Le tunnel sous la Manche (en anglais : The Channel Tunnel ou Chunnel) est un tunnel ferroviaire reliant la Grande-Bretagne et la France, long de 49,7 kilomètre dont 37 sous la mer entre Coquelles et Folkestone. Le nom de tunnel sous la Manche est impropre car il passe en réalité sous la mer du Nord. En effet l'ouvrage est situé au nord-est du cap Gris-Nez qui marque la limite entre la Manche et la mer du Nord. Le tunnel a été construit par TransManche Link (TML), consortium de dix entreprises de BTP, cinq françaises et cinq britanniques, créé en 1986. Il est exploité par la société franco-britannique Eurotunnel.

La traversée (voitures, autocars, motos, camions) assurée par des navettes ferroviaires dure environ 33 minutes de quai à quai. Les navettes s'appellent officiellement « Navette Eurotunnel ». Le transport ferroviaire des voyageurs sans véhicule est assuré par la ligne Eurostar qui utilise des rames de type TGV conçues pour être adaptées aux contraintes du tunnel (rames sécables) et des réseaux britanniques (gabarit, captage du courant par troisième rail jusqu'en 2008), français et belges. A l'origine du projet du tunnel, il était aussi prévu la circulation de trains de nuit entre le Royaume-Uni et le continent. Des rames (les voitures Nightstar) ont été conçues et construites pour ce service mais elles n'auront jamais été utilisées pour cela (elles ont été revendues à l'opérateur canadien Via Rail).

Le tunnel à ses deux extrémités est en connexion :
- Au réseau autoroutier (A16 en France et M20 en Angleterre) et routier local pour le trafic routier (voitures personnelles, cars, camions) via des terminaux de chargement/déchargement sur des navettes ferroviaires.
- Avec le réseau de chemin de fer national classique (RFF côté français et Network Rail coté britannique) pour les trains de marchandise (fret) ou des trains de voyageurs. Le réseau ferré classique britannique était utilisé par les Eurostars avant l'ouverture complète de la LGV britannique. Les trains de fret entre la France et l'Angleterre sont actuellement assurés uniquement par la SNCF et EWS avec des locomotives class 92.
- Au réseau de chemin de fer à grande vitesse (LGV Nord côté français et High Speed 1 côté britannique) pour des trains à grande vitesse même si le tunnel est limité à une vitesse maximale de 160 km/h. La High Speed 1 peut être aussi utilisé par des trains de fret au gabarit continental qui est plus généreux que le gabarit limité britannique.

PREMIER PROJET
Le premier projet de lien fixe entre l'Angleterre et le continent remonte à 1801. Ce projet d'Albert Mathieu-Favier était un tunnel composé de deux galeries superposées. La première pavée et éclairée devait servir aux malles-postes tandis que la seconde servait à l'écoulement des eaux d'infiltration. Au milieu du trajet, une île artificielle aurait permis une halte aux voyageurs. Les guerres napoléoniennes provoquèrent l'abandon de ce projet. En 1803, un anglais propose l'immersion d'un tube métallique dans un fossé creusé au fond du détroit. Cependant si cette solution évitait le problème du relief accidenté du fond de la Manche, des problèmes comme la pression à cette profondeur ont bloqué cette proposition. À partir de 1833, l'ingénieur français Aimé Thomé de Gamond étudie les possibilités de lien fixe. Il finit par opter pour un tunnel ferroviaire foré. Pour ces études, il récupéra de nombreux éléments et alla jusqu'à faire des plongées en apnée pour étudier le fond marin. Après plusieurs présentations, son projet est accepté en 1867 par Napoléon III et la reine Victoria. La guerre de 1870 fit suspendre le projet. D'autres projets ont ensuite été étudiés. Parmi ceux-ci, une locomotive sous-marine imaginée en 1869 ou un « pont-tube » fut proposé par un ingénieur en 1875. Eugène Burel, un ingénieur français, est l'auteur à la fin des années 1870 d'un projet de traversée de La Manche dans le détroit du Pas de Calais. Son idée est la constitution d'une digue par enrochement entre les rivages et les bancs marins de Varne d'un coté et de Colbart de l'autre, laissant subsister entre les deux bancs un chenal d'un kilomètre de large réservé à la navigation. La jonction entre les extrémités de la digue interrompue serait opérée au moyen de bacs à vapeur.

