Le réseau ferroviaire : du monopole naturel à la régionalisation

Tentons de proposer une première définition des réseaux ferroviaires. La première démarche classique est d'isoler le réseau physique de l'exploitation. Si l'on s'en tient à cette segmentation et en se concentrant sur l'architecture physique du réseau, on peut observer deux types de réseaux : certains réseaux sont spatialisés, d'autres moins, comme le réseau Internet ou les réseaux de téléphonie mobiles. Les réseaux de transport ont des caractéristiques propres qui les distinguent de ces autres réseaux. D'abord ils doivent être perçus comme des réseaux à base de flux représentant les mouvements des personnes et des biens. Les réseaux de transports, et donc les réseaux ferroviaires, peuvent être représentés sur un graphe comprenant un ensemble de noeuds (nodes) et de liens (links) ce qui les distingue des réseaux purs (Bell et alii, 1977). Ils se conçoivent ensuite dans l'espace et dans le temps.

De manière spatiale, un réseau de transport est représenté par une série de liens et de noeuds. Un lien relie deux noeuds et un noeud met en relation deux liens ou plus. Ces liens peuvent être dirigés ils nous renseignent sur la direction du mouvement ou non-dirigés. Deux liens sont parallèles s'ils relient la même paire de noeuds dans la même direction. Une boucle est un réseau singulier qui relie le même noeud au début et à la fin.

Ces premières réflexions nous renseignent sur l'inscription spatiale des réseaux. Le réseau ferroviaire se définit d'abord par cette inscription spatiale. Reprenant un exemple de Curien (2000) et en considérant que les coûts sont proportionnels à la distance, pour une distance donnée AC, un réseau étoilé de type "hub " autour d'un point "i " possède une fonction de coût inférieure à un réseau ABC, à condition que l'angle BAC soit inférieur à 120°. Cette perspective peut renforcer la prise en compte d?un réseau régional en étoile, autour d'un grand centre urbain.

Dans les réseaux en général, les liens peuvent avoir des caractéristiques différentes. Pour un réseau de transport, les liens sont définis par : la longueur, le coût (temporel mais en général une combinaison du temps et de la distance) et la capacité. Des flux de biens et de services sont diffusés sur le réseau, en s'appuyant sur des matrices origines-destinations et un mouvement correspond à un flux entre une origine et une destination précise. Dans une perspective spatiale des réseaux de transport, et en particulier ferroviaire, les origines destinations sont physiquement marquées dans l'espace, comme les gares. Ces dernières peuvent aussi remplir une fonction de diffusion de services ou d'échanges comme c'est le cas au Japon où les gares servent de centres commerciaux.

Les réseaux ferroviaires ont néanmoins certaines caractéristiques propres. Ils peuvent être linéaires lorsqu?il ne s?agit que d'une liaison de ville à ville ou se positionner dans l'espace en un véritable réseau maillé, ce qui est plutôt le cas dans les pays développés ou dans le cadre des agglomérations. Ils apparaissent ainsi unifiés et prennent très souvent le nom de " réseau ferré national " comme c'est le cas en France avec Réseau Ferré de France (RFF). Cette perception vient du fait qu'ils sont inscrits dans un seul espace continu, l'espace physique, et qu'ils sont interconnectés et souvent standardisés pour faciliter la gestion des flux.

Cette perception physique, apparemment unifiée et intégrée, des réseaux mérite de nouveaux approfondissements. Le réseau ferroviaire doit être perçu de manière plus complexe, que l'on prenne en considération les flux qu'il sous-tend ou les différentes couches qui le composent (Curien, 2000).