* Tunnel de Seikan
Ce tunnel étant intégré à un projet autoroutier international, le mode de transport privilégié est la propulsion des véhicules. Il convient donc de privilégier cette option. De nombreux tunnels routiers ont été construits au Japon, et leurs dimensions sont désormaislargement standardisées,comme illustré sur la figure 1. Lorsque le trafic est inférieur à 10 000 véhicules par jour, un seul tunnel sera aménagé dans chaque sens. En cas d'augmentation du trafic, un second tunnel identique sera construit, créant ainsi un tunnel à deux voies dans chaque sens.
Par ailleurs, s'agissant d'un tunnel sous-marin, la construction d'un tunnel pilote et d'un tunnel de travaux est indispensable.À l'instar du tunnel de Seikan,leur agencement est vraisemblablement celui présenté sur la figure 2. Le tunnel pilote et le tunnel de travaux serviront à la ventilation, à l'installation de canalisations et aux opérations de maintenance, même après l'ouverture du tunnel principal. Dans le cas du tunnel Japon-Corée, une gestion conjointe de diverses installations telles que les câbles de communication optique, les installations de transport d'énergie supraconductrices, les installations d'approvisionnement en gaz naturel et les installations de transport d'eau potable en réponse au réchauffement climatique futur peut être envisagée afin de répondre aux futurs enjeux de communication et d'énergie.
* Pont Honshu-Shikoku
Cependant, le principal problème réside dans la ventilation. Les automobiles émettant des gaz d'échappement, les longs tunnels nécessitent des systèmes de ventilation importants.La figure 3 présente le système de ventilation du tunnel de Kan-etsu, construit par la Japan Highway Public Corporation; il s'agit d'un système de taille considérable (à titre de comparaison,l'Eurotunneletde l'Aqua-Line de la baie de Tokyoy sont également représentés).
Ce système utilise un système d'alimentation et d'évacuation d'air par puits verticaux, légèrement moins coûteux à construire qu'un système à flux horizontal.
Toutefois, dans le cas du tunnel Japon-Corée, sa longueur sera plusieurs dizaines de fois supérieure, ce qui rendra le coût du système de ventilation extrêmement élevé. De plus, un inconvénient majeur est que, s'agissant d'un tunnel sous-marin, la construction de puits verticaux et inclinés est impossible. Le volume total de ventilation varie en fonction du trafic, mais il est de 1 000 à 2 000 m³/s. Dans les tunnels terrestres, le tunnel est divisé en sections de 1 à 2 km, et des puits verticaux sont installés pour l'alimentation et l'évacuation d'air depuis la surface. Si l'on estime que la longueur totale est 20 fois supérieure à celle du tunnel de Kan-etsu et que la puissance du ventilateur par unité de longueur est trois fois plus importante, les coûts d'électricité à eux seuls atteindraient plus de 10 milliards de yens par an, ce qui démontre clairement qu'il s'agit d'un projet irréaliste.
Toutes les méthodes de conduite autonome de véhicules dans les tunnels posent divers défis. Cependant, l'ouverture du tunnel étant prévue dans 20 à 30 ans, on prévoit le développement d'un nouveau système de transport intelligent (STI) permettant la conduite autonome dans les tunnels. Par ailleurs, l'application pratique de véhicules électriques à capteurs de courant est également envisageable. Cependant, les tunnels sont des espaces clos, et leur conduite manuelle pendant de longues périodes est difficile en raison de la pression psychologique et d'autres facteurs.
