Le chemin de fer du Mont-Cenis, aussi surnommé localement l'Américain, est une ancienne ligne ferroviaire à crémaillère franco-italienne qui a relié, de 1868 à 1871, les villes de Saint-Michel-de-Maurienne en Savoie, à Suse dans le Piémont, en franchissant le col du Mont-Cenis. Il est construit sur ordre de Napoléon III, afin d'assurer une liaison ferroviaire transalpine en attendant l'achèvement du tunnel ferroviaire du Fréjus, alors prévu pour plusieurs dizaines d'années.
Sa particularité tient à son innovant système de rail central, également appelé système Fell du nom de son inventeur, par ailleurs coadministrateur de la ligne. En plus des deux rails ordinaires, la voie comporte un troisième rail central à crémaillère, améliorant l'adhérence des locomotives dans les montées et leur capacité de freinage dans les descentes. Ce dispositif permet de franchir des rampes particulièrement importantes du Mont-Cenis, certaines atteignant une déclivité d'environ 8,5 %, et permet alors de battre le record du chemin de fer le plus haut du monde, culminant à plus de d'altitude.
Mis en service le , le chemin de fer assure le transport des voyageurs, des marchandises et du courrier sur un trajet d'environ entre la France et l'Italie. Il connait notamment un trafic important lié aux liaisons postales britanniques vers l'Italie et l'Inde, la All Red Route.
Toutefois, le percement du tunnel ferroviaire du Fréjus progressant bien plus rapidement que prévu, la ligne Fell perd immédiatement de l’intérêt : le tunnel est inauguré le 17 septembre 1871 tandis que la ligne de montagne cesse son exploitation le 16 octobre suivant. L'ensemble du matériel, des locomotives jusqu'aux rails, est ensuite démantelé ou partiellement réutilisé sur d'autres exploitations. Bien que son existence ait été brève, cette ligne marque une étape importante dans l'histoire des chemins de fer de montagne et du franchissement ferroviaire des Alpes ; en seulement trois ans d'exploitation, elle transportera plus de , dont le futur roi Édouard VII et l’impératrice Eugénie. Il ne subsiste aujourd'hui que de rares vestiges...
Histoire
L'arrivée du chemin de fer en Haute-Maurienne Par décret royal du 25 mai 1853, le roi Victor-Emmanuel II officialise la création de la « Compagnie du chemin de fer Victor-Emmanuel ». L’inauguration d’une première section entre Aix-les-Bains et Saint-Jean-de-Maurienne d'environ a lieu le 20 octobre 1856.. Quelques mois plus tard, en août 1857, le roi ordonne le début des travaux de creusement du tunnel ferroviaire sous le Mont-Cenis.
En 1860, la Savoie est annexée à la France : la ligne est cédée à l’Empire français et revient à la Compagnie du chemin de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée (PLM). En conséquence de l'annexion, la frontière franco-italienne est modifiée et se situe désormais au col du Mont-Cenis.
L'année suivante, la ligne s'allonge de jusqu'à Saint-Michel-de-Maurienne, située au pied du massif du Mont-Cenis, après de travaux et la mobilisation de . Force est de constater la difficulté d'avancer dans la vallée de la Maurienne, impliquant la création de nombreux ouvrages d'art. La lenteur de percement du tunnel, alors prévue sur trente ans, incite tout d'abord des compagnies de diligences à traverser le col pour transporter voyageurs et marchandises..
Exploitation du col par les diligences gauche|vignette|Louis Guy, La Diligence à Lanslebourg, 1857 En 1862, les voyageurs arrivant au terminus de la ligne à Saint-Michel-de-Maurienne et souhaitant se rendre en Italie doivent transférer leurs bagages et prendre une diligence.
Elles les conduisent par la route impériale 7, tracée au début du siècle sur ordre de Napoléon Bonaparte et qui passe par Modane, Lanslebourg, le col du Mont-Cenis, Suse et Turin. Le trajet de Saint-Michel à Suse fait et dure alors . La concurrence entre les compagnies est rude. Aussi, lorsque les postillons se retrouvaient ensemble au sommet des descentes sur Suse ou sur Lanslebourg, ils lançaient leurs berlines à grande vitesse pour essayer de se dépasser, ceci provoquant de grandes frayeurs parmi les passagers et parfois également des accidents. Au-delà de Termignon, vers Lanslebourg, une stèle commémore l’endroit où une diligence tomba du haut du talus de la route en plein hiver, tuant la totalité des voyageurs, le cocher et la plupart des chevaux. La décision est prise de décaler les heures de départ des différentes compagnies pour éviter que les diligences ne se côtoient lors de ces descentes.
En , ce sont près de ( dans chaque sens) qui passent le col annuellement : par les compagnies et par leurs propres moyens. Parallèlement, ce sont de marchandises, dont par les compagnies, qui transitent annuellement. En , le trafic atteint et de marchandises.
Construction (1865-1868) Napoléon III et le système Fell En 1864, Thomas Brassey, associé avec l’ingénieur anglais John Barraclough Fell et l'industriel Alexander Brogden, propose à l’empereur Napoléon III de construire une ligne de chemin de fer entre Saint-Michel-de-Maurienne et Suse, avec une locomotive adaptée au système Fell : la voie possède un troisième rail central facilitant l'adhérence dans la montée, le guidage dans les courbes étroites et le freinage dans les pentes. Elle passerait par le col du Mont-Cenis en suivant le tracé de la route impériale, permettant une réduction des coûts par l'absence d'ouvrages d'arts. Ils argumentent leur proposition par le fait qu’une ligne de ce genre () avait déjà été installée et exploitée avec succès par l’ingénieur Fell, entre Cromford et High Peak en Angleterre. Celui-ci amena donc, non sans difficultés, sa locomotive depuis l'Angleterre jusqu'au pied du Col du Mont-Cenis ; puis, au mois de , il convie les représentants des gouvernements sardes, anglais et français .
