Défini par la loi portant réforme ferroviaire du 4 août 2014 comme « l’ensemble des moyens humains et matériels mis en œuvre sur le réseau ferré national pour assurer sa gestion et l’exécution des services de transport l’utilisant », le ferroviaire est un système composé de multiples dimensions. Dans ce cadre, cette thèse s’efforce d’analyser sous un angle forcément transdisciplinaire les relations entre les différentes composantes du système ferroviaire, afin de le rendre intelligible. En complétant cette approche empirique par la modélisation du fonctionnement des services ferroviaires conventionnés de voyageurs, captant la majorité des fonds publics alloués au secteur, il s’agit également de contribuer à la compréhension du système ferroviaire et de ses enjeux contemporains, au bénéfice de ses décideurs, et tout particulièrement les autorités publiques. / The current government’s legislation to restructure the rail sector defines the national rail system as a complex system composed of “all the human and material means implemented on the national rail network in order to ensure the management and delivery of transport services using it”. Within this framework, this thesis attempts to analyze in a necessarily interdisciplinary perspective the relationship between the different components of the rail system, in order to make it intelligible. It aims to contribute to understanding the railway system and its current issues, by completing this empirical based approach to modeling the public service obligations, which represent most of the traffic and publics funds on the French rail network