L’ouverture en 1906 du Simplon, comme celle, déjà , du Saint-Gothard en 1882, (qu’on accusa d’avoir soustrait plus de la moitié des capacités au tunnel du Fréjus) a réduit l’importance de la ligne, en absorbant l’intégralité du trafic de voyageurs entre l’Italie et le Suisse occidentale, ainsi qu’entre Milan et Paris. Le fret, en forte diminution était également en danger.
En 1907, naquit la « Pro Cenisio » qui avait pour but d’apporter à la ligne internationale de Modane, les modifications nécessaires pour l’amélioration  du service et des conditions de traversée… Les requêtes se concentraient surtout sur  la nécessité d’électrification et de doublement des voies.
En 1910, l’opinion publique, le monde économique et scientifique, demandait de « remplacer la vieille carcasse par une nouvelle ligne ». Le projet, soutenu par la Commission ferroviaire municipale, était l’œuvre de Domenico Regis, professeur illustre de l’Ecole de formation des ingénieurs qui affirmait :

… la Galerie du Fréjus, présente sur tout le versant français une pente de 27,5‰, et deux troncs hélicoïdaux avec une pente de 27,5 et de 30 ‰. Elle fut construite à  double voie pour des wagons que l’on utilisait il y a 50 ans, avec une section plus petite par rapport à  ce qui se fait aujourd’hui, on a dû  réduire l’écartement des rails ; de plus, la galerie du Fréjus a une courbe à petit rayon ; enfin, elle est inadaptée aux locomotives et aux wagons utilisés actuellement pour les trains internationaux. Il suffit de rappeler que l’empâtement des wagons, qui était alors au maximum de 5 mètres, est aujourd’hui de 8 mètres, et que sur certains wagons à intercirculation à bogies, la distance des essieux est de 13 mètres.
Dans ces conditions, le passage actuel du Fréjus ne peut être parcouru rapidement. La duplication des voies et l’application de la traction électrique ne peuvent remédier aux problèmes, ni ne peuvent compenser l’avantage qu’on obtiendrait en abaissant le point culminant à 230 mètres ; et  ne suffiraient également pas  à optimiser tout le  potentiel de la ligne ; ces avantages ne peuvent s’obtenir que grâce à  la construction de la galerie inférieure Modane-Exilles. Avec ce nouveau tunnel, sur la liaison Paris-Milan, la ligne du Montcenis serait préférable à toutes les autres ; car elle présente de manière continue des pentes douces et de longues portions en ligne droite et avec des pentes qui atteignent les 15 ou 20 ‰, ou bien à 10 et 12 en tunnel.

 
L’analyse du Professeur Regis sur le tunnel du Fréjus, certainement impitoyable, attestait de l’impossibilité d’apporter des corrections aux limites structurelles, qui sont à l’origine de la nécessité d’un nouveau tunnel de base.