La ligne impériale a de tout temps été une lignes les plus chargée du réseau et sans conteste la plus prestigieuse. A l'ouverture du TGV Sud Est certaines sections sont proches de la saturation. Même si le TGV va la soulager, d'un autre côté, l'effet réseau du train à grande vitesse et son succès vont décaler les points noirs vers le sud. L'électrification de la ligne de la rive droite va déplacer une grande partie du courant fret, aussi ce n'est pas suffisant. L'opposition très forte va retarder la construction de la LGV Med, les premières études ont lieu en 1989, l'ouverture au service commercial le 10 juin 2001. Le relief difficile, l'étroitesse du couloir rhodanien vont entraîner la construction de nombreux ouvrages d'art : 305 ponts-rail, 85 ponts-route, 22 viaducs et cinq tunnels. Les plus célèbres sont les deux viaducs jumeaux des Angles à Avignon. Mais la construction de certains fut spectaculaire : celui de Ventabren le plus long de la ligne ( 1 730m) ; pour des raisons de sécurité, deux parties de l'ouvrage placées au-dessus de l'autoroute A8, ont été construits parallèlement à celle-ci, puis tournés sur leur pile ! 3 760t ont tourné en moins de trois heures !

A partir de juin 2001, Marseille a été reliée à Paris en trois heures. L'artère impériale va voir son trafic évoluer : les TGV vont quasiment ne plus y circuler. Des sillons ont été libérés pour les TER (Lyon Marseille) , et pour les trains de fret rapides .

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