Le train à lévitation magnéti que : le transport de demain?

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• Publié par: science-magazine
• Publié le: 24 janvier 2012
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• Langue: Français

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Le train à lévitation magnéti que : le transport de demain?

Un train à lévitation magnétique est propulsé par électromagnétisme. Il n'a donc aucun contact avec les rails. Il « flotte » au-dessus. Deux technologies existent à l'heure actuelle : la sustentation électromagnétique -technologie utilisant des électroaimants traditionnels-et la sustentation électrodynamique - utilisant des aimants de nouvelles générations : des aimants supraconducteurs. Dece fait, deux typesdetrainssont commercialisés. L'un le Transrapid, de fabrication allemande, utilise l'électromagnétisme ; tandis que l'autre le Maglev (de l'anglais Magnetic Levitation), japonais, fonctionne par électrodynamisme. Le Transrapid est doté d'électroaimants enroulés autour des rails de guidage, provoquant une lévitation d'un centimètre, tandis que le Maglev est « encastré » sur des rails de guidage en forme de «U», pouvant léviter jusqu'à 10 centimètres au-dessus des rails. Ces trains ont plusieurs avantages majeurs : ils sont très économes en énergie (à peine 47 watt par kilomètre et par personne), et grâce à la lévitation, ils n'abîment pas les infrastructures et peuvent atteindre une grande vitesse puisque les frottements sont limités.

D'autre part, ils sont entièrement automatisés -pilotés à distance par un centre de contrôle- et adaptés aussi bien au transport de passagers comme de marchandises. Là où un train traditionnel s'essouffle pour grimper une pente à 4°, les trains magnétiques n'ont quant à eux aucune difficulté à surmonter des pentes de 10°. Mais ils possèdent un lourd désavantage, le coût de construction des infrastructures qui est très élevé. Ceci est d'autant plus vrai pour le Maglev qui possède une technologie plus avancée avec le refroidissement des aimants supraconducteurs -par de l'hélium liquide-à 269° C. Ce refroidissement est nécessaire pour conserver les propriétés de supraconductivité. Cela lui procure l'avantage d'une plus grande stabilité, permettant d'atteindre des vitesses très élevées. Davantage même que le

Le train à sustentation magnétique -ou à lévitation magnétique- est nous connaissons. Quel en est son fonctionnement? Shéma de la sustentation.

CONFINER LES CHAMPS MAGNÉTIQUES

Le seul problème technique réel que posent ces trains réside dans le niveau extrêmement élevé de flux magnétique qu'il faut mettre en oeuvre pour maintenir les rames en état de lévitation. Selon leur poids, des densités de flux de 2 à 5 teslas (le tesla est l'unité dérivée d'induction magnétique, appelé parfois densité de flux magnétique ou champ magnétique) peuvent être nécessaires. Or, de telles valeurs sont tout bonnement « colossales » et mettraient en grand danger la vie des personnels de bord et des voyageurs. Pour mémoire, les effets nocifs des champs magnétiques alternatifs se manifestent dès que l'on dépasse le seuil de 0,2... microtesla, autrement dit, deux dixièmes de millionième de tesla. Un champ de 2 teslas est 20 millions de fois supérieur à cette valeur-seuil ! Ce problème est très difficile à résoudre car, pour confiner de tels champs magnétiques, il faut recourir à des blindages spéciaux, très chers et qui alourdissent la rame. Or, si l'on alourdit la rame, il faut un champ magnétique plus puissant pour la soulever ! La sagesse voudrait donc que l'on renonce à la mise en service des trains à sustentation magnétique mais les sommes qui ont été investies dans la recherche et le développement de cette technologie sont si importantes que les investisseurs refusent d'admettre la réalité du problème et persistent à vouloir rentabiliser leurs deniers.

peut-être le train du futur qui remplacera les trains traditionnels que avantages? Quels pays l'utilisent? A-t-il un avenir en France?

