La ligne 4 du métro de Paris est l'une des seize lignes du Métro de Paris. Longtemps cantonnée aux limites de la capitale, elle s’étend désormais du terminus nord Porte de Clignancourt au terminus sud Bagneux - Lucie Aubrac, traversant le cœur de Paris. Elle se distingue comme la seule ligne en correspondance avec toutes les autres lignes de métro (à l’exception des courtes lignes de rabattement 3 bis et ) ainsi qu’avec l’ensemble des lignes du RER. Elle demeure l’une des lignes les plus fréquentées du réseau, surpassée uniquement par la ligne 1, avec de voyageurs enregistré en 2025.
Première ligne à relier la rive droite à la rive gauche de la Seine via une traversée sous-fluviale, elle a nécessité des travaux spectaculaires entre 1905 et 1907 au centre de la capitale. Pendant des décennies, elle fut également connue pour ses températures élevées en raison des rames sur pneus , dont les moteurs puissants, combinés à un rhéostat dissipant beaucoup de chaleur, et un parcours entièrement souterrain, limitaient la dissipation thermique. Leur remplacement progressif par les , équipées d’une régulation électronique et de moteurs asynchrones au meilleur rendement, a permis d’améliorer significativement les conditions sur la ligne.
La ligne 4 a marqué une étape importante en s’étendant pour la première fois en banlieue parisienne avec un prolongement au sud, au-delà de Porte d'Orléans, jusqu’à Mairie de Montrouge le , puis jusqu’à Bagneux - Lucie Aubrac le . Par ailleurs, son automatisation, entamée en 2016, s’est achevée à la fin de 2023. Les premières rames automatiques ont été introduites le , et l’exploitation est devenue entièrement automatique à partir du , consolidant ainsi son rôle dans l’évolution technologique du réseau parisien. centré|vignette|upright=2.7|Plan de la ligne.
Histoire
Chronologie vignette|Plan de la ligne lors de son ouverture. : le conseil municipal de Paris adopte le projet de réseau de Fulgence Bienvenüe : déclaration d'utilité publique des six premières lignes du « chemin de fer métropolitain » 1905 : lancement des travaux de la ligne : mise en service de la section Porte de Clignancourt - Châtelet : mise en service de la section Raspail - Porte d'Orléans : jonction des deux sections entre Châtelet et Raspail à : conversion en ligne sur pneumatiques avec matériel MP 59 : exploitation avec du matériel sur pneumatiques MP 59 : déviation du tracé et nouvelle station Les Halles : un incendie sur une rame à Simplon intoxique légèrement dix-neuf personnes : circulation du premier MP 89 (CC01) : retrait des deux derniers MP 59 (rames 6016 puis 6021) : prolongement à Mairie de Montrouge : prolongement à Bagneux - Lucie Aubrac : mise en service des 4 premières navettes automatiques : automatisation totale de la ligne
Les origines vignette|upright|Premier tracé abandonné et nouveau tracé de la ligne 4 réalisé à travers l'île de la Cité.
La ligne 4, ouverte en 1908 est la dernière ligne de la concession initiale de la Compagnie du chemin de fer métropolitain de Paris et la première à traverser la Seine de manière souterraine (la ligne 5, actuelle ligne 6, la traverse sur le viaduc de Passy, rebaptisé plus tard pont de Bir-Hakeim, à partir de 1906). Le tracé fait l'objet de longs débats qui retardent d'autant la mise en chantier du tunnel. Celui prévu à l'origine, rectiligne, passe sous la rue du Louvre, traverse la Seine dans l'axe de cette rue, passe sous l'Institut de France et rejoint directement la rue de Rennes pour obliquer ensuite sous le boulevard Raspail et rejoindre la porte d'Orléans.
