Le réseau ferroviaire de l’Alsace et de la Moselle est un réseau de chemin de fer spécifique du fait de sa situation géographique, une zone frontière au cœur de l'Europe, et de son histoire indissociable des grands conflits des et de leurs conséquences sur son territoire qui alterne des périodes d'administration allemande et française. Le territoire couvert par ce réseau correspond à la collectivité européenne d'Alsace et au département de la Moselle, soit le territoire de l'ancien Reichsland Elsaß-Lothringen. vignette|Affiche des Chemins de fer d'Alsace et de Lorraine, la cathédrale de Strasbourg. Ce réseau présente la particularité d'avoir une circulation des trains à droite et les signaux implantés également à droite.
L'histoire du réseau commence dès la fin des années 1830, avec Nicolas Koechlin et sa Compagnie du chemin de fer de Mulhouse à Thann. Elle se poursuit avec quelques grandes périodes marquées notamment par la Compagnie des chemins de fer de l'Est de 1854 à 1871, la Kaiserliche Generaldirektion der Eisenbahnen in Elsaß-Lothringen (EL) de 1871 à 1918 lors de l'annexion allemande, l'Administration des chemins de fer d'Alsace et de Lorraine (AL) de 1919 à 1938, la Deutsche Reichsbahn de 1940 à 1944 lors de la seconde annexion, et la Société nationale des chemins de fer français (SNCF).
La majorité du réseau appartient à l'État et est principalement géré par SNCF Réseau comme l'ensemble du réseau ferré national.
Historique Création du réseau Le chemin de fer en Alsace a connu ses débuts le avec l'inauguration de la ligne de Mulhouse à Thann. La ligne de Strasbourg à Bâle est mise en service le . Elle est complétée, le Livre : Le rail en France, les 80 premières lignes 1828 - 1851 par François et Maguy Palau, auteurs éditeurs, 1995., par la section de Sarrebourg à Strasbourg de la ligne de Paris à Strasbourg. Côté lorrain, le chemin de fer relie Metz à Nancy depuis le , puis Sarrebruck en Prusse dès 1852. À partir de 1854, le réseau est exploité par la Compagnie des chemins de fer de l'Est à la suite de la fusion de plusieurs compagnies (notamment la Compagnie du chemin de fer de Paris à Strasbourg et la Compagnie du chemin de fer de Strasbourg à Bâle puis la Compagnie du chemin de fer de Mulhouse à Thann). Cette dernière réalisa la ligne de Strasbourg à Kehl, un saut de puce au-dessus du Rhin, en 1861.
Développement sous l'Empire allemand Après la défaite française et la cession de l'Alsace et d’une partie de la Lorraine au nouvel Empire allemand, le réseau ferré (ainsi que celui de la Société royale grand-ducale des chemins de fer Guillaume-Luxembourg) est géré et étendu par la « Kaiserliche Generaldirektion der Eisenbahnen in Elsass-Lothringen » (EL) créée le en 1871. La gare-frontière de Deutsch-Avricourt est construite à Avricourt, sur la ligne Paris - Strasbourg, en 1875. De nouvelles liaisons furent créées vers l'Allemagne et le Luxembourg mais pas vers la France.
En 1877, l'ouverture de la ligne de (Sarrebourg) Réding à Metz permet la constitution du principal axe du réseau : Luxembourg - Metz - Strasbourg - Bâle.
Sa longueur développée a presque triplé durant cette période. De de lignes en 1871, le réseau compte de lignes à voie normale et de lignes à voie étroite à la veille de la Première Guerre mondiale. Les normes allemandes faisaient (et font toujours) rouler les trains à droite.
Au début du , la Compagnie des transports strasbourgeois (CTS) exploite également de nombreuses lignes de tramway interurbaines. Ce réseau, appelé le suburbain, comptait à son apogée une centaine de kilomètres de lignes à voie métrique dans sa partie alsacienne. D'autres lignes à voie étroite, exploitées par des compagnies locales ou par l'EL, existent dans le sud de la Moselle et aux alentours de Colmar.
