Bau, Eröffnung und erste Jahre

Die Strecke entstand im Zuge des ersten Netzes im Vivarais. Es umfasste die Strecken Lavoûte-sur-Loire-Yssingeaux (eröffnet 1890), La Voulte-sur-Rhône–Le Cheylard und Tournon–Lamastre (beide 1891 eröffnet).

Die Inbetriebnahme der letzteren durch die Compagnie de chemins de fer départementaux (CFD) erfolgte am 12. Juli 1891. Den amtlichen Vorgaben entsprechend betrug der minimale Kurvenradius 100 m, der Oberbau begrenzte die zulässige Achslast auf 8 t. Die maximale Steigung betrug 20 ‰. Mit dem Dreischienengleis in Tournon wurde ein weiterer Tunnel oder eine Führung der Nebenbahn im Straßenraum vermieden, dafür mussten Zahlungen an die PLM geleistet werden.

Es verkehrte nur ein Zug auf der Strecke, der dreimal täglich zwischen den Endpunkten pendelte. Er führte neben Güterwagen Personenwagen der ersten, zweiten und dritten Klasse und legte die 32,6 km lange Strecke in beiden Richtungen in 1:25 h zurück, was einer Reisegeschwindigkeit von 23 km/h entsprach. Dabei hielten die kaum 200 PS starken Mallet-Lokomotiven mit 80 t Anhängelast auf der stetigen Steigung talaufwärts Geschwindigkeiten von mehr als 32 km/h ein, was hervorragender Lokführer und geschickter Heizer bedurfte. Dazu gab es einen Marktzug, der sonntags verkehrte.

Bereits vor der Inbetriebnahme der drei Strecken hatte die CFD über deren Erweiterung und Zusammenschluss zu einem Netz nachgedacht. Somit entstand die Idee des „Étoile du Cheylard“ (Stern von Le Cheylard) als Kreuzung zweier Achsen von Tournon nach Aubenas und von La Voulte nach Yssingeaux mit einem Abzweig in Richtung Dunières. Um diesen Plan zu verwirklichen war es nötig, die Täler zu verlassen und die Strecken über das Gebirge zu führen. Die amtlich genehmigten Steigungen wurden auf 32,5 ‰ erhöht.

Ab dem 11. Juli 1903 wurden die drei täglichen Zugpaare und der sonntägliche Marktzug im Tal des Doux über Lamastre hinaus bis Le Cheylard verlängert. Dabei wurde der 248 m lange Tunnel des Nonières durchquert, dessen schwieriger Bau die Eröffnung des Streckenabschnitts um mehrere Wochen verzögert hatte. Betriebsmittelpunkt der zusammengeführten Bahnen war fortan Le Cheylard. Die geplante Strecke nach Aubenas wurde nicht ausgeführt.

Der Personen- wie auch der Güterverkehr entwickelte sich positiv, nicht selten waren die Züge überfüllt. Die CFD ersuchte wiederholt nach der Erlaubnis, den sonntäglichen Marktzug auf 24 Wagen oder 60 Achsen verlängern zu dürfen. Hierfür wurde 1913 eine Ausnahmegenehmigung erteilt.

1914 bis 1944

Während des Ersten Weltkriegs wurde Personal eingezogen, im Jahr 1916 wurden Lokomotiven und Wagen requiriert und die Kohlenzuteilungen reduziert. Vier Jahre lang verkehrte nur noch ein tägliches Zugpaar, die Marktzüge entfielen weitgehend. Reisende mussten nicht selten auf provisorischen Bänken in Güterwagen Platz nehmen. Erst im Winter 1920 kam wieder ein zweites Zugpaar hinzu, 1922 war der alte Zustand schließlich wiederhergestellt.

