, pour la ligne Aurillac-Saint-Denis (60 km, voie unique), il se chiffre à 32 m3/m ; à 48 m3/m pour la ligne Cahors-Capdenac (69 km, voie unique), à 83 m3/m pour Limoges-Brive (97 km) et à 76 m3/m pour Brive-Cahors (99 km), lignes à deux voies ; ratio d’autant plus élevé que les contraintes imposées de pente et de courbure sont élevées.
On apprend beaucoup sur la nature et le volume des matériaux déplacés grâce à l’abondant contentieux qui opposera continuellement les entrepreneurs de travaux publics à l’État ou la compagnie commanditaire ; les différences en nature et volume des matériaux prévus et effectivement rencontrés se répercutent sur les devis initiaux, dont la précision dépendait des sondages géologiques effectués. Par exemple, l’exécution des nombreuses et importantes tranchées entre Gonesse et Ory-la-Ville, distantes de 20 km, sur la ligne de Paris à Creil, confiée en 1857 par la Compagnie du Nord à l’entreprise Jamais et Chemalle, aboutit à fournir au tribunal de commerce de Paris, en 1862, un mémoire très documenté de 460 pages détaillant précisément toutes les différences de cubage, qu’elles résultent de difficultés géologiques imprévues rencontrées ou de travaux modifiés2. Les multiples tranchées ont donné lieu à des cubages effectifs plus réduits ou plus importants que ceux prévus, se répercutant sur le calcul des montants à régler ; où l’on distingue in fine jusqu’à une quinzaine de matériaux rencontrés, inégalement facturés : du sable, facturé 35 centimes le m3, de la marne ou terre végétale argileuse (50 c), jusqu’aux rognons de grès (3,40 fr.) et aux bancs de grès (5 fr.).
Ballast : du « trouvé sur place » aux ballastières
« Dès que le tracé du chemin de fer est arrêté, l’ingénieur doit se préoccuper des approvisionnements de ballast. L’importance de cette question n’a pas besoin de démonstration, car il faut encore que le ballast présentant les qualités requises se rencontre en quantités suffisantes sur des points rapprochés de la ligne et accessibles au matériel de transport. Le ballast provient ordinairement des tranchées du chemin, des minières à portée de la ligne, des rivières, des carrières dont on extrait les matériaux de construction, enfin des dépôts de produits de mines ou d’usines. Quelquefois, le ballast est fourni à la compagnie par l’entrepreneur : il est transporté suivant les cas soit au tombereau, soit au wagon sur voies provisoires » (Goschler , 1870, p. 329)3. Dès lors qu’il remplit les conditions impératives de « perméabilité, incompressibilité et homogénéité », que rappelle l’ingénieur des ponts Louis Sévène en 1876 (Sévène, 1876, p. 52), le ballast, « pierre cassée, gravier ou sable », est cherché à proximité de la voie ferrée en construction, dès lors que les roches utilisées ne sont ni gélives, ni trop tendres, ni trop difficiles à casser. Ajoutons, à partir des années 1880, l’exigence d’une granulométrie contrôlée, les morceaux de pierre devant, par exemple, passer à travers un anneau de 4 à 6 cm selon les réseaux.
« Question essentielle qu’il faut étudier de très près pour chaque ligne », « on a toujours, en si petite quantité que ce soit, du ballast à peu près partout, mais ce sont les gisements importants, pouvant se raccorder avec la ligne et surtout s’enlever par voie, wagons et si possible machines, qu’il s’agit de découvrir à proximité de la ligne en construction », énonce en 1884 Émile Baudson, chef de section des travaux neufs au Nord (Baudson, 1884, p. 245).
Les chemins de fer établis dans les vallées doivent tirer parti des sables pas trop fins ou du gravier extrait des rivières, les lignes des plateaux de pierres cassées ou de produits artificiels, résumait l’ingénieur des ponts Georges Humbert, en 1891 (Humbert, 1891, p. 300), en évitant les craies trop friables ou, fréquentes dans les déblais de tranchées, les roches granitiques riches en feldspath : certes d’un emploi économique, mais exposées à l’air libre, battues et rebattues aussi par leur bourrage périodique, vouées à se réduire en boues. Le voisinage du littoral autorise l’emploi des galets de mer siliceux arrondis, à condition qu’ils soient cassés. L’intérêt économique de recycler certains sous-produits artificiels n’a pas échappé : laitiers et scories au voisinage des usines et hauts-fourneaux ont constitué un très bon ballast d’un bourrage facile, comme en Belgique, le mâchefer et la cendrée issus du démontage des fours à zinc.