Cette période voit aussi le développement d'importants réseaux ferroviaires industriels privés comme ceux des Houillères de Lorraine ou des Mines de potasse d'Alsace. L'administration forestiere entreprend pour sa part la réalisation de chemins de fer forestiers dans le massif des Vosges (Abreschviller, Barr, Schirmeck).
Administration française
L'Administration des chemins de fer d'Alsace et de Lorraine (AL), a été créée le aux lendemains de la Première Guerre mondiale, à la suite de la réintégration de l'Alsace-Moselle au territoire français. Son objet était l'exploitation des réseaux ferrés repris à la Kaiserliche Generaldirektion der Eisenbahnen in Elsaß-Lothringen. La création d'une administration pour gérer ce réseau ferré trouve son origine dans le refus de la Compagnie des chemins de fer de l'Est de s'en occuper.
Avant la nationalisation, le réseau de l'AL comportait une vingtaine de dépôts et annexes-traction dont Bénestroff, Colmar, Haguenau, Hausbergen, Mulhouse-Île-Napoléon, Phalsbourg-Maisons-Rouges, Réding, Sarrebourg, Sarreguemines, Saverne et Strasbourg-Ville. La commune de Bischheim, au nord de Strasbourg, accueillait de vastes ateliers de réparation.
Seconde Guerre mondiale et SNCF Le , l'AL devient l'une des composantes de la nouvelle Société nationale des chemins de fer français (SNCF). Les réseaux de l'AL et de la Compagnie des chemins de fer de l'Est constituent alors la nouvelle région Est de la SNCF.
Le , les autorités allemandes informent la SNCF que les installations ferroviaires de la Moselle, du Bas-Rhin et du Haut-Rhin dépendent dorénavant des directions régionales de la Deutsche Reichsbahn (DR) établies à Mayence et à Karlsruhe. Le , la SNCF est définitivement chassée du réseau. Le territoire étant officieusement annexé au Reich, les anciennes gares frontières de la période 1871-1918 sont remises en serviceL'annexion de fait par le Reich, sur le site Train Alsace (consulté le 21 août 2016)..
À la fin de la Seconde Guerre mondiale, le réseau revient à nouveau dans le giron de la SNCF. La SNCF exploite également le réseau ferré Luxembourgeois jusqu'à la création de la Société nationale des chemins de fer luxembourgeois (CFL) en 1946.
Au cours de la seconde moitié du de nombreuses lignes secondaires sont fermées (comme sur l'ensemble du réseau ferré national français).
Les lignes les plus chargées du réseau sont électrifiées dans les années 1950 et 1960.
La plus grande gare de triage de France est mise en service entre 1963 et 1964 à Woippy, au nord de Metz.
Au début des années 1970, le TGV 001 est testé sur la ligne de la plaine d'Alsace.
La Moselle vit circuler les dernières locomotives à vapeur de la SNCF en service commercial. La toute dernière fut la 141 R 73 du dépôt de Sarreguemines le ..
Situation actuelle De nos jours, deux gares de la Moselle sont gérées et exploitées par les chemins de fer luxembourgeois : les gares de Volmerange-les-Mines et d'Audun-le-Tiche.
Depuis 1997, la gare de Sarreguemines est desservie par le tram-train allemand Saarbahn. Le tram-train Mulhouse Vallée de la Thur, mis en service en décembre 2010, est le premier tram-train interconnecté entièrement français.
En 2015, les départements du Bas-Rhin et du Haut-Rhin comptent environ 120 gares ouvertes au service des voyageurs et une soixantaine d'installations terminales embranchées pour de tonnes de marchandises transitant par le rail annuellement. La gare de Strasbourg-Ville est la troisième gare de province avec de voyageurs par anLes Saisons d'Alsace, DNA, « La grande histoire du train », mars 2015, page 20..
Les deux départements alsaciens et la Moselle conservent un important patrimoine ferroviaire avec la cité du train de Mulhouse et plusieurs chemins de fer touristiques : le Chemin de fer touristique du Rhin, le Train Thur Doller Alsace, le Chemin de fer forestier d'Abreschviller, Chemin de fer touristique de la vallée de la Canner, les vélos-rail de Dieuze et de Drulingen.
