La ligne de Lyon-Perrache à Marseille-Saint-Charles (via Grenoble) (ligne 905 000Classement sonore des voies RFF du département des Bouches-du-Rhône, page 5 Lien du réseau ferré national) relie Lyon et Marseille en traversant les Alpes par Grenoble, Veynes - Dévoluy et Aix-en-Provence. Pour ses concepteurs du , à une époque où les vitesses commerciales en plaine n'étaient pas significativement meilleures qu'en montagne, et où le prix du billet étant lié à la distance et non à la durée, cet itinéraire était une alternative plus courte (en kilomètres) à celui empruntant la vallée du Rhône.
De nos jours, la ligne est exploitée en trois tronçons séparés, entre Lyon et Grenoble (TGV, TER et fret), Grenoble et Veynes (TER), et Veynes et Marseille (TER). Le premier de ces segments est à double voie et électrifié. Il supporte un trafic important, et est proche de la saturation. Les deux autres segments sont pour l'essentiel à voie unique, et ne sont pas électrifiés. Ils supportent un trafic beaucoup plus faible, à l'exception de la section finale entre Aix-en-Provence et Marseille-Saint-Charles qui assure des liaisons de proximité à l'intérieur de la région marseillaise et dont douze kilomètres au total sont à double voie.
Histoire La loi du . autorisait la construction d'un chemin de fer de Lyon à Avignon avec embranchement vers Grenoble. Parmi les tracés possibles (ligne directe de Lyon à Grenoble, ligne de Valence à Grenoble, ligne est-ouest située entre les deux premières), c'est cette dernière option qui est choisie, sous la forme d'un embranchement de entre Saint-Rambert-d'Albon et Grenoble. Elle réduisait la longueur de ligne à construire et représentait un compromis entre les liaisons de Grenoble vers le nord et le sud de la vallée du Rhône. Une ligne de Saint-Rambert à Rives a donc été concédée à la Compagnie du chemin de fer de Lyon à Avignon le .. La compagnie s'étant trouvée incapable de mener à bien la construction de ce chemin de fer, la concession a été déchue par un arrêté ministériel du .
Le ., une nouvelle concession pour une ligne de Saint-Rambert à Grenoble a été attribuée à la Compagnie du chemin de fer de Saint-Rambert à Grenoble. Le tronçon de Saint-Rambert à Rives a été ouvert le , celui de Rives à Piquepierre le , prolongé jusqu'à Grenoble le après achèvement du pont sur l'Isère. La section de Rives à Grenoble (soit ) de l'actuelle ligne de Lyon à Grenoble par les Alpes était ainsi mise en service. Grenoble était relié à Lyon, mais par le biais d'un détour important par Saint Rambert.
Le ., une ligne plus directe de Lyon à Grenoble a été concédée, sur sa demande, à la Compagnie du chemin de fer de Saint-Rambert à Grenoble. De nombreux débats ont précédé l'établissement du tracé, qui passerait finalement par La Tour-du-Pin au prix d'un tracé en « S ». Cette ligne a été mise en service en cinq étapes :
De Lyon à Bourgoin le ; De Bourgoin à Saint-André-le-Gaz le ; De Saint-André-le-Gaz à Châbons le ; De Châbons au Grand-Lemps le ; Du Grand-Lemps à Rives le .
Le ., la compagnie concessionnaire a pris le nom de Compagnie des chemins de fer du Dauphiné, qui à son tour a fusionné le . avec la Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée (PLM).
Le ., une ligne d'Avignon à Gap avec embranchement vers Aix-en-Provence a été concédée à titre éventuel au PLM. Elle comprenait également un prolongement de Gap vers la frontière sarde (col de Montgenèvre). Elle a été déclarée d'utilité publique le ., rendant ainsi la concession définitive. Elle a été ouverte à l'exploitation en quatre étapes : De Veynes à Sisteron le De Sisteron à Volx le De Volx à Pertuis le De Pertuis à Aix-en-Provence le
gauche|thumb|Le viaduc des Fauries à proximité de la gare de Lus-la-Croix-Haute. Le . était concédée au PLM à titre éventuel une ligne de Grenoble à la ligne d'Avignon à Gap. À la suite de la déclaration d'utilité publique, la concession est devenue définitive le .. Elle a été mise en service en deux étapes : De Grenoble à Vif le ; De Vif à Veynes (bifurcation du Poteau-Saint-Luc) le .