In den 1930er Jahren schaffte die Betreibergesellschaft, um angesichts des aufkommenden Kraftfahrzeugverkehrs zu überleben, leichte Schienenbusse der Hersteller De Dion-Bouton und Billard an. 1938 hatten sie die Dampflokomotiven auf der Strecke weitgehend verdrängt, jenen blieb nur der Güterverkehr, der Personenverkehr an den Markttagen und ein einziger gemischter Zug. Die Dieselmotoren der kleinen Triebwagen erwiesen sich jedoch als störanfällig, ein zuverlässiger Verkehr konnte vor deren Austausch nach dem Zweiten Weltkrieg zunächst nicht gewährleistet werden.

Zwischen 1928 und 1938 hatte sich das Defizit der CFD vervierfacht, was den Unterhalt der Infrastruktur erschwerte. Insbesondere auf der „Hauptstrecke“ La Voulte–Dunières kam es wiederholt zu Entgleisungen aufgrund des verschlissenen Oberbaus. Der Zweite Weltkrieg führte zu einer Rationierung der Zuteilungen, so erhielt die Gesellschaft im Jahr 1942 nur 2000 statt der gewünschten 14 000 Schwellen. Bereits seit September 1939 verkehrten nur noch zwei tägliche Zugpaare auf der Strecke, die als gemischte Züge von Dampflokomotiven befördert wurden. Am 5. Januar 1943 entgleiste ein Zug kurz vor dem Viaduc du Garnier bei Kilometer 23 nordöstlich von Lamastre, wo fünf aufeinanderfolgende Schwellen gebrochen waren. Bis 1947 blieb dennoch eine grundlegende Erneuerung der Gleise aus.

Im Oktober 1935 war die Strecke aufgrund von Steinschlag nach Starkregen mehrere Tage lang gesperrt. Dagegen konnte der Verkehr am 3. August 1963, als der Doux innerhalb weniger Minuten um mehrere Meter anstieg und viele Menschen mit sich riss, aufrechterhalten werden.

Im November 1942 wurde das Gebiet der Unbesetzten Zone von den deutschen Truppen okkupiert. Die Besatzer durchsuchten die Fahrgäste im Endbahnhof Tournon, weshalb Passagiere mit Waren für den Schwarzmarkt schon vorher ausstiegen. Dies brachte dem kleinen Bahnhof Saint-Jean-de-Muzols bis 1944 hohe Zahlen an ein- und aussteigenden Personen.

Als Folge der Kriegsereignisse, während deren Endphase sich das Netz der CFD zwischen der von den Deutschen kontrollierten Zone und von der Résistance gehaltenen Gebieten befand, wurde der Verkehr auf der Strecke Tournon–Le Cheylard im April 1944 eingestellt. Der Beschuss des Orts Le Cheylard Anfang Juli 1944, wo sich die Kommandozentrale der Armée secrète befand, sowie ein deutscher Luftangriff Mitte jenes Monats, führten zu schweren Schäden am dortigen Bahnbetriebswerk und Rollmaterial. Darüber hinaus blieb das Netz beim Rückzug der Wehrmacht aber weitgehend intakt, auch wurde keine der Brücken gesprengt. Dieser Umstand ermöglichte, im Gegensatz zu schwerer beschädigten Schmalspurbahnen, die Reaktivierung der Strecken, denn Mittel für deren Wiederaufbau sah der Marshallplan nicht vor.

Nachkriegszeit

Während der ersten drei Jahre nach der Befreiung wurden die wichtigsten Instandsetzungsarbeiten ausgeführt. Die seit Kriegsbeginn stillstehenden Schienenbusse wurden reaktiviert. 1948 und 1949 erwarb die CFD drei Diesellokomotiven und leitete damit das Ende der Dampftraktion im Güterverkehr ein. Obwohl die Strecke Tournon–Le Cheylard das geringste Defizit im Netz erwirtschaftete, wurde seitens des Corps des ingénieurs des ponts et chaussées 1951 erstmals ihre Stilllegung vorgeschlagen. In den folgenden Jahren wurde diese Forderung wiederholt gestellt, am 31. Oktober 1968 verkehrte schließlich der letzte Zug. 1970 wurde das Gleis zwischen Le Cheylard und Lamastre abgebaut, der weiterführende Abschnitt bis Tournon blieb jedoch erhalten.