Les entrepreneurs créent donc la société Brassey et , composée de Thomas Brassey, John B. Fell, Alexander Brogden, Edward-Charles Blount et William Buddicom. Napoléon III est intéressé par leur proposition et prend le soin de mentionner dans le contrat . Preuve de leur confiance en ce projet, ils ne demandent aucune subvention, malgré un coût total de de francs, sûrs de pouvoir rentabiliser leur affaire à court-terme. Les administrateurs espèrent obtenir en un revenu brut de de francs et estiment qu'avant l'achèvement du tunnel, ils auront amorti la totalité des coûts, intérêts compris.
À cette période, John Fell estime la durée du trajet de Suze à Saint-Michel à et la capacité de transport à au prix de .
Premiers essais vignette|Locomotive Fell, abords du Mont-Cenis. Après autorisations des gouvernements français et italiens, on procède, de à 1865, à la construction d'une ligne d'essai à voie étroite entre Lanslebourg et le col du Mont-Cenis, soit une portion de pour une pente moyenne comprise entre 7 et 8 %, avec un passage estimé à 10 % et un rayon minimal de . La direction de ces travaux est confiée à l'ingénieur Blacke, qui a conduit les travaux du chemin de fer Victor-Emmanuel entre Chambéry et Aiguebelle.
Les essais commencent le 25 ou et se prolongent jusqu'en mars, dans des conditions météorologiques difficiles (importantes chutes de neige, froid...). L'épreuve officielle se déroule en présence de représentants de France, d'Italie, de Grande-Bretagne, d'Autriche, d'Espagne, de Suisse et de Russie, ainsi que . Seule la première locomotive Fell est disponible mais les tests s'avèrent concluants. Une deuxième locomotive arrive au printemps, construite par James Cross à St Helens, conçue par Alexander Brogden et John Fell. Bien que des pièces doivent être remplacées, elle est finalement testée avec succès.
Le nombre d'essais évolue graduellement à plusieurs trajets par jour. Le , ils sont observés par un journaliste du Times et des commissaires français. Trois autres jours sont dédiés aux commissaires italiens et russes. Le dernier test officiel a lieu le sous la supervision de James Brunlees, président de l'Institution of Civil Engineers. Des tests privés se poursuivent jusqu'à fin novembre.
Approbation franco-italienne Finalement, le , Napoléon III signe un décret cédant la concession de la ligne à la Compagnie Brassey. Le , la convention concédée par décret royal italien s'avère plus stricte : la Compagnie s'engage à construire et exploiter la ligne à ses dépens, à cesser l'activité un mois après l'ouverture du tunnel et obtient une concession de , révocable si les travaux n'étaient pas terminés dans les .
Le est créée la Compagnie des chemins de fer du Mont-Cenis (à responsabilité limitée). de chacune sont distribuées. Au cours de la même année, plusieurs actionnaires et membres de la Compagnie font banqueroute.
Construction Profil de la voie vignette|Plans de la locomotive Fell et du chemin de fer. La voie ferrée a pour extrémités les gares de Suse et Saint-Michel, afin de faciliter les correspondances des voyageurs. Elle est établie sur le côté extérieur de la route (actuelle D1006), occupant une largeur de au bord des ravins et laissant une largeur à la route, suffisante à la circulation. De sommaires barrières en bois sont posées tout au long afin de séparer le chemin de fer et la route. Lorsque les virages de la route carrossable sont trop serrés, la courbe ligne s'élargit quelque peu, nécessitant parfois de courts tunnels (surtout sur le versant français) pour s'adapter au profil de la montagne. Il faut également construire des ouvrages de protection contre les congères et les avalanches : ce sont entre 7 et de galeries qui sont construites, tantôt en tôle et charpente, tantôt en pierre de maçonnerie. Une clôture en bois longe la voie ferrée pour séparer la voie carrossable du chemin de fer.
La voie de roulement a un écartement de , dit à voie étroite. Elle comporte un troisième rail central, dépassant de les rails latéraux, utilisé pour toute rampe au-delà de 3 à 4 % et toute courbe au rayon inférieur à . Il augmente l’adhérence de la locomotive au moyen de galets pressés contre ce rail qui pouvait également servir de frein de secours. Du fait du dépassement du rail central, il faut alors inventer un système de levier et de gouttières géré par les gardes-barrières sur les à niveau, afin d'éviter qu'il ne gène la circulation routière.
Le versant italien présente un dénivelé positif de et le français de .
Matériel roulant Alexandre Brogden se charge de la conception des locomotives et Thomas Brassey fait appel à son entreprise Canada Works pour leur construction.
Une première est construite mais les dirigeants découvrent alors que la loi française interdit l'importation de machines étrangères soumises à un brevet français ; John Fell avait obtenu au moins un brevet français. À ce stade tardif du chantier, les fabricants français les plus réputés étant occupés, ils font appel à Ernest Goüin et Cie, même si Alexandre Brogden avait publiquement désapprouvé. Les locomotives sont livrées en avec plusieurs mois de retard.
Les locomotives Goüin sont de troisième génération, après deux séries de modifications effectuées par Fell. Leur usage est uniquement dédié à la partie montagneuse de la ligne, soit entre Lanslebourg et Suze. Leur conception est toute particulière pour s'adapter au système Fell. En effet, elles disposent de quatre roues porteuses verticales pour l'adhérence classique et de quatre roues horizontales pour exercer une pression variable à volonté sur le rail central. Ces deux groupes de roues sont alors chacun alimentés par deux blocs moteur indépendants. Comme l'explique le professeur Charles Couche : .