PROJET DE 1874
La multiplication des tunnels ferroviaires (avec en particulier le métro de Londres) font qu'il semblait possible de faire un tunnel sous la Manche. Deux sociétés (Association française du tunnel sous-marin entre la France et l'Angleterre du côté français et The Channel Tunnel Company du côté britannique) obtiennent la concession de 99 ans pour un tunnel ferroviaire en 1874. La société britannique n'ayant pas des capitaux suffisants a été remplacée par The Submarine Continental Railway Company. À partir des travaux d'Aimé Thomé de Gamond, un tracé avait été décidé. Des puits furent forés en France (près de Sangatte) et en Angleterre. Pour le forage, des perforatrices avaient été mises au point. Le rythme de forage était d'environ 400 mètres par mois permettant d'espérer la fin du forage au bout de cinq ans. La Grande dépression et l'influence d'opposants au tunnel côté britannique firent que le projet fut de nouveau abandonné en 1883. Plus de 3 km de galeries avaient été creusées.

RELANCE DU PROJET
Les années qui suivirent ont été marquées par l'influence des militaires opposés à la réalisation du tunnel. Les deux guerres mondiales renforcent cette raison. Cependant la Manche était désormais facilement franchissable avec le développement de l'aviation. Un autre élément permit la relance du projet : la création de la CEE en 1957.
Le 26 juillet 1957, le Groupement d'études pour le tunnel sous la Manche (GETM) est créé. Les experts se prononcent pour un tunnel ferroviaire double. En 1967, un appel d'offre est lancé par les deux gouvernements. Le Groupe du Tunnel sous la Manche composé de la Société française du Tunnel sous la Manche et de The British Channel Tunnel Company est désigné maître d'œuvre le 22 mars 1971. Le projet retenu est celui de deux tunnels ferroviaires entourant une galerie de service. Les travaux commencent en 1973. Pour les aspects juridiques, un traité franco-britannique est signé. Il fut ratifié en décembre 1974 par le parlement français. Cependant la Grande-Bretagne est plongée dans une crise économique et pour éviter une opinion défavorable, le gouvernement britannique abandonne une fois de plus le projet le 20 janvier 1975.

PROJET FINAL
En 1979, les deux sociétés ferroviaires nationales essaient en vain de relancer une nouvelle fois le projet de tunnel ferroviaire. Il faut attendre le sommet franco-britannique des 10 et 11 septembre 1981 pour que le projet soit repris. Un nouveau groupe d'expert est créé qui se prononce sur un double tunnel ferroviaire. Un groupement de cinq banques françaises et britanniques abondent en ce sens en soutenant que pour ce projet il faut une garantie des états. Ce point est refusé par Margaret Thatcher. De plus le fait d'avoir des fonds privés permet d'éviter les abandons suite à des décisions des gouvernements. Le 2 avril 1985, les gouvernements fixent au 31 octobre la date limite pour que les promoteurs proposent des liens fixes trans-manche pour véhicules routiers et ferroviaires.

Quatre projets furent proposés :
Europont : il s'agissait d'un pont-tube de 37 km soutenu par 8 pylônes de 340m de hauteur, faisant appel à des techniques nouvelles, avec des travées longues de 5 km suspendues à des câbles en kevlar. Le pont aurait deux niveaux de 6 voies chacun. Une liaison ferroviaire serait faite par tunnel. Le coût était évalué à 68 milliards de francs (soit environ 11 milliards d'euros).
Euroroute : c'était un ensemble routier pont-tunnel-pont. Les ponts à haubans avec des travées de 500 mètres de portée reliant des îles artificielles à la côte, et un tunnel ferroviaire de 21 km sous le fond de la mer. Des rampes hélicoïdales permettent le passage du pont au tunnel. Une liaison ferroviaire indépendante passe par deux tunnels. Le coût était évalué à 54 milliards de francs hors frais financiers (soit environ 9 milliards d'euros).
Transmanche Express : ce projet a été présenté à la dernière minute par la société British Ferries. Il comprenait un ensemble de quatre tunnels (deux routiers et deux ferroviaires) unidirectionnels. Deux îles artificielles seraient créées pour assurer la ventilation des tunnels routiers via des puits. Le coût annoncé est de 30 milliards de francs (soit environ 4,6 milliards d'euros).
Eurotunnel : dans ses grandes lignes, ce projet reprenait celui de 1972 - 1975, d'un double tunnel ferroviaire avec un troisième tunnel de service. Ce projet a un coût estimé à 30 milliards de francs (soit environ 4,6 milliards d'euros).
Le premier projet est écarté par crainte de collision avec les navires ainsi que l'utilisation de techniques non maîtrisées. Le troisième projet reçoit un avis défavorable car le système d'aération est considéré comme insuffisant et le coût semble sous-évalué. Restaient donc en compétition les projets Euroroute et Eurotunnel. Ce dernier fut sélectionné du fait de son coût inférieur mais également pour son faible impact sur l'environnement et l'utilisation de techniques éprouvées. Le choix est entériné le 20 janvier 1986 par le premier ministre britannique Margaret Thatcher et le président français François Mitterrand.