Le enfin, la section d'Aix-en-Provence à Marseille était également concédée à la compagnie du PLM, qui l'a mise en service le .
Un raccordement direct à Pertuis a été mis en service le . Il évite le rebroussement en gare de Pertuis pour les trains qui n'ont pas d'arrêt commercial à cette gare.
thumb|Entrée sud de la gare de Grenoble.
En 1954, le block manuel unifié (BMU) remplace le cantonnement téléphonique entre Grenoble et Vif, et les gares de croisement sont dotées de voies directes. En 1968, lorsque la ligne Grenoble - Montmélian est déviée vers le sud de Grenoble, le tronçon commun aux deux lignes le long du Cours Jean Jaurès est mis à double voie, tandis que le block automatique lumineux (BAL) remplace le BMU jusqu'à Pont-de-Claix. En 1977 et 1984, d'importants travaux de régénération des tunnels de la ligne sont menés, avec modernisation de la voie sur certains tronçons. Enfin en 1987, le tronçon Vif - Aspres est doté du système de cantonnement assisté par informatique (CAPI), avant l'équipement sept ans plus tard, en 1994, du BAL de voie banalisée en remplacement du block manuel, entre Pont-de-Claix et Jarrie-Vizille, sur six kilomètresMagazine Le Train, Les trains des Alpes, , janvier 2009, 78.
La ligne n'a pas connu d'évolution significative jusqu'à la reconstruction du bâtiment voyageurs de la gare de Grenoble dans le cadre des Jeux olympiques d'hiver de 1968, avec la mise en service d'un PRS et la reconstruction d'une petite partie du tracé grenoblois sur une estacade, afin de supprimer quatre passages à niveau urbains. En 1979, la section Lyon-Grenoble de la ligne a connu un important bouleversement avec le début de travaux d'électrification : les passages supérieurs sont surélevés et plusieurs tunnels sont mis au gabarit électrification. Des relèvements ponctuels de vitesse sont effectués dans plusieurs gares de la ligne, avec une modification du plan des voies. La signalisation est à son tour modernisée : hormis les tronçons Lyon - Vénissieux () et Grenoble - La Buisserate () déjà équipés, le block automatique lumineux remplace le block manuel de double voie uniformisé S, de mi-1983 à l'été 1984, permettant des relèvements de vitesse jusqu'à . Plusieurs pas d'installation permanente de contre-sens (IPCS) sont par ailleurs mis en placeMagazine Le Train, Les trains des Alpes, , janvier 2009, 51.
Le , la section d'Aix à Marseille est fermée pour être modernisée.. Elle est rouverte le . après deux années de travaux. Cette modernisation comporte notamment : la reprise de la signalisation, le renouvellement de la voie unique et son doublement sur plusieurs tronçons pour un total de ; la création de trois nouvelles haltes sur le territoire de la ville de Marseille : Saint-Antoine, Saint-Joseph-le-Castellas et Picon-Busserine ; la rénovation des gares de Gardanne, Simiane, Septèmes, et Sainte-Marthe-en-Provence. L'offre de desserte s'enrichit avec trois trains TER par heure lors des périodes d'affluence.
