Un train maglev au Japon a établi un record de vitesse :603 km/h. Pourtant, des trains aussi confortables et silencieux ne sont utilisés que dans quelques endroits du monde. Les coûts de construction extrêmement élevés jouent un rôle important.
Un train maglev entre les villes japonaises d'Uenohara et de Fuefuki a établi un record de vitesse impressionnant :603 kilomètres à l'heure. Avec un tel train, vous pouvez zoomer jusqu'à votre destination sans bruit ni vibrations :une façon confortable de voyager. Mais il n'y a pas vraiment de success story, car le train n'est utilisé que dans quelques endroits dans le monde. Les coûts de construction extrêmement élevés jouent un rôle important à cet égard.
Sera-t-il un jour possible de voyager deux fois plus vite entre New York et Washington D.C. que les modes de transport actuels ? Peut-être avec un nouveau type d'avion supersonique ? Ou avec un hélicoptère ? Non, juste en train. Mais alors avec un exemple qui flotte au-dessus de la voie ferrée à une vitesse de cinq cents kilomètres à l'heure et n'a donc besoin que d'une heure pour parcourir la distance de 328 kilomètres. En comparaison, le train à grande vitesse Amtrak actuel prend environ deux heures. Un train maglev est encore plus rapide qu'un avion à certaines distances, surtout si l'on inclut le trajet jusqu'à l'aéroport et le temps d'attente au comptoir d'enregistrement.
Le récent projet de relier les deux villes avec un tel train à grande vitesse vient de The Northeast Maglev (TNEM), une société basée à Washington qui se concentre sur cette option de transport révolutionnaire depuis plusieurs années. Le Japon est également impliqué dans le plan et a récemment annoncé que TNEM peut utiliser la technologie gratuitement, que la compagnie ferroviaire japonaise Central Japan Railway Company (JR Central) a brevetée.
Comment est-il possible qu'un train maglev atteigne des vitesses aussi spectaculaires ? Surtout parce que le train ne roule pas sur roues, mais flotte au-dessus de la voie à une hauteur minimale. Par conséquent, il n'y a pas de résistance au roulement. Un train maglev subit principalement la résistance de l'air.
A certaines distances le train maglev est encore plus rapide qu'un avion
Il existe deux types de lévitation magnétique – ou trains Maglev – trains avec le système électromagnétique (EMS) et avec le système électrodynamique (EDS). Dans le premier système, également utilisé sur le Transrapid allemand, le bas du train est replié autour de la voie. Les électro-aimants sont situés dans la partie la plus basse du fond replié et exercent une force d'attraction sur les aimants permanents, qui sont situés juste au-dessus dans l'orbite. En raison du jeu de puissance entre les aimants, le train ne se contente pas de flotter. Parce que la polarité des électroaimants dans le train change constamment, ils tirent et poussent également le train vers l'avant. Un avantage supplémentaire est qu'aucun conducteur électrique n'est nécessaire le long d'un jeu de barres. Un inconvénient possible est qu'il y a environ un centimètre d'espace entre les aimants de guidage des deux côtés de la piste, ce qui rend le système vulnérable à la neige et à la glace, par exemple.
Système électrodynamique
Dans le deuxième principe, le système électrodynamique, une bobine avec du courant électrique parcourt le train. En même temps, cela provoque un courant dans le rail. Lorsque le train se déplace, des forces sont créées qui ont un effet répulsif.
Au Japon, il existe une autre variante populaire du système électrodynamique. De plus, il y a des aimants supraconducteurs dans le véhicule, qui créent un champ magnétique dans les bobines sur toute la longueur de la voie ferrée. Un avantage de ces supraconducteurs est que les électroaimants assurent une conductivité électrique à long terme, même si l'alimentation électrique est coupée. Mais le courant n'est pas vraiment "gratuit", car les aimants doivent être refroidis à des températures comprises entre -265 et -270 degrés Celsius.
