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La LGV Rhin-Rhône est un projet original. Grâce à la double fonctionnalité, Nord-Sud et Est-Ouest, de sa branche Est (une ligne nouvelle entre Dijon et Mulhouse), elle permettra de réaliser sur le territoire français une liaison intéressant deux grandes diagonales européennes, ses différentes dimensions — régionale, nationale et européenne — étant naturellement complémentaires :
Au total 12 régions françaises métropolitaines sur 21 bénéficieront du projet, en premier lieu, celles inscrites sur l'axe Rhin-Rhône-Méditerranée, de l'Alsace au Languedoc-Roussillon, en passant par la Franche-Comté, la Bourgogne et Rhône-Alpes, sans oublier Provence-Alpes-Côte d'Azur, Midi-Pyrénées et la Lorraine.
Dans sa dimension Est-Ouest le TGV Rhin-Rhône intéresse, outre Paris et sa région, le Nord-Pas-de-Calais et, avec un barreau d'interconnexion au sud de l'Île-de-France, la Bretagne et les Pays de la Loire.
12 millions de voyageurs devraient emprunter chaque année les dessertes assurées par la LGV Rhin-Rhône à partir de décembre 2011.
Son coût est 2,053 milliards d'euros (valeur janvier 2004). Le raccordement dénivelé de Perrigny, au sud de Dijon, facilitera la traversée du nœud ferroviaire dijonnais pour les TGV mais aussi les trains de fret. La gare TGV d'Auxon sera reliée à la gare de Besançon-Viotte par une ligne ferroviaire qui pourra être également utilisée pour des dessertes périurbaines.
La construction de la LGV Rhin-Rhône est assurée par Réseau Ferré de France.
Le projet de TGV Rhin-Rhône a été décomposé en plusieurs phases :
La branche Est est à ce jour la plus avancée.
Le protocole de financement de la 1re phase de cette branche Est qui reliera Villers-les-Pots (à l’est de Dijon) à Petit-Croix (au sud-est de Belfort) a été signé le 28 février 2006. Après des travaux préparatoires en 2005, le chantier a commencé mi-2006. La mise en service de ce tronçon est actuellement prévue à l'horizon 2011. Le premier coup de pioche " officiel " a été donné le 3 juillet 2006 sur la commune de Villersexel.
Cette commune accueille la base travaux de la branche Est. Cette base travaux regroupera tout le matériel et le personnel (3000 personnes) nécessaire à la construction de la LGV. Elle sera principalement alimentée en matériel par voie ferroviaire, via l'ancienne ligne SNCF Lure - Loulans-les-Forges (désaffectée depuis 1986) et ceci depuis la gare de Lure. Cette ligne d'alimentation suivra le parcours de l'ancienne voie jusqu'à l'entrée de la commune de Villersexel par la RD486. Elle traversera cette route pour contourner la commune jusqu'à la base travaux. Une fois la construction de la LGV achevée (horizon 2011), la ligne d'approvisionnement servira de déviation routière à la RD486 afin de contourner la commune de Villersexel.
Ce projet prévoit la construction de 148 km de ligne nouvelle, pour un montant de 2312 millions d'euros courants. Le financement (hors matériel roulant) est le suivant:
Après la réalisation de la 1re phase de la branche Est, les temps de parcours seront :
À terme (branche Est complète et branche Sud), le temps de parcours entre Strasbourg et Lyon sera de 2h 05, entre Strasbourg et Marseille de 3h 15.