Tra il 1917 e il 1922, il tratto tra Romans - Bourg-de-Péage e Moirans fu reso a binario unico, su richiesta dell'esercito francese, per recuperare le rotaie del secondo binario e fonderle per fabbricare cannoni.
Nel 1922 fu raddoppiato il segmento tra Romans e Moirans. Nel 1959 quest'ultimo tratto fu nuovamente reso a binario unico e solo il tratto tra Valence e Romans - Bourg-de-Péage è rimasto a doppio binario.
La linea è stata sottoposta a importanti lavori all'inizio del XXI secolo per ridurne la saturazione. Dal 2007 al 2009 sono stati effettuati sulla linea importanti lavori denominati SAS (Sillon Alpin Sud) per la realizzazione del doppio binario tra St-Marcellin e Moirans.
La linea è stata completamente chiusa dal 9 dicembre 2012 al 14 dicembre 2013 tra le stazioni di Valence TGV e Moirans a causa di lavori di elettrificazione a 25 Kv 50 Hz in corrente alternata. Il raccordo celettrificato in corrente continua a 1,5 Kv a Valence-Ville esisteva fin dal 1994) Durante questo periodo tutti i TER sono stati sostituiti da autobus. Soltanto i TGV Parigi-Miramas hanno continuato a circolare normalmente tra il raccordo LGV di Saint-Marcel-lès-Valence e Valence-Ville, tratto non interessato dai lavori poiché già elettrificato dal 1994. A Chatte, tra le sottostazioni LGV di Chambaud e Moirans-Perelle, è stato installato un cambio di sezione, ed è stato anche creato un raccordo a binario unico tra la LGV Méditerranée e la linea classica Valence-Moirans, che è utilizzato da alcuni TGV Annecy-Marsiglia e dai TGV Parigi-Grenoble che lo utilizzano in caso di interruzione del traffico tra Lione e Grenoble.
La linea percorre la bassa valle dell'Isère, sulla sponda sinistra di Saint-Marcel-lès-Valence (raccordo Cagnard sulla linea PLM) fino al viadotto Vernaison, situato a sud di Romans, per poi proseguire sulla sponda destra a nord di questo viadotto. Per gran parte del suo percorso, la linea corre sui terrazzi dell'Isère e interseca alcuni speroni rocciosi, che hanno giustificato la perforazione di tre gallerie e di un passaggio laterale alla parete, la Fossa degli Etroits.
I raggi di curvatura scendono localmente a 455 metri intorno al viadotto del Furand, e a 550 metri quando si passa attraverso il tunnel della Têche, anticamente chiamato tunnel di Beaulieu, dal nome della città vicina.
La pendenza della linea non supera il 10‰ e raggiunge il suo culmine intorno a Saint-Sauveur , .
La velocità massima della linea è generalmente compresa tra 120 e 140 km/h a seconda delle tratte.
La linea è dotata in particolare delle seguenti opere:
13 ponti stradali (PRO),
3 gallerie: la galleria Têche con una lunghezza di 172 m, la galleria Poliénas con una lunghezza di 781 m e la galleria Rochefort con una lunghezza di 235 m,
7 reti di rilevamento caduta massi (3 a St-Lattier , 3 a Têche e 1 a Tizin),
8 ponti ferroviari (PRA) di lunghezza compresa tra 50 e 300 metri.
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