« Le meilleur ballast est celui que l’on trouve sur place… ». Cette maxime attribuée au célèbre entrepreneur anglais de chemins de fer Betts, est rapportée en France par l’ingénieur polytechnicien Charles Bergeron (Bergeron, 1863), qui l’a vue couramment pratiquée en Écosse : « Si une tranchée présente des déblais d’une nature favorable, les constructeurs ne se font pas faute d’abaisser la plate-forme du chemin, d’élargir la tranchée et de modifier le profil, pour se servir comme ballast de tout l’excédent des déblais ». Mais ce système économique ne peut être appliqué en France où, en vertu de la loi de juin 1842, « la pose et le ballastage de la voie ne commencent qu’après la réception des travaux et la livraison de la plate-forme à son profil définitif ». Coupure entre infrastructure et superstructure de la voie ferrée d’ordre technique, financier et juridique, que l’on pouvait donc déplorer…
Cette doctrine du « bon ballast trouvé sur place » est réfutée en 1886par l’ingénieur en chef des ponts attachéà la Compagnie du Nord, Louis Piéron (Piéron et Gasnier, 1886a ; 1886b) : « Cette erreur a été commise par des ingénieurs de mérite qui ont prêté l’appui de leur notoriété à un principe absolument faux ». Pour avoir cité Betts, sont ainsi visés le précité Charles Goschler, ou encore le directeur de la Voie des Chemins de fer de l’État belge, M. Braet (1882, p. 327). Au Nord, toujours en quête de coûts réduits de construction ou d’entretien, dès 1895, « sous l’énergique impulsion de l’ingénieur en chef des travaux de la Compagnie du Nord, M. Vainet », la compagnie suit un programme de remplacement simultané des traverses et du ballast (Liébeaux, 1896) ; son réseau est divisé en trois zones d’approvisionnement fournissant chacune un matériau de choix approprié (Bouchard, 1911). En 1910, 410 000 m³ de ballast, dont 217 000 m³ de silex, ont été répandus sur le réseau (figure 5).

D’importantes ballastières prennent racine maintenant dans le paysage, distantes des lignes exploitées mais embranchées, exploitées par des puissantes machines à vapeur spécialisées : dragues, engins excavateurs et concasseurs ; la ballastière de Bouvaincourt, dans la Somme, est ainsi décrite comme une « usine roulante », d’où partent journellement de 80 à 100 wagons chargés chacun de 15 m3 de ballast (figure 6).
Des entreprises durables vont se tailler une solide et durable réputation dans leur exploitation de ballastières. Les archives de la SNCF héritées de la Compagnie du Nord4 témoignent ainsi d’importants marchés renouvelés avec des fournisseurs.

Devenu conseiller spécialiste des matériaux de la voie, en 1903, Émile Baudson propose ainsi une nouvelle maxime : « Il vaut mieux payer 8 fr. du bon sable ou du bon gravier qu’on fera venir de 200 km de distance, que payer 4 fr. de la pierre cassée tendre et gélive trouvée sur place» (Baudson, 1903, p. 378-379). Il est vrai que si, dans les premiers chantiers de construction des lignes, le ballast acheminé par des tombereaux attelés à des chevaux, moyen coûteux et d’un rendement lent, devait se trouver à proximité, en fin de siècle, les chantiers prédominants de renouvellement peuvent être ravitaillés d’un ballast lointain mais de bonne qualité, acheminé par wagons spéciaux à déchargement automatique (Guyot, 2009).
Retrouvez la deuxième partie de cet article dans notre prochaine publication !
Pour citer ce billet, utilisez cet encadré plutôt que celui ci-bas, Romain Sanchez et Rails & histoire n’ayant que mis en ligne l’article de l’auteur avec son aimable autorisation :
Georges RIBEILL (2023, 25 mai). 2 – Terres, bois, fer, charbon. La ponction des chemins de fer français au XIXe siècle. Ressources indigènes et substituts (1/2). Train et écologie, XIXe-XXIe siècles. Consulté à l’adresse https://doi.org/10.58079/ut9v
- Le docteur Devilliers, médecin du Paris-Lyon, invoquera en effet avec minutie les effets d’insalubrité provoqués par les eaux longeant une voie ferrée établie sur remblai, devenues stagnantes et donc infectées : voir ses Recherches statistiques et scientifiques sur les maladies des diverses professions du chemin de fer de Lyon, Paris, Labé, 1857. [↩]
- Ligne directe de Paris à Creil. Tribunal de commerce de Paris. Mémoire et conclusions pour MM. Jamais et Chemalle, entrepreneurs des travaux d’art et de terrassements de Gonesse à Ory-la-Ville, contre la Compagnie du chemin de fer du Nord, Paris, Impr. Martinet, 1862. [↩]
- Le prix de revient du ballast rendu sur la voie peut varier de 2 à 8 francs le mètre cube. [↩]
- Archives SNCF du Mans : 3 LM 3398-3412, par exemple. [↩]
OpenEdition vous propose de citer ce billet de la manière suivante :
Romain Sanchez (25 mai 2023). 2 – Terres, bois, fer, charbon. La ponction des chemins de fer français au XIXe siècle. Ressources indigènes et substituts (1/2). Train et écologie, XIXe-XXIe siècles. Consulté le 15 novembre 2025 à l’adresse https://doi.org/10.58079/ut9v






