C'est un projet qui démarre dans le bassin toulonnais : la ligne de La Pauline à Hyères, qui se débranche de l'axe Marseille - Vintimille, est une voie unique, électriquée, mais exploitée a minima avec un système de signalisation rudimentaire n'autorisant que 6 allers-retours par jour, mais qui bénéficie d'une dérogation pour porter à 9 le nombre d'allers-retours.

Le besoin de déplacement dans le bassin de Toulon provoquant de nombreux encombrements sur le réseau routier, avec des temps de parcours dépassant la demi-heure, voire 45 minutes, le transport ferroviaire peut mettre en avant ses capacités.

L'objectif du projet de modernisation est de relier Toulon et Hyères en 20 minutes à raison d'un train toutes les 30 minutes en pointe et toutes les heures en journée, avec des trains directs pour Marseille, dont le nombre et la rapidité pourra être accru grâce à la réalisation d'une troisième voie entre Marseille et Aubagne.

Le projet comprend l'installation d'un système de signalisation automatisé compatible avec le niveau de desserte recherché, l'allongement et le rehaussement des quais à 55 cm pour recevoir les compositions de TER2N en UM2. Un passage à niveau sera supprimé et une passerelle remplacera une traversée piétonne de l'infrastructure.

La mise en oeuvre d'une liaison Marseille - Toulon - Hyères, sans arrêt de Marseille à Aubagne, peut même susciter quelques idées : la ligne de chemin de fer s'arrête aujourd'hui en aval de la gare de Hyères, mais la voie existe toujours jusqu'à la mer... et vient notamment longer l'aéroport de Toulon - Hyères. Une connexion air - fer supplémentaire qui mériterait d'être examinée, mais qui viendrait poser quelques difficultés du fait d'une urbanisation relativement proche de la voie ferrée et quelques passages à niveaux à créer : sur cette section, la réalisation d'une voie sur dalle anti-vibratile et ballastée pour diminuer le niveau sonore pourrait s'envisager, sachant que la section à traiter serait de l'ordre de 2 km.

La desserte de l'aéroport et l'accès direct par train aux plages d'Hyères viendraient probablement gonfler un peu plus la fréquentation des trains.