MONTAGE JURIDIQUE
Le fait d'avoir une société responsable d'un chantier en Grande-Bretagne et en France impose une structure administrative et financière inédite avec en réalité deux sociétés : Eurotunnel SA côté français et Eurotunnel PLC côté britannique. Chacune de ces sociétés sont régies par le droit français pour la première et le droit britannique pour la seconde. Les sociétés concessionnaires initiales (France Manche et Channel Tunnel Group) deviennent respectivement les filiales d'Eurotunnel SA et d'Eurotunnel PLC. Comme le capital des sociétés est ouvert au public, toute action de l'une est obligatoirement associée à une action de l'autre société à tout moment (émission, achat et vente des actions). Cette structure a été définie lors du traité de Canterbury le 12 février 1986. Une entité binationale est créée pour regrouper l'ensemble des dix entreprises de travaux public du groupement France Manche - Channel Tunnel Group. Cette entité appelée TransManche Link (TML) est chargée de la conception, des études d'ingénierie et de la construction du tunnel. Côté français, le GIE Transmanche Construction est composé des sociétés Bouygues, Dumez, SAE, SGE et Spie Batignolles. Côté anglais, les sociétés Balfour, Beatty, Costain, Tarmac, Taylor Woodrow et Wimpey constituent la coentreprise Translink. Un contrat est signé entre TML et Eurotunnel le 13 août 1986 à Paris. Du fait que les sociétés de TML sont toujours majoritaires dans le capital d'Eurotunnel le marché n'a pas été mis en compétition. Étant donné les aléas possibles lors de la construction d'un tunnel, un prix objectif a été défini avec une formule de bonus-malus réparti entre le maître d'ouvrage et l'entrepreneur. Les travaux des installations fixes et l'achat des fourniture est normalement moins soumis aux aléas.

FOUILLES ARCHEOLOGIQUES
Au début du chantier, des fouilles ont été organisées sur les sites. Ces fouilles financées par Eurotunnel étaient prévues pour six mois avant de laisser la place aux engins de terrassement. Du côté anglais, elles ont permis de mettre à jour des traces d'occupation de l'âge du bronze au Moyen Âge (tombes, armes et objets usuels). En France, des traces d'habitations ont également été dégagées. Au cours de la construction du tunnel, des ouvriers ont trouvé des fossiles. Ainsi en avril, un ouvrier anglais travaillant sur le chantier du cross-over découvre un fossile de Nautiloïde et le 22 juin 1991, un ouvrier français un fossile géant d’Anapuzosia. Ces deux fossiles sont vieux de 95 millions d'années.

PUITS DE SANGATTE ET DE SHAKESPEARE CLIFF
Pour la gestion des forages, deux complexes ont été créés à proximité de la Manche. Ils servaient à la gestion des flux de trains de travaux, au montage des tunneliers ainsi qu'à la gestion des approvisionnements. Côté français, le complexe était situé à Sangatte. Il était constitué d'un puits de 55 mètres de diamètre et de 68 mètres de profondeur recouvert par un toit en croix. À proximité immédiate du puits était installé l'usine de préfabrication des voussoirs. Le complexe fonctionnait vingt quatre heures sur vingt quatre. Du côté britannique, une difficulté supplémentaire réside dans le fait que le tunnel passe sous les falaises de la région de Douvres. Il était de ce fait impossible de creuser un puits d'une centaine de mètres de profondeur sans détruire l'écosystème. Il fut donc décidé d'aménager une plateforme d'approvisionnement au pied des falaises d'où partait une galerie de 300m. Cette galerie avait été construite lors des travaux de 1974. Un complexe souterrain a ainsi été construit à Shakespeare Cliff. Devant l'impossibilité d'établir une usine pour la préfabrication des voussoirs proche du complexe, le site retenu pour cette usine fut Isle of Grain à une centaine de kilomètre du complexe. L'usine de l'île de Grain fabriquant les voussoirs côté anglais ferme le 3 mai 1991. Elle est suivie le 30 mai par celle de Sangatte. Elle est alors transformée pour fabriquer les blochets pour l'ensemble des tunnels. Au total ce sont 340 000 blochets qui sont fabriqués. Une fois les blochets et rails posés, ils sont scellés dans une dalle en béton. Au plus fort des travaux, 3 000 ouvriers travaillaient sur les deux complexes. Pour répondre aux besoins, les trains de travaux s'enchaînaient à un rythme soutenu (environ un train toutes les 5 minutes).

