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La situation ferroviaire exceptionnelle de Chambéry a conduit à la construction de la rotonde, pour faciliter les manœuvres et l'entretien des locomotives.
C'est l'une des dernières grandes réalisations d'une charpente métallique articulée de grande portée en France, cette technique ayant ensuite disparu avec l'avènement du béton armé. Elle est composée de deux parties : un anneau de 27m de large et une coupole de 55m de diamètre. Le bâtiment totalise 34m de haut, 110m de diamètre et pèse 900 tonnes.

Alors que les installations ferroviaires étaient la cible des alliés, la rotonde fut miraculeusement épargnée par le bombardement de 1944. Quand sa destruction fut envisagée en 1980, quelques cheminots passionnés réussiront à convaincre la direction de la SNCF de conserver ce précieux témoignage industriel du début du siècle. Elle fut classée monument historique en 1984.
Entretenue et restaurée progressivement par la SNCF, elle est encore utilisée pour l'entretien d'une cinquantaine de locomotives, notamment une machine datant des années 1900.