Le développement des réseaux de transport requiert d’importants investissements financiers et une étroite collaboration entre les acteurs publics et privés. La viabilité économique de ces projets est souvent explorée à l’aide d’analyses coût-bénéfice. Dans ce mémoire, nous appliquons une nouvelle méthodologie, appelée MOLINO-II, au projet de train à haute vitesse (THV) reliant la ville de Québec à Windsor (Ontario). Par rapport aux approches financières et économiques traditionnelles, cette approche développée notamment par de Palma et collab. (2010) permet de mieux appréhender les comportements stratégiques de l’ensemble des acteurs (opérateurs de trains et des modes de transport concurrents, propriétaires d’infrastructures, gouvernements et utilisateurs) à l’aide d’un système d’équations comportementales et d’équilibres. Ici, nous nous concentrons sur la modélisation du réseau de transport entre les principales villes du réseau (Québec, Montréal, Ottawa, Toronto, Windsor) en considérant le réseau terrestre (train, voiture et autocar) et aérien (avions de ligne). Seul l’aspect « demande » ou « utilisateur » du modèle est exploré. Nous laissons la modélisation de l’offre de transports pour de futures recherches. Ce travail n’est donc qu’une première étape vers l’élaboration d’un modèle plus complet, qui permettrait de convertir notre analyse en un outil d’aide à la décision.