TGV, puisque ce dernier obtient la vitesse maximum de 575 km/h -réalisée en 2007- contre 581 km/h pour le Maglev -record de 2003. De même, le Maglevapotentiellement la possibilité d'atteindre la vitesse de croisière de 500 km/h contre 300 km/h pour le TGV. Mais pour lemoment, cette nouvelle génération de train connaituntimide développement (voir l'encadré : confiner leschampsmagnétiques). En 1979, lors de l'exposition internationale d'Hambourg, le Transrapid 05 fut le premier train à transporter des passagers pour l'occasion.

Uneligne fut par la suite construite en 1983 àBerlin, pour finalement être fermée en 1992. Ce n'est que récemment que le Transrapidaété relancé, en Chine, avec la liaison de 30 km entre le centre-ville de Shanghai et l'aéroport. Une ligne est prévue à Pékin pour 2015. Le Japon a également développé une ligne pour le Maglev, en2005, qui circuleenbanlieue à Aichi.Une ligne est en projet pour 2025 afin de relier Tokyo à Osaka.

Le Brésil projette également de se doter d'un Maglev, qu'il a baptisé Mag Lev-Cobra, destinéautransport urbain à Rio de Janeiro.

Concernant le continent européen, seule l'Allemagne avait prévu de construire une ligne de Transrapid. Celle-ci devait relier le centre-ville de Munich à son aéroport. Mais les dépassements budgétaires (3 milliards d'euros) ont contraint l'Allemagne à renoncer à ce projet, en mars 2008. S'agissant de la France, la SNCF s'est dite non-intéressée. L'argument? Elle a considérablement développé ses infrastructures ferroviaires et il serait trop onéreux de toutes les remplacer. Une autre raison du refus de la SNCF, non évoquée : le Transrapid est une technologie concurrente faisant de l'ombre au TGV de fabrication française. Il y a bien, toutefois, un projet de train magnétique. Mais il ne s'agit que d'une étude. L'architecte Christian de Portzamparc dans le cadre du projet du Grand Paris propose qu'une ligne de Mag Lev soit construite au-dessus du périphérique parisien.

Le saviez-vous?

Dans son édition du 23 mai 1914, le périodique français L'Illustration faisait état des travaux menés par un ingénieur français nommé Bachelet qui avait travaillé aux États-Unis avant de revenir en Europe. Dans son laboratoire de Londres, il avait présenté l'une de ses inventions aux autorités britanniques. Il s'agissait de la maquette d'un train qui ne reposait pas sur ses rails et devait pouvoir atteindre la vitesse, inimaginable à l'époque, de 500 km/h. Le principe retenu était celui de la lévitation magnétique, lequel avait notamment été démontré expérimentalement, dès 1888, par Elihu Thomson, physicien américain.

L'invention de l'ingénieur Bachelet exploitait le principe de la lévitation en recourant à une voie composée d'électro-aimants, le wagonnet en forme d'obus était réalisé en aluminium. Sous l'effet du champ magnétique généré par les électro-aimants, il pouvait « flotter » à quelques millimètres au-dessus de la voie. Surnommé « train volant » ou « train-obus » par la presse, le petit prototype de 1914 préfigurait les trains à sustentation (ou lévitation), à savoir le Transrapidallemand et le Maglev japonais. Les journalistes de l'époque demeuraient sceptiques, celui de L'Illustration ayant terminé son article en ces termes : « ...Tout en rendant à l'ingéniosité de M. Bachelet l'hommage qu'elle mérite, il semble donc permis de considérer son invention comme peu pratique ». Quoiqu'il en soit, le train à lévitation magnétique n'a été inventé, ni par des Américains (on cite souvent les noms de Robert Goddard et de Franck Davidson), ni par le Japonais Yoshihiro Kyotani. Il a été inventé, entre 1912 et 1914 par le français Bachelet. Il n'avait pas voulu faire fortune avec son invention. Il ne demandait qu'une médaille. Elle lui fut refusée et, par la suite, son invention fut attribuée à d'autres.