Par conséquent, si la conduite à l'intérieur des tunnels doit être automatisée, une exploitation entièrement sans conducteur n'est pas nécessaire. Puisque des personnes se trouvent déjà dans les véhicules, le système de conduite automatisée doit être conçu pour assister le conducteur en coordination avec ses actions. C'est
pourquoi le tunnel devra être conçu en tenant compte de considérations ergonomiques, notamment un système de guidage autoroutière avancé (AHS), un éclairage et une signalisation routière adaptés. Ainsi, le système de guidage simplifié pour véhicules électriques mentionné précédemment servira d'aide à la conduite automatisée. De plus, l'installation d'équipements de signalisation de sécurité pour la voie de guidage sera nécessaire afin de prévenir les collisions dans les deux sens de circulation. Un autre
problème réside dans le fait que la circulation se fait à gauche au Japon, tandis qu'en Corée du Sud, elle se fait à droite. Lors de la traversée du tunnel Japon-Corée, la circulation se fera naturellement à gauche jusqu'à Tsushima, conformément à la législation locale. Il sera donc nécessaire d'inverser le sens de circulation entre Tsushima et l'île de Geoje. Si des formalités douanières sont effectuées à un endroit précis, ce point servira de point de changement. À cet endroit, tous les véhicules s'arrêteront et les occupants descendront, facilitant ainsi l'inversion du sens de circulation. Toutefois, si les passages frontaliers deviennent quasi libres, comme c'est actuellement le cas dans certains pays européens, il sera nécessaire d'aménager un point de manœuvre permettant aux véhicules de tourner à gauche ou à droite grâce à un viaduc. Dans ce cas, il sera essentiel de veiller à ce que les conducteurs comprennent parfaitement l'inversion du sens de circulation et prennent toutes les précautions nécessaires pour éviter les accidents.
La construction de lignes ferroviaires à travers de longs tunnels est une pratique ancienne. Actuellement, letunnel le plus long du monde, le tunnel de Seikan, mesure 53,85 km. Le tunnel Japon-Corée, d'une longueur totale de 250 km, traversera les îles d'Iki et de Tsushima. Compte tenu de la proximité de ces deux îles, il est probable que le tunnel soit souterrain. Cependant, comme pour un tunnel terrestre, la plus longue distance sous-marine est d'environ 70 km, entre Tsushima et l'île de Geoje. Par conséquent, si l'on s'appuie sur l'expérience acquise avec le tunnel de Seikan pour construire un tunnel ferroviaire, on estime que les difficultés techniques seront minimes.La figure 4 présente la coupe transversale dutunnel de Seikan, construit selon les normes du Shinkansen.
Il serait préférable que le tunnel Japon-Corée soit construit selon des normes quasi identiques. Notons que si l'excavation mécanique est réalisée à l'aide d'un tunnelier (TBM),la section transversale du tunnel sera circulaire,comme illustré sur la figure 5. Cependant, comme nous le verrons plus loin (l'introduction du TGV de fabrication française n'était pas prévue lors des études préliminaires, etdes études ultérieures permettront de le comparer au TGV), le gabarit pour les trains directs vers la Corée sera légèrement inférieur à celui du Shinkansen japonais ; la section transversale du tunnel peut donc également être légèrement réduite. Il est par ailleurs possible d'utiliser des Shinkansen japonais jusqu'à Busan, et le gabarit des trains de la KNR au-dessus du quai est quasiment identique à celui du Shinkansen japonais.
Il est donc prévu que la section transversale mentionnée ci-dessus soit utilisée pour le tunnel. Puisque cette section sera naturellement une voie électrifiée, comme le montre ce schéma, il sera indispensable d'installer des caténaires et de les alimenter en électricité. Les véhicules qui y circuleront seront des trains Shinkansen, nécessitant un réseau électrique de 25 kV en courant alternatif. Par conséquent, des sous-stations d'une capacité d'environ 30 000 kVA devront être installées tous les 20 à 30 km.
De plus, en fonction de l'avancement de la ligne Maglev de Yamanashi, actuellement en phase expérimentale (voir : schéma conceptuel du futur tunnel Japon-Corée), celle-ci pourrait avoir un impact significatif sur le réseau de transport avancé entre le Japon et la Corée, et plus largement sur l'Asie du Nord-Est.
Concernant le véhicule à sustentation magnétique supraconductrice, le 8e comité (2000) du « Comité d'évaluation des technologies pratiques des chemins de fer à sustentation magnétique supraconductrice », composé principalement d'experts universitaires, a formulé l'évaluation suivante : « Bien que des questions relatives à la durabilité à long terme et à certains aspects économiques restent à examiner, les perspectives techniques d'une application pratique en tant que système de transport en commun à très grande vitesse sont considérées comme établies. » Afin de traiter des questions telles que la durabilité à long terme, la réduction des coûts et l'amélioration des caractéristiques aérodynamiques du véhicule, des essais en conditions réelles se poursuivront pendant environ cinq ans à partir de 2000 sur la section pilote (site web du ministère du Territoire, des Infrastructures, des Transports et du Tourisme, consacré au véhicule à sustentation magnétique supraconductrice).
