Foncer à travers des tubes à 1 000 km/h - Des voyages en train ultra-rapide grâce au vide

Foncer à travers des tubes à 1 000 km/h - Des voyages en train ultra-rapide grâce au vide

Se déplacer à la vitesse du son sur terre : la seule façon économique d'y parvenir est d'utiliser des tubes sous vide. Des travaux, s'appuyant sur des pompes à vide de Busch, sont actuellement en cours pour donner vie au concept de transport Hyperloop, comme à Delft, aux Pays-Bas.
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Comment organiser le transport du futur de la manière la plus économe en énergie et la plus écologique qui soit ? Les modes de transport actuels sont en train, soit d'atteindre leurs limites, soit d'avoir, par leur utilisation grandissante, un impact croissant sur l'environnement. Elon Musk, fondateur de SpaceX, propose une toute nouvelle approche pour résoudre ce problème : l'Hyperloop. L'idée est la suivante : des trains à propulsion électromagnétique se déplaceront à la vitesse du son, dans des tubes sous vide avec quasiment aucune résistance à l'air.

Déplacement par sustentation

Elon Musk compte sur les génies de la technologie à travers le monde pour donner vie à son idée. Il a donc organisé une compétition lors de laquelle les candidats, principalement des universités et groupes d'étudiants, ont tenté d'élaborer une solution technique pour ce concept. L'un de ces groupes était basé à l'Université de technologie de Delft aux Pays-Bas. En 2017, ce groupe a remporté le premier concours « SpaceX Hyperloop Competition » avec son concept de véhicule. Le groupe est ensuite devenu la start-up Hardt, également basée à Delft.

Avec les tubes sous vide, le déplacement par sustentation électromagnétique est au cœur du concept de l'Hyperloop. Ces principes sont déjà utilisés dans les trains à lévitation magnétique, développés à l'origine en Allemagne, et actuellement utilisés en Chine. Quoi qu'il en soit, les jeunes ingénieurs de Delft ont une approche toute différente du concept. Leur véhicule ou « capsule », ne lévite pas sur un champ magnétique au-dessus d'un rail. Le rail est ici fixé en haut et la capsule est suspendue en-dessous et est maintenue par un aimant permanent, installé à bord du véhicule. Simultanément, un électroaimant neutralise l'aimant permanent, créant ainsi un léger espace entre le rail et la suspension du véhicule. Des bobines, installées dans le rail, génèrent l'énergie nécessaire pour le déplacement de la capsule.

Un essai réussi

À ce jour, ce concept a été testé avec succès dans un tube sous vide de 30 mètres de long et de trois mètres de diamètre. Un système de vide Busch a été utilisé pour l'évacuation de l'air. Il permet de vider la cavité de 130 m3 en 40 min environ pour atteindre un niveau de vide d'1 mbar. Cela correspond à un vide de 99,9 %. Les essais réalisés dans cette configuration ont permis de démontrer que, dans le principe, cette technologie fonctionne.

Par ailleurs, l'intérieur de la capsule est une cabine pressurisée, semblable à celle des avions. Étant donné que les tubes sous vide ne contiennent aucun oxygène permettant de respirer, la société Hardt a eu recours à la technologie utilisée par l'industrie aérospatiale pour alimenter les passagers en air. La réalisation d'une piste d'essai (ou plutôt un tube) de trois kilomètres devrait être démarrée dès cette année, afin de tester la capsule à des vitesses élevées. L'alimentation en vide pour cette piste, qui sera bien plus complexe, sera à nouveau fournie par Busch.

Un cycliste roulant à 30 km/h doit faire quatre fois plus d'effort en pédalant, qu'un cycliste ne se déplaçant qu'à 15 km/h. La résistance de l'air est donc proportionnelle à la vitesse au carré. C'est pour cette même raison qu'une supercar de 1 000 ch n'est pas en mesure de dépasser plus du double de la vitesse maximale, d'une modeste berline familiale. L'incroyable résistance de l'air rencontrée à des vitesses élevées, n'est rien d'autre que l'entrée en collision du véhicule avec les molécules de gaz contenues dans l'air, et la force requise pour « les repousser ». Sous vide, ce déplacement n'est pas nécessaire, et il n'y a aucune résistance. Et parce qu'un véhicule suspendu de manière électromagnétique, ne connaît aucune résistance au roulement, quasiment toute la force de propulsion est convertie en vitesse dans un tube sous vide.


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