Les trains EDS flottent relativement haut au-dessus de la voie :dix centimètres. En conséquence, un système d'aimant plus puissant est nécessaire qu'avec EMS. De plus, le train doit également être démarré en roulant sur des roues conventionnelles pendant un certain temps. Ce n'est qu'à une vitesse d'environ 100 kilomètres à l'heure que le champ magnétique est suffisamment puissant pour faire flotter le train. Selon des experts japonais, l'utilisation de roues serait également bénéfique en cas de panne de courant, car alors le train peut continuer à rouler.
Dans le système EDS, un moteur synchrone linéaire assure la propulsion. Un tel moteur fonctionne également avec des aimants. Des bobines en bas ou sur le côté du train génèrent des champs magnétiques à pôles alternés. De cette manière, un courant électrique est créé dans le rail conducteur, ce qui crée également des champs magnétiques. En commutant intelligemment les bobines, une force horizontale est exprimée qui propulse le train.
Même sur de courtes distances
Quand on parle de l'utilisation possible des trains maglev, on parle presque toujours de longues distances. Pas étonnant, compte tenu de la vitesse élevée du train et du gain de temps associé. Cependant, le train suspendu serait également adapté aux courtes distances, explique Wouter van Gessel, fondateur et président de la Fondation Freedom of Mobility (FroM) de Zaanstad, en Hollande du Nord. "Les distances entre les gares aux Pays-Bas et en Flandre sont si petites qu'une ligne à grande vitesse (ligne LGV) n'est pas rentable", explique Van Gessel. « Cela signifie que la HSL doit sauter des stations. La situation est différente avec un train maglev. Si un tel train devait assurer le transport sur la ligne Amsterdam-Bruxelles, par exemple, la durée du trajet serait d'environ 73 minutes et le train pourrait s'arrêter dans treize gares, dont trois aéroports. Le Thalys prend actuellement plus d'une centaine de minutes sur le même trajet et ne s'arrête qu'à quatre gares.'
Il y a un pouce d'espace entre les aimants, ce qui rend le système vulnérable à la neige et à la glace
En d'autres termes, l'attrait de l'aérotrain ne réside pas seulement dans la vitesse maximale mais aussi dans l'excellente accélération, qui permet à l'appareil de desservir plusieurs gares sans perdre beaucoup de temps. Selon Van Gessel, qui travaille comme conducteur de train, il est important de considérer le système de transport public dans son ensemble. «Vous ne devez pas seulement porter un jugement sur les moyens de transport individuels. Dans nos projets, un train maglev entre Amsterdam et Bruxelles remplacerait à la fois l'interurbain et la LGV. »
Si cela ne tenait qu'à la fondation From, il y aurait pour commencer une ligne Maglev entre Breda et Eindhoven. Ainsi, le train suspendu pourrait donner accès à l'aéroport d'Eindhoven et assurer une connexion à Breda avec la ligne LGV vers Bruxelles et Paris. L'idée sous-jacente est que le Maglev peut reprendre complètement la ligne à grande vitesse à long terme. Mais Rob Goverde, chargé de cours au département Transport et planification de la TU Delft, est moins optimiste quant à de telles applications. "L'un des inconvénients est qu'il est impossible de construire un réseau, car les voies maglev sont constituées de connexions isolées :les véhicules ne peuvent circuler que sur ces lignes spécifiques. En cas de perturbations, un train LGV peut, par exemple, continuer à circuler sur d'autres lignes ferroviaires.'
Forfaits globaux
Pourtant, il existe des plans partout dans le monde pour commencer à utiliser des trains maglev. Certaines idées ont depuis été à nouveau mises de côté, principalement en raison du coût élevé de la technologie. Mais d'autres projets sont encore à l'ordre du jour. De plus, depuis avril 2004, il existe un premier train maglev commercial :le Shanghai Maglev. Il transporte des passagers entre la gare routière de Longyang et l'aéroport international de Pudong. En effet, selon le bilan annuel réalisé par le magazine Railway Technology, le train est le train le plus rapide du monde grâce à une vitesse maximale de 430 kilomètres à l'heure, suivi du Harmony CRH 380 Age, un train à grande vitesse qui atteint 380 et circule entre Pékin et Shanghai depuis décembre 2010. drives.