L'industrie ferroviaire y est bien représentée avec l'usine de Reichshoffen (anciennement De Dietrich Ferroviaire), Vossloh Cogifer également à Reichshoffen, Geismar à Colmar, Lohr à Duppigheim et Lormafer à Creutzwald.
Le réseau vignette|Les réseaux Alsace-Lorraine et Guillaume-Luxembourg en 1919. Le réseau de l'AL offre, par rapport aux autres réseaux ferroviaires français de la même époque, quelques particularités.
Il comptait (et compte encore aujourd'hui) cinq importants nœuds ferroviaires : Metz (jusqu'à 6 directions, 3 de nos jours), Sarrebourg - Réding (jusqu'à 5 directions, 4 de nos jours), Strasbourg (5 directions), Colmar (jusqu'à 7 directions, 5 de nos jours) et Mulhouse (5 directions).
Particularités Entre 1871 et 1946, il revient à l'EL, puis à l'AL l'exploitation du réseau ferroviaire de la Société royale grand-ducale des chemins de fer Guillaume-Luxembourg. Cette gestion sera reprise par la SNCF jusqu'à la création, le , de la Société nationale des chemins de fer luxembourgeois (CFL).
Son étendue n'est pas très importante, un peu plus de 2 320 kilomètres en 1937, et ne comporte que peu de lignes principales : Strasbourg - Mulhouse - Bâle (ligne 3), section Strasbourg - Nouvel-Avricourt de la ligne Paris - Strasbourg (ligne 1) et Luxembourg - Metz - Strasbourg (ligne 3 Nord). Le reste du réseau est constitué essentiellement de petites lignes secondaires, souvent en impasse. Les vitesses maximales relevées sont de ce fait peu importantes.
Il en découle un parc vapeur caractéristique avec peu de locomotives de vitesse (type S) et un nombre important de locomotives-tender (type T) mixtes pour trafic voyageurs et marchandises.
Maillon essentiel du chemin de fer en Europe, il est relié aux réseaux ferrés allemand, luxembourgeois, suisse et bien entendu français.
Sens de circulation des trains et signalisation Étant constitué sur les bases d'un réseau ferré allemand, il en garde de fortes caractéristiques : signalisation de type unifiée allemande, gabarit plus généreux, matériel pour l'essentiel de conception prussienne.
Les trains roulent du côté droit sur les lignes à double voie en Alsace et en Moselle depuis l'annexion de 1870 alors qu'ailleurs en France, ils roulent du côté gauche. En effet le réseau a été largement construit pendant la période de l'annexion et l'harmonisation ne s'est pas faite après la fin de Première Guerre mondiale car le chantier de transformation aurait été trop coûteux... Lors de la construction de la ligne à grande vitesse Est, cette pratique est conservée avec des inversions de sens par des sauts-de-mouton, comme au niveau du raccordement de Baudrecourt, mais l'uniformisation des sens de circulation sur le réseau national n'est pas retenue car les avantages qui auraient pu en résulter ont été jugés sans commune mesure avec les investissements considérables qu'il aurait fallu réaliser..
Le réseau disposait d'une signalisation ferroviaire qui lui était spécifique. Adoptée par l'EL en 1907 puis reprise par l'AL, celle-ci perdurera en l'état jusqu'en 1936 date à laquelle fut adoptée le code Verlant mettant en place une signalisation unifiée sur l'ensemble du réseau ferré national mais qui ne fera qu'adapter les signaux mécaniques existant. La modernisation enclenchée dans les décennies suivantes avec l'apparition des signaux lumineux supprime progressivement l'ancienne signalisation.
La différence de conception entre la signalisation ferroviaire des voies ferrées allemandes et françaises (ces dernières inspirées par les anglaises) est liée au sens de circulation des trains sur les lignes à double voie (ou au niveau des voies d'évitement). Par exemple, les signaux sont posés dans le sens "lisible" du côté où roulent les trains.