Après avoir accompagné la révolution industrielle au XIXe siècle, le transport ferroviaire ne parvient que difficilement à s’adapter aux défis que lui a lancés la route depuis une centaine d’années. Depuis le début du XXe siècle, le rôle des chemins de fer dans le transport des marchandises et de voyageurs n’a cessé de décliner. Dans les pays de l’Union Européenne, il n’assure plus désormais que 6 % du transport de voyageurs et 16 % du transport de marchandises. Le renouveau du transport ferroviaire européen est aussi marqué par le développement du train à grande vitesse. Le trafic total de voyageurs « grande vitesse » est de 15 milliards de voyageurs-km en 1990 contre 111 milliards de voyageurs-km en 2014 soit une croissance globale de 740 %. La Part du trafic total de voyageurs « grande vitesse » a progressé, elle est passée de 4 % en 1990 contre 25 % en 2014. Le constat évident est que, depuis le début des années 1990, les chemins de fer ont perdu des parts de marché et ont donc exigé des subventions croissantes. La nécessité d’améliorer cette situation a conduit à imaginer un large éventail de possibilités d’action de la part des pouvoirs publics nationaux et européens. Depuis le début des années 90, la Commission Européenne s’est engagée dans un vaste chantier dont la finalité est la construction d’un espace ferroviaire intégré. Dans un contexte de marasme ferroviaire européen, nous voulons apprécier les performances des chemins de fer afin d’identifier les principaux facteurs qui permettront d’éviter le déclin. Nous partons de l’idée que les chemins de fer se doivent d’être performants sur le plan de la production et de la commercialisation des biens et services. Chacun des quatre chapitres de cette thèse utilise diverses méthodes pour contribuer au champ croissant de l’économie du transport ferroviaire. Le premier chapitre utilise les mesures partielles des indicateurs de productivité pour évaluer la performance d’un panel de quatre compagnies ferroviaires européennes, la DB en Allemagne, la SNCF en France, la RENFE en Espagne et les FS en Italie, observées entre 1990 et 2012. Notre objectif ici est double, dresser un bilan de la situation actuelle et révéler la trajectoire des entreprises ferroviaires européennes majeures sur une période débutant un peu avant les réformes ferroviaires initiées par la Commission européenne. Les indicateurs retenus nous ont permis d’évaluer quatre domaines de performance : la performance productive, la performance commerciale, la performance économique et la performance financière. Il est question pour nous d’évaluer l’efficacité de la directive 91-440 du 29 juillet 1991 relative au développement de chemins de fer communautaires, directive qui recommande de promouvoir l’indépendance de gestion des entreprises ferroviaires, ainsi que leur assainissement financier, en particulier leur désendettement. Le deuxième chapitre aborde le cadre théorique de l’efficacité technique, en passant en une revue les fondements théoriques et en présentant la méthodologie des frontières. Pour compléter cette analyse, nous proposons une revue de littérature non exhaustive des études empiriques portant sur l’évaluation des performances des chemins de fer. Le troisième chapitre propose des contributions empiriques à la mesure des performances des chemins de fer. Il est question pour nous d’évaluer, de comparer et d’expliquer les écarts de performances de certains pays de l’union européenne. Quatre indicateurs de performance ont retenu notre attention : l’efficacité productive, l’efficacité commerciale, l’efficacité technique et la variation de la productivité totale des facteurs. Pour ce faire nous avons simultanément estimé trois frontières paramétriques et stochastiques, à savoir, une frontière de production orientée input, une frontière de consommation et une frontière d’efficacité technique orientée input.... / After having accompanied the industrial revolution in the 19th century, rail transport difficultly adapt to the challenges launched by the road since a hundred years. Nowadays, European rail transport suffers from competition from the road, both for travellers and cargo. Since the beginning of the 20th century, the role of the railways in the goods and passengers transport has been declining. In the countries of the European Union, it now does ensure only 6% of passenger transport and 16% of goods transport. The European rail transport renewal is also marked by the development of the high-speed train. Total passenger "high speed" traffic is 15 billion passenger-km in 1990 against 111 billion passenger-km in 2014, that is an overall growth of 740%. The share of total passenger "high speed" traffic has increased from 4% in 1990 to 25% in 2014.The obvious observation is that, since the beginning of the 1990s, the railways have lost market share and therefore required growing subsidies.The need to improve this situation led to imagine a wide range of possibilities for action by national and European public authorities. Since the beginning of the 1990s, the European Commission is engaged in a vast reform aiming at the construction of an integrated railway area.In a context of European rail slump, we want to appreciate the performance of the railways in order to identify the main factors that will avoid the decline. We start from the idea that railways must be efficient in terms of production and commercialization of services.Each of the four chapters of this thesis uses various methods to contribute to the growing field of the rail transport.The first chapter uses the partial measures of productivity indicators to evaluate the performance of a panel of four European railway companies, the DB in Germany, SNCF in France, the RENFE in Spain and FS in Italy, observed between 1990 and 2012. Our aim here is twofold, to take stock of the current situation and reveal the path of major European rail companies on a period starting a little before the railway reforms initiated by the European Commission. These indicators help us to evaluate four areas of performance: productive performance, business performance, economic performance and financial performance. It is for us the opportunity to evaluate the efficiency of the directive 91-440 of 29 July 1991 relating to the development of Community railways, directive that recommends to promote the independence of management of railway companies, as well as their financial clean-up, especially their deleveraging. The second chapter shows the theoretical framework of technical efficiency, by a review of the theoretical foundations and by presenting the methodology of the borders. To complete this analysis, we propose a review of non-exhaustive literature of empirical studies on the evaluation of the performance of the railways. The third chapter suggests empirical contributions to the measurement of the performance of the railways. It is for us the opportunity to evaluate, compare and explain the differences in performance of some countries of the European union. Four performance indicators have caught our attention: productive efficiency, trade efficiency, technical efficiency and the variation of the total factor productivity. To this end, we simultaneously estimated three parametric and stochastic borders, namely, a production-oriented input border, a border of consumption and a border of technical efficiency-oriented input......