Güterzug der Französischen SNCF im Bahnhof Vallorbe

Die Bahnstrecke Dijon–Vallorbe ist eine grenzüberquerende Hauptbahnstrecke in Frankreich sowie der Schweiz und dient als Verbindungslinie der Bahnstrecke Paris–Marseille mit der Simplonlinie. Sie ist auch die Zufahrt von Paris zu letzterer.

Die Bahnstrecke wurde zwischen Paris und Frasne 1855 eröffnet. 1862 kam der Abschnitt zwischen Pontarlier und Frasne hinzu, so dass die Lücke der grenzüberschreitenden Bahnstrecke Frasne–Les Verrières geschlossen werden konnte.
Schließlich wurde 1875 die Bahnstrecke Pontarlier–Vallorbe mit dem Tunnel des Col de Jougne eröffnet, um den Anschluss an die zwischen 1855 und 1870 eröffnete Simplonlinie herzustellen. Die Züge von Paris nach Lausanne mussten im Bahnhof Vallorbe eine Spitzkehre absolvieren. Die Strecke wurde nach der Eröffnung des Simplontunnels 1906 für den grenzüberschreitenden Verkehr Paris–Lausanne (–Mailand) von bis zu 40 Zügen täglich befahren.

1915 wurde mit dem Tunnel du Mont d’Or eine zweite Strecke der PLM zwischen Frasne und Vallorbe in Betrieb genommen, welche mit einer geringeren Steigung aufwarten konnte und zudem das Kopfmachen in Vallorbe überflüssig machte. Diese Neubaustrecke nahm den Fernverkehr auf, während die alte Strecke via Pontarlier noch dem Lokalverkehr diente. Nach starken Beschädigungen im Zweiten Weltkrieg (unter anderem durch Sprengung des Jougne-Tunnels) wurde die Strecke schrittweise bis 1969 stillgelegt. Seit 1993 findet unter dem Namen Coni’Fer ein Museumsbahnbetrieb zwischen Pontarlier und Les Hôpitaux-Neufs-Jougne statt.

Rund 50 der 145 Kilometern sind doppelspurig ausgebaut, der Rest ist einspurig.

Die Gesamtstrecke wurde zwischen 1956 und 1958 mit 1500 Volt Gleichstrom (Dijon – Dole) bzw. 25 kV 50 Hz Wechselstrom (Dole – Vallorbe) elektrifiziert.

Seit 1984 wird die Strecke vor allem durch den TGV Lyria von den Verbindungen von Paris nach Lausanne und Bern mit Halt in Dijon, Frasne, Pontarlier (nur Züge von/nach Bern) und Vallorbe (nur Züge von/nach Lausanne) befahren. Weiters verkehren TER-Regionalzüge der SNCF. Seit Dezember 2011 rollt auch der Verkehr der LGV Rhin-Rhône auf den ersten Kilometern der Strecke. Seit März 2012 verkehrt hier auch ein TGV von Frankfurt nach Marseille.
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