Fin 2025, SNCF Réseau annonce lancer des travaux de modernisation sur la section Aix - Briançon (qui comprend aussi la ligne de Veynes à Briançon). L'objectif affiché est d'améliorer la qualité de service et de renouveler les infrastructures pour les JO de 2030. Ainsi sur une section de 280 km comprenant 15 gares, le projet prévoit le renouvellement de 120 km de voies, la rénovation de 85 ouvrages d'art, rouvrir deux points de croisement, moderniser la signalisation, supprimer des installations inutiles ou obsolètes et rénover six gares : Meyrargues, Gap, Embrun, Montdauphin - Guillestre, L'Argentière-les-Écrins et Briançon. Dans cette dernière gare, un pôle intermodal doit être créé. Les études doivent se réaliser de 2026 à 2027 et les travaux de 2027 à 2029. Le coût total des travaux est de 325 millions d'euros, financés par la région, l'État, SNCF Réseau, SNCF Gares & Connexions et le département des Hautes-Alpes.
Caractéristiques
Tracé
vignette|Le viaduc de Darne (ou d'Orbannes) à proximité de la gare de Clelles - Mens La ligne est à quatre voies sur de Lyon-Perrache jusqu'aux abords de Vénissieux. Elle est ensuite à trois voies sur jusqu'à Saint-Priest, puis à deux voies sur une centaine de kilomètres, jusqu'à la bifurcation entre les directions Veynes et Montmélian immédiatement après Grenoble. Elle est ensuite à voie unique sur près de 100 km, jusqu'à la gare de bifurcation d'Aspres-sur-Buëch où elle repasse à double voie sur quelques kilomètres avant de rejoindre la gare de Veynes. Le tronçon méridional, de la bifurcation du Poteau-Saint-Luc à proximité de Veynes jusqu'à Simiane, est également à voie unique sur près de 180 km. La voie en tiroir vers Pertuis est double : une voie vers Aix, une vers Veynes, sans communication entre les deux. Entre Simiane et Septèmes, un petit tronçon est à double voie, avant que la ligne ne redevienne à voie unique. À partir de Marseille-St-Antoine, les derniers 9 km sont à double voie jusqu'à Marseille-Saint-Charles.
A l'origine, cette ligne a la propriété de rebrousser deux fois : en gare de Veynes - Dévoluy en gare de Pertuis.
Au niveau de cette dernière gare, un raccordement direct, le raccordement de Pertuis, évite le rebroussement des trains directs ou de fret.
Le profil est très médiocre, avec des déclivités qui atteignent entre Lyon et Grenoble, entre Grenoble et Veynes et enfin entre Veynes et Marseille.
Électrification La section Lyon-Perrache - Grenoble a été électrifiée en deux étapes : Lyon-Guillotière - Saint-Priest (1,5 kV - CC) : Revue Chemins de fer éditée par l'AFAC, de 1986, page 264.. Saint-Priest - Section de séparation du PK 18,58 (1,5 kV - CC) : . Section de séparation du PK 18,58 - Grenoble (25 kV - ) : .
L'alimentation est réalisée au moyen des sous-stations de La Guillotière (1,5 kV - CC), Chandieu (1,5 kV - CC), Faron (25 kV - ) et Pérèle (25 kV - ).
Vitesses limites thumb|L'arrivée au point culminant de la ligne des Alpes, au col de la Croix Haute, en direction de Veynes thumb|Bifurcation ferroviaire en gare d'Aspres-sur-Buëch (Hautes-Alpes) avec à gauche la direction de Valence (Drôme) et à droite celle de Grenoble (Isère) thumb|Bifurcation ferroviaire avec à gauche la direction de Marseille (Bouches-du-Rhône) et à droite Valence (Drôme) et Grenoble (Isère) Les vitesses limites de la ligne en 2016 pour les AGC, les X 72500 ainsi que les TGV et Z2 en sens impair (certaines catégories de trains, comme les trains de marchandises, possèdent des limites plus faibles)Renseignements techniques SNCF (RT 5152 Lyon - Saint-André-le-Gaz, RT 5154 Saint-André-le-Gaz - Grenoble, RT 5076 Grenoble - Veynes, RT 5021 Veynes - Aix-en-Provence et RT 5022 Aix-en-Provence - Marseille) sont :