Mais compte tenu du report de la mise en chantier du prolongement de la rue de Rennes jusqu'à la Seine - qui n'a finalement jamais été réalisé - et de l’opposition catégorique des académiciens qui refusent le passage de la ligne sous l'Institut de France, le tracé est finalement modifié vers l'est par le boulevard Saint-Germain, la place Saint-Michel et l'île de la CitéJean Robert, Notre métro, 71. À vrai dire, l’opposition des académiciens est consécutive à l’absence d’association de l’Institut de France au projet urbain de la municipalité affectant les bâtiments annexes de l’Institut, rue Mazarine, dans le cadre du prolongement de la rue de Rennes vers le quai de Conti et couplé avec la construction de la ligne de métro. Plusieurs variantes ont été étudiées pour surmonter l’opposition de l’Institut : une première à l’ouest par la rue Bonaparte, le quai du Louvre et la rue du Louvre et deux autres à l’est, soit un tracé par le boulevard Saint-Germain, la rue Danton, place Saint-Michel et la Cité (projet réalisé), ou un tracé par le boulevard Saint-Germain, la rue Dante, rue Lagrange et la Cité. Fulgence Bienvenüe était réticent à ces variantes privilégiant le tracé originel (voir Yoann Brault et Baptiste Essevaz-Roulet, « La rue de Rennes, un siècle d’hésitation » (notamment chapitre IV « IV. Le troisième tronçon : cent ans de vains efforts »), in Bulletin de la Société de l'histoire de Paris et de l'Île-de-France, et - 2007-2008, 179-285).. Ce nouveau tracé possède également plus de cohérence pour un axe nord-sud, suivant les grands courants de circulation parisiens. Une seconde modification du tracé est retenue : la déviation temporaire par la gare Montparnasse est décidée afin de ne pas entraîner un nouveau retard pour cette ligne très attendue par les Parisiens. Elle est rendue nécessaire par le retard du percement du boulevard Raspail entre la rue de Rennes et le boulevard du Montparnasse, .. Une fois le boulevard Raspail percé dans son intégralité, il est prévu de couper au plus court sous celui-ci et ne plus desservir la gare Montparnasse. On peut d'ailleurs remarquer au sud de la station Vavin que le tunnel est prévu pour le passage final par le boulevard Raspail. Mais l'intérêt majeur de la desserte de trois grandes gares parisiennes par la ligne fait plus tard abandonner ce choixJean Robert, op. cit., ..
Un chantier spectaculaire vignette|upright|gauche|Les fermes de la place Saint-Michel et du boulevard Saint-André avant le fonçage.
vignette|Carte postale expliquant le chantier de la traversée sous-fluviale de la Seine par la méthode des caissons foncés sous pression d'air.
Le chantier, réalisé par l'entreprise de Léon Chagnaud, ancien maçon de la Creuse, peut enfin être lancé en 1905, et la ligne 4 devient la première à franchir la Seine en souterrain. La méthode retenue de traversée sous-fluviale est celle de caissons métalliques de vingt à quarante mètres de longueur montés sur les berges et foncés verticalement dans le lit du fleuve. Les extrémités des caissons sont obstruées, puis ceux-ci sont remorqués à leur emplacement avant d'être lestés d'eau et coulés dans le lit du fleuve. Au niveau inférieur de ces caissons, une chambre de travail emplie d'air sous pression accueille le travail des ouvriers. Le caisson s'enfonce au fur et à mesure du dégagement du sol jusqu'à sa position définitive. Le grand bras nécessite l'emploi de trois caissons, le petit bras, deux caissons.
vignette|Coupe d'une station sur puits vertical, comme Cité ou Saint-Michel.
Le passage de la Seine est aussi marqué par l'utilisation de la congélation du sol trop humide entre la station Saint-Michel et la Seine, sous la voie du chemin de fer de la Compagnie du Paris-Orléans (aujourd'hui RER C) en 1908 et 1909. L'installation de deux usines frigorifiques permit la circulation de saumure refroidie à dans plusieurs dizaines de tubes pour stabiliser le terrain..
