Le , Messieurs de Joannis, Samuel Blum et fils déposent, auprès du ministre de l'Intérieur, une demande pour établir un chemin de fer d'Épinac au canal de Bourgogne. Toutefois, le , une sentence arbitrale prononce la dissolution de la société formée entre Messieurs de Joannis, Samuel Blum et fils pour l'établissement du chemin de fer. Dès le , Samuel Blum et fils, concessionnaires des mines d'Épinac, prennent l'engagement d'établir le chemin de fer d'Épinac au canal de Bourgogne. La ligne leur est donc concédée par une ordonnance royale du suivant[1].
La ligne d'Épinac à Pont-d'Ouche comporte à l'origine deux plans inclinés, équipés de machines à vapeur stationnaires, à Ivry-en-Montagne (lieu-dit le Grand Champ) et à Montceau-et-Écharnant (lieu-dit la Grue). Ces machines, qui aidaient ponctuellement la traction animale, ont été remplacées par des locomotives — également à vapeur — en 1860 ; ces dernières, baptisées la Drée et l'Ouche, assurent dès lors la traction des trains sur l'ensemble du parcours[2].
Par un décret impérial du , la société des houillères d'Épinac est autorisée à rectifier le tracé de la ligne, à la prolonger jusqu'à la ligne de Paris-Lyon à Marseille-Saint-Charles, à proximité de Velars, et à la raccorder à la ligne d'Étang à Santenay (via Autun)[3]. Cependant, les travaux ne seront pas réalisés. Aussi, l'État rachète la concession, selon les termes d'une convention signée le entre le ministre des Travaux publics et la Société anonyme des houillères d'Épinac. Cette convention est approuvée par une loi le suivant[4]. Cette même loi autorise l'État à entreprendre les travaux.
La ligne d'Épinac à Velars est concédée à la Compagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée (PLM) par une loi, le [5]. Une loi du déclare d'utilité publique le prolongement de la ligne de Velars à Dijon et approuve sa concession au PLM[6]. Cette ligne ouvre le ; l'écartement de 1,5 m de la section originelle, dont le tracé a été modifié[2], a laissé place à une voie normale.
En 1952, la ligne rouvre au service des voyageurs entre Dijon-Ville et Gissey-sur-Ouche. Ce tronçon ferme en 1967, et la section complète entre Velars-la-Cude et Ivry - Cussy est neutralisée en 1968, puis déclassée en 1969. Entre 1971 et 1973, la section reliant Plombières-Canal à Velars-la-Cude est neutralisée puis déclassée à son tour.
Dès lors, seule une courte portion entre Dijon-Ville et Plombières-Canal reste exploitée, avant d'être finalement fermée puis déclassée en 1989. Néanmoins, le tunnel situé au départ de la ligne (en l'occurrence à proximité de la gare de Dijon-Ville) est resté utilisé en tant que voie de garage et de manœuvre électrifiée[7],[8] ; cette affectation ne semble plus être d'actualité dans les années 2020, puisqu'un carré disposé à son entrée empêche désormais toute circulation d'y pénétrer[9],[10].
Renaissances touristiques
Au début des années 1980, le Petit train de la Côte-d'Or (chemin de fer touristique) est mis en service entre Velars et Plombières-Canal[11]. Sa voie étroite de 600 mm utilise alors la même plate-forme que la ligne de la SNCF[12]. Le petit train atteint le lac Kir[13] à la fin de cette décennie, à la suite de la fermeture de la voie normale et de la réduction d'écartement de cette dernière ; toutefois, l'exploitation cesse en 2000[11].
↑« No 14043 – Ordonnance du roi qui autorise les Sieurs Samuel Blum et fils à établir à leurs frais un chemin de fer d'Épinac au canal de Bourgogne : », Bulletin des lois du royaume de France, Paris, Imprimerie royale, VIII, vol. 12, no 350, , p. 247-249 (lire en ligne).
↑« No 12583 – Décret impérial qui, 1o déclare d'utilité publique la rectification du chemin de fer d'Épinac au canal de Bourgogne et son prolongement de Pont-d'Ouche à la ligne de Paris à Lyon, près Velars, ainsi que l'exécution d'un raccordement avec la ligne de Santenay à Étang ; 2o approuve une convention passée avec la Société des houillères d'Épinac : », Bulletin des lois de l'Empire français, Paris, Imprimerie impériale, XI, vol. 24, no 1236, , p. 277-295.
↑« No 10941 – Loi qui approuve une convention passée entre le ministre des Travaux publics et la Société anonyme des houillères d'Épinac, relative au rachat, par l'État, de trois sections du chemin de fer d'Épinac à Velars : », Bulletin des lois de la République française, Paris, Imprimerie nationale, XII, vol. 23, no 646, , p. 369-371 (lire en ligne).
↑« No 17490 – Loi qui concède diverses lignes de Chemins de fer à la Compagnie des Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée : », Bulletin des lois de la République française, Paris, Imprimerie nationale, XII, vol. 33, no 1036, , p. 633-634 (lire en ligne).
↑« No 31323 – Loi qui déclare d'utilité publique le prolongement, jusqu'à Dijon, de la ligne d'Épinac à Velars, et la concession de ce prolongement à la Compagnie des Chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée : », Bulletin des lois de la République française, Paris, Imprimerie nationale, XII, vol. 53, no 1790, , p. 1-634 (lire en ligne).
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