TUNNELIER
148 kilomètres des 151,4 kilomètres de tunnel ont été forés par des tunneliers. Ces machines de forages font le même diamètre que le tunnel à creuser (soit 5,70 m pour le tunnel de service et 8,70 m pour les tunnels ferroviaires). Après leur passage, le tunnel est revêtu avec des anneaux en béton armé (chaque anneau est composé de 5 voussoirs complétés par une clé). Au total, 720 000 voussoirs ont été utilisés. Les tunneliers sont tous partis des puits de Sangatte et de Shakespeare Cliff. Pour les tunnels sous-marins, un tunnelier était lancé de chaque côté de la Manche. Ainsi au milieu du parcours, les deux tunneliers se croisent. Étant donné leur conception (chaque tunnelier est construit spécialement pour un tunnel) et leur mode de fonctionnement (après leur passage, les anneaux du tunnels sont posés ce qui les empêche de faire marche arrière), chaque tunnelier est détruit à la fin de son utilisation. Pour cela, soit ils sont enterrés (en déviant sa trajectoire) soit ils sont démontés. Chaque tunnel (tunnel de service, tunnel ferroviaire nord et tunnel ferroviaire sud) a nécessité quatre tunneliers : deux de chaque côté de la manche depuis les complexes de Sangatte et Shakespeare Cliff, l'un partant côté mer, l'autre côté terre. Il y a donc eu 12 tunneliers utilisés pour la construction du tunnel. En réalité, seuls 11 tunneliers ont été utilisés puisque le tunnelier ayant servi pour le tunnel ferroviaire nord côté terre a ensuite été retourné pour forer le tunnel ferroviaire sud. Toutefois, il a par la même occasion changé de numéro (passant de T5 à T6) et changé de nom de baptême.

LES TERMINAUX DE FOLKESTONE ET DE COQUELLES
Français et Britanniques n'ont pas employé la même stratégie pour creuser leur part de tunnel. Desservie par la voie ferrée reliant dans le Kent Londres à Douvres, la plate-forme située au pied de la falaise Shakespeare est au cœur du système imaginé par les Anglais pour creuser leurs galeries en direction de la France mais aussi en direction du terminal de Cheriton (Folkestone), à 8,4 kilomètres de là. Avec ses aires de stockage et ses silos à béton, cette véritable usine n'est que la partie apparente d'un vaste complexe de galeries percées à 40 mètres sous terre. Ainsi d'immenses excavations souterraines de 500 mètres de long et de 10 mètres de hauteur ont été aménagées sous la falaise pour le montage des tunneliers qui ont été descendu en pièces détachées. Ayant affaire à un terrain humide, les Français ont préféré creuser à Sangatte, en retrait de la côte, dans le Pas-de-Calais, un immense puits étanche de 50 mètres de diamètre et de 65 mètres de profondeur (l'ouvrage pourrait contenir l'arc de triomphe de l'Étoile). À 50 mètres du fond du puits partent les six galeries. À cette hauteur se trouve donc le nœud ferroviaire d'où viennent et partent les petits trains transportant hommes et marchandises. Les wagonnets chargés de la craie à évacuer y sont renversés cul par-dessus tête grâce à des culbuteurs. La roche tombe dans de gigantesques broyeurs installés au niveau inférieur. Déjà très humide par nature, celle-ci est mélangée à de l'eau afin de devenir suffisamment liquide pour être pompée puis acheminée par des tuyaux.

CROSS-OVER
Les cross-over ou traversées-jonctions sont des équipements ferroviaires permettant aux trains de passer d'une voie à l'autre. Dans le cas du tunnel sous la Manche il en existe quatre au total : deux aux entrées du tunnel et deux construites sous la mer. Si en surface ce type d'ouvrage ne pose pas de problème, réaliser une traversée à 45 mètres sous le fond de la mer oblige à un important travail (la longueur est de 155 mètres). Côté britannique, la traversée-jonction se situe à 7 km de Shakespeare Cliff. Elle a été construite en huit mois en utilisant des marteaux-piqueurs et des excavateurs. Pour la traversée-jonction côté français, située à 12 km du puits de Sangatte, les terrains étaient moins facile. Il fut donc décidé, une fois la galerie de service creusée, de faire l'enveloppe en béton et d'attendre le passage des tunneliers. En temps normal, les deux tunnels ferroviaires sont séparés par d'imposantes portes coulissantes de 120 tonnes.