Pour le tunnel de Seikan, d'une longueur totale de 54 km, l'alimentation électrique est assurée par des sous-stations installées de part et d'autre du tunnel. Dans le cas du tunnel Japon-Corée, l'alimentation électrique peut être assurée par l'installation de sous-stations terrestres entre Kyushu, Iki et Tsushima. Cependant, entre Tsushima et l'île de Geoje, la section sous-marine du tunnel s'étend sur 70 km, ce qui nécessite l'installation d'une ou deux sous-stations intermédiaires. Par conséquent, un espace d'environ 20 m x 15 m x 30 m doit être aménagé sur le fond marin, et des câbles à haute tension doivent y être posés. De plus, si une ligne ferroviaire est construite, le service voyageurs sera direct, rendant ainsi les gares et terminaux superflus (cependant, avec l'introduction du TGV de fabrication française, des différences de signalisation et de contrôle rendent l'interopérabilité à l'étude).
Concernant le transport de marchandises, la construction d'un tunnel reliant le réseau ferroviaire sud-coréen au Shinkansen (TGV) via le tunnel Japon-Corée permettrait aux trains de marchandises de desservir directement n'importe quelle destination en Corée du Sud, les voies du Shinkansen et du réseau ferroviaire sud-coréen (y compris le TGV) étant à écartement standard (1 435 mm). Cependant, le Shinkansen japonais, conçu exclusivement pour le transport de voyageurs, présente des inconvénients, notamment son inadéquation au transport de marchandises. Par ailleurs, une exploitation directe est impossible sur les lignes conventionnelles japonaises en raison de leur écartement réduit (1 066 mm).
Le transport par conteneurs étant le mode de transport principal, une plateforme de transbordement devra être mise en place côté Kyushu. Cette plateforme nécessitera une infrastructure de grande envergure, mais une solution envisageable consiste à utiliser les capacités ferroviaires excédentaires du bassin houiller de Chikuhō.
Les conteneurs chargés sur des wagons de marchandises côté japonais seraient alors transbordés vers des wagons à destination de la Corée du Sud. Le transbordement de conteneurs entre wagons de marchandises est rare à l'échelle mondiale, mais la pratique en vigueur pour le fret international à la frontière franco-espagnole peut servir de référence. De plus, cette base assure également le transbordement de conteneurs à destination de la Corée du Sud, acheminés par camion depuis le nord de Kyushu et l'ouest de la région de Chugoku, vers des wagons porte-conteneurs, et inversement. Du point de vue du transport de marchandises, cela signifie concrètement que le réseau ferroviaire sud-coréen a été étendu jusqu'à cette base située dans le nord de Kyushu. Le transport de marchandises en vrac (charbon, ciment, minerai, céréales, etc.) par voie ferrée via le tunnel Japon-Corée n'est pas approprié. Étant donné que le transport de marchandises volumineuses s'effectue déjà au niveau national par cabotage, le même raisonnement devrait s'appliquer au transport entre le Japon et la Corée du Sud.
Le transport ferroviaire permet généralement le transport d'automobiles sur des wagons de marchandises. Il est donc possible de transporter des automobiles par voie ferrée uniquement dans les tunnels, puis de les laisser conduire jusqu'à leur destination une fois sortis du tunnel.
le tunnel sous la Manche (Eurotunnel)Dans le cas des trains (Le Shuttle) circulant surà deux niveaux (ou parfois à un seul niveau, de grande taille), et les passagers voyagent généralement dans des voitures voyageurs.
Le chargement et le déchargement des voitures voyageurs sur les wagons de marchandises sont effectués par le personnel, qui conduit ensuite lui-même. En général, la formule « voiture-lit » est courante en Europe. Dans ce cas, les passagers dorment dans des voitures-lits et arrivent près de leur destination le lendemain matin, d'où ils reprennent le volant. Le même système est appliqué pour le passage des tunnels.