Le tronçon nord est le premier achevé : il est ouvert le de Porte de Clignancourt à Châtelet. Le tronçon sud est ouvert le de Porte d'Orléans à Raspail. La jonction entre les deux tronçons est réalisée le . Pourtant, cette ligne si attendue est fermée au trafic quelques jours plus tard : en , le niveau de la Seine dépasse sa cote d'alerte, avant de provoquer la plus grave inondation du siècle. Le matin du , d'importantes infiltrations d'eau à la traversée de la Seine font interrompre le service entre Châtelet et Vavin ; le service est néanmoins repris dans la journée. Mais les infiltrations devenant de plus en plus inquiétantes, le trafic est à nouveau interrompu dans l'après-midi. Le 26, l'eau noie complètement la station Châtelet et la traversée sous-fluviale, avant de remonter lentement le tunnel. Dans la nuit du 27 au 28, elle atteint Réaumur puis Gare de l'Est : la ligne est alors réduite à son exploitation minimale : de Clignancourt à Gare du Nord et de Vavin à Porte d'Orléans. La décrue durant le mois de février permet une reprise progressive de l'exploitation ; il faut néanmoins attendre le pour voir la ligne rouverte dans son intégralité après réparation des nombreux dégâts causés à l'infrastructureJean Robert, op. cit., ..
Durant les années 1930, la ligne 4 est le cadre d'un drame durant une période politiquement troublée : le , un paquet abandonné dans une voiture est emporté par un contrôleur dans le bureau du chef surveillant, situé sur un des quais de la station Montparnasse. Le paquet explose et tue ce dernier, blesse l'autre agent ainsi que quatre voyageurs. Les auteurs de l'attentat ne sont pas retrouvésJean Robert, op. cit., ..
Durant la Seconde Guerre mondiale, le plus violent bombardement que subit Paris dans la nuit du 20 au vise la gare de marchandises de la Chapelle et l'atelier central du réseau routier, rue Championnet. La voûte de la station Simplon est atteinte par une bombe et s'effondre sur les voies et quais. Des réparations hâtives permettent de remettre en service la ligne quelques jours plus tardJean Robert, op. cit., ..
Le métro sur pneus et la déviation de la ligne
vignette|Matériel sur pneus MP 59.
L'expérimentation du métro sur pneumatiques sur la ligne 11 à partir de 1956 donne satisfaction à la RATP. Celle-ci décide donc d'équiper en priorité les lignes 1 et 4 pour le roulement sur pneus, qui permet d'augmenter la capacité des lignes par de meilleures accélérations et décélérations du matériel grâce à une adhérence bien supérieure.
Au début des années 1960, ces deux lignes sont les deux plus chargées du réseau, atteignant aux heures de pointes un niveau de fréquentation critique (140 % de charge à la pointe du soir). Cependant, cette seule évolution étant insuffisante pour résorber cette saturation, la longueur des stations est allongée de soixante-quinze à quatre-vingt-dix mètres, ce qui permet de porter les compositions de cinq à six voitures par rame. Ces travaux sont menés très rapidement, et dès le mois d', des trains sur fer de six voitures parcourent la ligne, grâce à l'ajout d'une motrice M supplémentaire par rame. Le , le premier train sur pneus MP 59 roule sur la ligne ; ce matériel est identique sur les lignes 1 et 4, en composition à quatre motrices et deux remorques par rame. Le parc comporte alors , soit et . Le , le dernier train fer quitte la ligne, ce qui permet de renforcer le service d'autres lignes et de réformer une centaine de voitures construites avant 1914Jean Robert, op. cit., 157-158. En , la ligne 4 est la seconde du réseau après la ligne 11 à être équipée d'une grecque pour le pilotage automatique électroniqueBernard Sirand-Pugnet, De la Grand-mère à Météor, 45 ans d'évolution de la technologie des voies au métro de Paris, 43.