Le projet prévoit la modernisation et la sécurisation de 16 kilomètres de la ligne Avignon–Carpentras.

• Remplacement et adaptation de la totalité de la voie pour permettre la circulation des trains jusqu’à 120 km/h.
• Rénovation d’ouvrages d’art situés sur la ligne.
• Signalisation automatique avec commande à distance permettant de réguler la circulation des trains.
• Aménagement des gares et requalification des sites et de leurs accès, avec la création de parkings, de dépose‑minutes, d’aménagements paysagers et d’itinéraires de rabattement pour les véhicules particuliers, les transports collectifs et les circulations douces (piétons, vélos).
• Fermeture de 9 passages à niveau (+ 1 piéton) sur les 12 existants, avec des aménagements complémentaires.