Bien sûr, comme les chemins de fer proposent des services directs, il est possible d'étendre ce système à de plus longues distances, par exemple en utilisant des voitures-lits, et pas seulement à l'intérieur des tunnels.
Le transport de wagons de marchandises par voie ferrée uniquement à l'intérieur des tunnels peut également se faire selon une méthode similaire. Cependant, il arrive que les poids lourds dépassent les limites de hauteur libre lorsqu'ils sont chargés sur des wagons de marchandises classiques. On recourt alors à des méthodes telles que l'abaissement du plancher du wagon ou l'utilisation d'un système dit « kangourou », où seules les roues sont abaissées sous le plancher. Lors de ce type de chargement, un espace est indispensable pour le stationnement des véhicules en attente. Cet espace pourrait être qualifié de terminal de transbordement.
La surface requise varie selon le volume de transport, mais pour les voitures particulières, elle est généralement suffisante pour 200 à 300 véhicules, soit une superficie de 10 000 à 15 000 m². Des aires de repos pour les passagers et les chauffeurs routiers sont également nécessaires, comparables aux aires de service sur les autoroutes.
Le gouvernement sud-coréen prévoit de construire une autoroute reliant Busan et l'île de Geoje (longueur totale : 8,2 km), dont l'achèvement est prévu pour 2009. Le projet comprendra deux ponts à haubans, chacun de 230 m et 475 m de long, et un tunnel immergé de 3,4 km à 40 m sous la surface.
La cérémonie de pose de la première pierre du pont Geoga, reliant l'île de Gadeokdo à Busan à l'île de Geoje dans la province de Gyeongsangnam-do, s'est déroulée le 27 novembre 2003 devant le Centre de relations publiques du nouveau port de Busan. Le
coût total du projet, estimé à 1 446,9 milliards de wons (environ 144,7 milliards de yens),
devrait atteindre 1 446,9 milliards de wons d'ici 2010. Longue de 8,2 km et comportant quatre voies dans chaque sens, la route reliera Cheonga-dong (île de Gadeokdo, district de Gangseo-gu, Busan) à Yuho-ri (île de Geoje, district de Jangmok-myeon, province de
Gyeongsangnam-do). Sur l'ensemble du tracé, le tronçon de 3,7 km reliant l'île de Gadeokdo à l'île de Daejukdo sera construit selon la méthode du « tunnel immergé », une première en Corée consistant à construire une structure terrestre et à la fixer au fond marin. Le tronçon de 4,5 km reliant l'île de Daejukdo à l'île de Jungjukdo, puis à l'île de Jido et enfin à Jangmok sera quant à lui réalisé à l'aide de deux ponts à haubans.
La construction de ce projet sera assurée par « GK Marine Highway », un consortium composé de huit entreprises coréennes, dont Daewoo Engineering & Construction, Daelim Industrial et Doosan Engineering & Construction, pour un investissement de 999,6 milliards de wons. Le gouvernement, la ville de Busan et la province de Gyeongsangnam-do apporteront un soutien financier de 447,3 milliards de wons. Bien que la route appartienne à la ville de Busan et à la province de Gyeongsangnam-do une fois achevée, un système de type « BOT » (construction-exploitation-transfert) sera mis en place. Dans le cadre de ce système, l'entrepreneur percevra les péages et assurera la gestion et l'exploitation de la route pendant 40 ans.
Dès son ouverture, la distance entre Busan et Geoje sera réduite de 140 km à 60 km, et le temps de trajet passera de 2 heures et 10 minutes à 50 minutes. De plus, elle contribuera à désengorger les autoroutes Namhae et Gyeongbu et facilitera grandement le traitement des marchandises à l'import-export pour le nouveau port de Busan, le complexe industriel Sinho de Mongsan et l'industrie navale de Geoje. Auparavant, en octobre 2003, la ville de Busan avait inauguré le chantier du pont Gadeok, qui fait partie de la route reliant Busan à Geoje, et les travaux avaient alors commencé.
