À l'exception des bicyclettes, tous les moyens de transport sont plus lourds que les charges qu'ils transportent. Si ce n'était pas le cas, l'énergie employée serait utilisée de manière beaucoup plus efficace. C'est précisément le cas avec le chemin de fer atmosphérique, propulsé par des pompes à vide.
Une voiture, même de petite taille, pèse aujourd'hui bien plus d'une tonne. Même en transportant deux personnes, près de quatre-vingt-dix pour cent de l'énergie est encore nécessaire pour déplacer le véhicule seul. Dans cet exemple, la part des passagers ne représente guère plus de 10%. Le rapport entre la charge utile et le poids du véhicule dépasse rarement 1 pour 4, même à pleine charge. Nous rencontrons des conditions tout aussi défavorables avec les avions, voire même bien pires avec les chemins de fer.
Suppression du moteur embarqué.
L'une des parties les plus massives des véhicules conventionnels est généralement le moteur. Les bicyclettes n'atteignent leur efficacité élevée que parce que le passager agit également comme source de propulsion. Mais le moteur doit-il vraiment se déplacer ? Il serait plus judicieux de placer le moteur quelque part en cours de route et de transférer son énergie au véhicule sur la distance. C'est une idée qu'ont eue les ingénieurs au siècle dernier. Les premières lignes ferroviaires atmosphériques ont été construites dans les années 1840 en Irlande et en Angleterre.
L'idée de base est simple : un tuyau est posé entre les rails, avec une fente sur la partie supérieure équipée d'un joint flexible. À l'intérieur du tuyau se trouve un piston qui occupe presque entièrement le diamètre du tuyau. Il est fixé sous le wagon, et la connexion entre les deux est établie par le joint situé sur la fente du tuyau. Une pompe à vide crée un vide devant le train. Le piston est tiré dans cette direction, entraînant ainsi le véhicule avec lui. À l'arrière, un surpresseur en surpression peut également apporter son aide.
Succès dès la deuxième tentative
Au 19ème siècle, les matériaux et la technologie n'avaient pas encore atteint le niveau requis pour garantir une étanchéité suffisante de la fente du tuyau et un fonctionnement efficace des pompes à vide. Ces problèmes ont maintenant été résolus grâce à la technologie moderne. L'ingénieur brésilien Oskar Coester a ainsi été capable de développer un véhicule à propulsion aérienne dans les années 1970. Ce système de transport fonctionne selon le même principe que le chemin de fer atmosphérique du 19ème siècle.
La version moderne comporte un arbre rectangulaire entre les rails au lieu d'un tube rond, ainsi qu'une plaque d'entraînement rectangulaire à l'intérieur, en remplacement du piston. La puissance des pompes fixes est utilisée à la fois pour créer la dépression à l'avant du train et pour générer la surpression à l'arrière. Un véhicule de test a été présenté au salon professionnel de Hanovre en 1980. Deux Aeromovels sont actuellement en service : un chemin de fer circulaire de 3,2 kilomètres de long dans un parc d'attractions en Indonésie, et un chemin de fer de 1 000 mètres de long à l'aéroport de la ville brésilienne de Porto Alegre. D'autres installations sont prévues. Le rapport entre la charge utile et le poids du véhicule atteint la valeur record potentielle de 1:1 lorsque l'Aeromovel est totalement chargé.
Entraînement pneumatique pour trains légers
Wagons propulsés par le vide
Quels facteurs ont empêché la réussite de la première tentative de création d'un chemin de fer atmosphérique ?
Cette première alternative à la locomotive à vapeur, qui devait transporter de grandes quantités de houille en plus de son propre poids, présentait de nombreux avantages. Sur la ligne Londres-Croydon, le chemin de fer atmosphérique a atteint une vitesse maximale de 160 kilomètres par heure en 1845. Ce record n'a été battu par une locomotive à vapeur que près de 60 ans plus tard. Néanmoins, l'exploitation des chemins de fer atmosphériques a été interrompue dans la plupart des cas après une courte période.
L'étanchéité de la fente du tuyau constituait un point faible décisif. Il était généralement constitué de cuir de bœuf, lubrifié avec du savon, de l'huile de foie de morue et d'autres substances similaires. Cependant, le cuir devenait dur et cassant en cas de gel. De plus, les lubrifiants utilisés attiraient les rats, qui rongeaient le joint. En l'absence d'une technologie de signalisation permettant de suivre le train, les moteurs à vapeur des pompes à vide, qui étaient déjà inefficaces, fonctionnaient strictement selon le calendrier prévu. En cas de retard des trains, une quantité encore plus importante de charbon était consommée inutilement. Certains trains ont également rencontré des difficultés pour démarrer et s'arrêter sur le quai avec une grande précision. La somme des inconvénients et des progrès réalisés par les locomotives à vapeur a ainsi mis un terme provisoire à cette technologie prometteuse.
Cette première alternative à la locomotive à vapeur, qui devait transporter de grandes quantités de houille en plus de son propre poids, présentait de nombreux avantages. Sur la ligne Londres-Croydon, le chemin de fer atmosphérique a atteint une vitesse maximale de 160 kilomètres par heure en 1845. Ce record n'a été battu par une locomotive à vapeur que près de 60 ans plus tard. Néanmoins, l'exploitation des chemins de fer atmosphériques a été interrompue dans la plupart des cas après une courte période.
L'étanchéité de la fente du tuyau constituait un point faible décisif. Il était généralement constitué de cuir de bœuf, lubrifié avec du savon, de l'huile de foie de morue et d'autres substances similaires. Cependant, le cuir devenait dur et cassant en cas de gel. De plus, les lubrifiants utilisés attiraient les rats, qui rongeaient le joint. En l'absence d'une technologie de signalisation permettant de suivre le train, les moteurs à vapeur des pompes à vide, qui étaient déjà inefficaces, fonctionnaient strictement selon le calendrier prévu. En cas de retard des trains, une quantité encore plus importante de charbon était consommée inutilement. Certains trains ont également rencontré des difficultés pour démarrer et s'arrêter sur le quai avec une grande précision. La somme des inconvénients et des progrès réalisés par les locomotives à vapeur a ainsi mis un terme provisoire à cette technologie prometteuse.