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La LGV Rhône-Alpes, ou ligne nouvelle 4 (LN4), est une ligne à grande vitesse dédiée au transport de voyageurs de 115 km de long, située dans la région Rhône-Alpes en prolongement de la LGV Sud-Est vers le sud. Cette ligne, mise en service en France en 1994 assure le contournement de l'agglomération lyonnaise par l'est et dessert au passage la gare de Satolas rebaptisée par la suite Gare Saint-Exupéry. Elle se poursuit au-delà de Valence par la LGV Méditerranée.
Elle a été construite en deux tronçons nord et sud, conçus respectivement pour une vitesse maximum de 300 et 320 km/h. Le premier tronçon fut ouvert en 1992 à l'occasion des Jeux olympiques d'Hiver d'Albertville.
La ligne traverse quatre départements, soit du nord au sud : l'Ain, le Rhône, l'Isère et la Drôme. Le tracé de la ligne nouvelle représente une longueur totale de 115 km, dont 42 km de Montanay à Saint-Quentin-Fallavier et 73 de ce point à Valence.
La ligne croise à Saint-Quentin-Fallavier la ligne classique Lyon - Grenoble. Un ensemble de voies de raccordement permet :
La ligne occupe une surface de 1218 hectares (à titre de comparaison l'aéroport de Saint-Exupéry occupe la même surface).
Elle a été conçue, comme la LGV Sud-Est, pour une vitesse nominale de 300 km/h, avec sur le tracé en plan des courbes d'un rayon minimal de 4000 m et un entraxe des voies égale à 4,2 m. Le deuxième tronçon est apte à 320 km/h. Les déclivités atteignent au maximum 35 pour mille.
La ligne comporte de nombreux ouvrages d'art dont dix grands viaducs d'une longueur cumulée de 4,5 km et quatre tunnels d'une longueur cumulée de 5,3 km.
Un poste de commande appelé CCT (Commande centralisée des trains) permet de suivre en permanence la circulation des trains sur l'ensemble de la ligne et de télécommander les installations de sécurité. Il est situé à Lyon, dans un bâtiment SNCF près de la gare de Perrache.
La ligne comporte une seule gare nouvelle de passage :
Cette gare, à l'architecture audacieuse, est l'œuvre de l'architecte catalan Santiago Calatrava. Elle dessert l'aéroport international de Lyon-Saint-Exupéry.