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La section « de La Flèche à la limite du département de Maine-et-Loire, vers Angers » est concédée par une convention signée le entre le conseil général de la Sarthe et la Compagnie du chemin de fer de Paris à Orléans. Cette ligne est déclarée d'utilité publique, à titre d'intérêt local, par un décret le [1]. Cette section est reclassée dans le réseau d'intérêt général par une loi le [2].
La section de ligne située dans le département de Maine-et-Loire est déclarée d'utilité publique, à titre d'intérêt général, par une loi le [3].
La ligne est concédée par l'État à la Compagnie du chemin de fer de Paris à Orléans (PO) par une convention signée entre le ministre des Travaux publics et la compagnie le . Cette convention est approuvée par une loi le suivant[4].
1944: Fermeture au service marchandises de Durtal - Gouis
: Fermeture au service marchandises de Durtal - Saint-Barthélémy-d'Anjou
Retranchement d'une section à Gouis (PK 36,374 à 36,931) et d'une autre à La Flêche (PK 47,100 à 48,417) par décret le [5].
Une voie verte de 10 km est aménagée de La Flèche à Durtal.
«no3135 - Décret qui déclare d'utilité publique l'établissement de divers chemins de fer d'intérêt local dans le département de la Sarthe: 11 avril 1874», Bulletin des lois de la République Française, Paris, Imprimerie Nationale, xII, vol.8, no208, , p.955 - 958 (lire en ligne).
«no10153 - Loi qui incorpore dans le réseau d'intérêt général trois chemin de fer d'intérêt local situés dans le département de la Sarthe: 28 décembre 1880», Bulletin des lois de la République Française, Paris, Imprimerie Nationale, xII, vol.21, no585, , p.1112 - 1114 (lire en ligne).
«no7886 - Loi qui déclare d'utilité publique l'établissement du chemin de fer d'Angers à la limite de la Sarthe, vers la Flèche: 7 avril 1879», Bulletin des lois de la République Française, Paris, Imprimerie Nationale, xII, vol.18, no437, , p.459 (lire en ligne).
«no14217 - Loi qui approuve la convention passée, le 28 juin 1883, entre le ministre des Travaux publics, et la Compagnie des chemins de fer de Paris à Orléans: 20 novembre 1883», Bulletin des lois de la République Française, Paris, Imprimerie Nationale, xII, vol.28, no834, , p.352 - 359 (lire en ligne).