Le Japon a également des plans concrets. Par exemple, la compagnie ferroviaire japonaise JR Tokai a décidé en 2011 de construire des gares pour un train maglev entre Tokyo et Nagoya. Grâce à une vitesse de 500 kilomètres par heure, le temps de trajet sur cet itinéraire ne dépasserait pas 40 minutes, soit moins de la moitié du temps requis par les trains à grande vitesse actuels (trains à grande vitesse japonais avec un nez en forme de balle).
En plus de la ligne prévue entre New York et Washington D.C., d'autres plans sont en cours aux États-Unis pour construire un réseau d'orbites Maglev. Non seulement pour le transport de passagers, mais aussi pour les trains de marchandises. En fait, le projet Interstate Maglev fournit un vaste réseau de voies Maglev d'une longueur totale de 46 000 kilomètres. Cela devrait être prêt d'ici 2030.
Au Royaume-Uni, une liaison ferroviaire maglev est prévue entre Londres et Glasgow, bien qu'elle soit étrangement calme autour de ce projet depuis début 2013. Les propositions de relier Berlin à Hambourg en Allemagne au moyen d'un planeur ont également été abandonnées faute d'argent. En Inde, entre autres, un système de train Maglev entre Pune et Bombay est en cours de développement, sur lequel il y a beaucoup de discussions à ce jour.
En tout cas, il n'est pas encore acquis que le train maglev a une chance de succès n'importe où. Comme l'a souligné Rob Goverde, l'un des principaux obstacles est le besoin d'une infrastructure distincte. Reste à savoir si cet inconvénient l'emporte sur le gain de temps potentiel. D'autant que les techniques de propulsion traditionnelles atteignent elles aussi des vitesses de plus en plus élevées. En témoigne le récent plan de la compagnie ferroviaire américaine Amtrak, qui veut faire circuler un train à grande vitesse traditionnel sur le même parcours que le train à lévitation Northeast Maglev. À une vitesse de 220 kilomètres à l'heure, il comblerait la distance entre Washington et New York en 96 minutes. Bien que ce soit 35 minutes plus lent que le train Maglev, les coûts sont nettement inférieurs.
Mais le train Maglev doit-il nécessairement viser la vitesse la plus élevée possible ? "N'oubliez pas qu'il faut aussi plus d'énergie pour une vitesse plus élevée", souligne Goverde. «Peut-être est-il beaucoup plus intéressant de faire rouler le train maglev à une vitesse légèrement inférieure. Dans ce cas, vous conservez au moins l'avantage de l'efficacité énergétique.'
Veuillez ralentir
Sans aucun doute, cette idée est également à la base d'un récent projet de train à lévitation à Pékin, dans lequel des trains en lévitation avec une vitesse maximale limitée transportent des passagers. Le train se compose de trois wagons, la vitesse maximale est de 100 kilomètres à l'heure et il peut transporter un maximum de six cents passagers. "Le train est idéal pour le transport en commun, il est silencieux et respectueux de l'environnement", a déclaré Xu Zongxiang, directeur de Zhuzhou Electric Locomotive. "Les coûts de fabrication représentent environ 75 % de ceux d'un train léger sur rail conventionnel."
L'un des obstacles du train maglev est qu'une infrastructure séparée est nécessaire
Si tout se passe comme prévu, à partir de septembre 2015, le train circulera sur la ligne Daitai spécialement construite, qui parcourra 11 kilomètres du centre informatique du district de Haidian en passant par le district de Shijingshan jusqu'au district de Mentougou à l'ouest de Pékin. "Dans ce cas aussi, il faut comparer le système aux alternatives et voir ce qu'il donne, à la fois en termes de consommation d'énergie et de coûts", précise Goverde. "Mais je pense que si vous mettez tous les arguments ensemble, un train maglev a peu de chance pour les Pays-Bas et la Belgique."
Cet article a déjà été publié dans Eos juillet/août 2014.