STATIONS DE POMPAGE
Pour évacuer l'eau des infiltrations et fuites de liquides chimiques dans les galeries, quatre stations de pompages ont été construites sous terre. Elles sont situés aux points les plus bas du tunnel pour le drainage et le refoulement de l'eau. Seulement trois ont été équipées de pompes.
En temps normal, les liquides sont d'abord stockés dans des puisards de service où ils sont ensuite pompés. En cas de défaillance du système principal des puisards d'urgences (d'une capacité de 1 660 m³) ont été construits de chaque côté des sous-stations de pompages.
Chacune des stations a une capacité de 2 000 m³ d'eau par heure.

CARATERISTIQUES TECHNIQUES DU TUNNEL
Tracé dans la couche dite de la craie bleue (Turonien), à une profondeur de 40 mètres sous le lit de la mer (profondeur maximale de 107,3 mètres sous le niveau moyen de la mer), le tunnel sous la Manche comprend en fait trois galeries : deux tunnels ferroviaires, un pour chaque sens de circulation, de 7,6 mètres (utile) de diamètre ; une galerie de service située entre les deux galeries ferroviaires, de 4,8 mètres (utile) de diamètre, dans laquelle circulent des véhicules spéciaux.
Ces trois galeries, revêtues de voussoirs en béton armé, sont reliées entre elles tous les 375 mètres par des rameaux de communication qui permettent de relier les tunnels ferroviaires au tunnel destiné à l'entretien et aux secours (cela a servi notamment lors de l'incendie d'une navette pour poids lourds le 18 novembre 1996). Ces rameaux permettent aussi la ventilation du tunnel en fonctionnement normal. De l'air frais est soufflé dans la galerie de service à ses extrémités, et cet air est ensuite distribué dans les tunnels ferroviaires via des clapets anti-retours, ce qui permet d'éviter toute contamination de la galerie de service par des fumées lors d'un incendie. D'autres rameaux relient les deux tunnels ferroviaires et permettent aussi à l'air de circuler et de diminuer ainsi la pression et la résistance aérodynamique au passage des trains (circulant à 160 km/h maximum). Deux communications (traversées-jonctions ou cross-over), situées aux tiers du parcours, permettent de faire passer les trains d'une galerie à l'autre et d'isoler ainsi des tronçons de galeries en cas de nécessité (entretien, incident). En ces points, la galerie de service passe sous l'un des tunnels ferroviaires et se retrouve à côté et non plus entre les deux. Malgré son nom, le tunnel ne passe pas sous la Manche, mais sous la Mer du Nord. (Boulogne-sur-Mer est baignée par la Manche, Sangatte par la mer du Nord).

FERROUTAGE
Le tunnel sous la Manche permet à tous les types de véhicules (motos, voitures, fourgons, autocars et camions) de passer la Manche. Cette solution de ferroutage a été nommée Navette Eurotunnel et fonctionne en temps normal vingt-quatre heures sur vingt-quatre. Deux types de navettes ont été étudiées : les navettes touristes pour les véhicules de tourisme et les navettes fret pour les camions. Les navettes touristes sont composées habituellement de deux rames de douze wagons porteurs de 26 mètres entourés par deux wagons de chargement/déchargement et des locomotives électriques. Pour les véhicules ne dépassant pas 1,85 mètre de hauteur, les wagons sont à deux niveaux offrant une capacité de dix voitures (cinq par niveau). Des wagons à un niveau sont conçus pour les autocars et véhicules de plus de 1,85 m. Les wagons sont fermés et pendant le trajet chaque wagon est séparé des autres par des cloisons coupe-feu. Les navettes fret fonctionnent sur le même principe : deux rames de quatorze wagons porteurs de 20 mètres entourés par deux wagons de chargement/déchargement. Cependant contrairement aux navettes touristes où les passagers restent dans leur véhicules le temps de la traversée, une voiture est ajoutée au convoi derrière la locomotive pour accueillir les chauffeurs routiers. Les wagons porteurs ne sont cette fois pas fermés mais simplement grillagés. Les wagons pour les navettes touristes à double pont ont été fabriqués par ANF Industrie à Crespin. Au total, 108 unités ont été commandées. Ces véhicules, de conception unique en acier inoxydable, sont prévus pour une durée de vie de trente ans avec une utilisation vingt-quatre heures sur vingt-quatre et sept jours sur sept.