Train à sustentation magnétique

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Le Transrapid de Shangaï

Un train à sustentation magnétique, ou Maglev, est un train qui utilise les forces magnétiques pour assurer sa sustentation et pour avancer. Au contraire des trains classiques, il n'est pas en contact avec des rails, ce qui permet de minimiser les frottements, et d'atteindre des vitesses bien plus élevées (des systèmes pourraient atteindre des vitesses de l'ordre de 650 km/h).

Il existe aussi par ailleurs des trains sur rails classiques et « lancés » magnétiquement par des aimants appelés aussi LIM (Linear Induction Motors). Ce sont des trains utilisés dans les montagnes russes ou grand-huit tel que celui de l'attraction Rock'n Roller Coaster des Walt Disney Studios à Disneyland Resort Paris.

Sommaire

1 Principes et technologies
2 Historique
3 Les principaux projets en développement
4 Avantages
5 Inconvénients
6 Histoire
7 Voir aussi
- 7.1 Liens internes
- 7.2 Liens externes

[modifier] Principes et technologies

Il existe deux principaux types de trains à lévitation magnétique :

Le type à sustentation électrodynamique (ou EDS), utilisant des aimants supraconducteurs. Des bobines supraconductrices sont placées dans le train et des électroaimants sont placés le long de la voie. Lorsque le train passe à grande vitesse, un courant est induit dans la voie. La force de Laplace résultante fait léviter le train. Le projet le plus abouti est le Maglev japonais.
Le type à sustentation électromagnétique (ou EMS), utilisant des électroaimants classiques. Le Transrapid allemand en est le principal représentant.

Le rail « porteur » contient des aimants ou des électroaimants. Ces aimants permettent de repousser ou d'attirer le train, ce qui le fait avancer ou s'arrêter précisément.

L'interaction entre les aimants à bord du train et des aimants disposés le long de la voie crée une force magnétique induite qui compense la gravite et crée la lévitation.

La propulsion est assurée par un moteur linéaire synchrone.

[modifier] Historique

De 1984 à 1995, une liaison de 600 m exista entre l'aérogare principale de l'aéroport international de Birmingham jusqu'à la station de chemin de fer à une vitesse de 15 km/h. Une des raisons pour son échec est le poids trop important de la voiture à cause d'une coque trop épaisse.

[modifier] Les principaux projets en développement

Le Transrapid est un projet allemand (Siemens) qui n'a jamais pu trouver d'application en Allemagne même. Un projet de ligne Berlin-Hambourg avait été approuvé en 1994 mais a été abandonné par la suite, faute de soutien financier de l'État. Une application a été trouvée en Chine à Shanghaï, sur une relation ville-aéroport de 30 km inaugurée en janvier 2003. En mars 2006 est annoncé le lancement d'une nouvelle ligne de 175 kilomètres jusqu'à la ville touristique de Hangzhou. En septembre 2006, un accident mortel impliquant le Transrapid eut lieu en Allemagne sur la voie expérimentale du train.

Le Maglev est un projet japonais (même si le terme « maglev » est maintenant utilisé pour désigner les trains à lévitation magnétique en général). Une ligne expérimentale a été construite au Japon, sur laquelle la vitesse record de 581 km/h a été atteinte en 2003. L'objectif serait de construire une ligne Tokyo-Ōsaka, parcourue en une heure.

Le projet futuriste Swissmetro, utilisant les mêmes procédés mais les doublant de l'utilisation de tunnels sous vide d'air. Ceci a l'avantage de supprimer les frottements de l'air, qui deviennent très importants à de telles vitesses (500 km/h ou plus).

[modifier] Avantages

Par rapport aux chemins de fer traditionnels, les trains à sustentation magnétique présentent de nombreux avantages :

Vitesses plus élevées ;
Meilleures accélérations ;
Franchissement de pentes plus fortes limitant le nombre de tranchées à creuser et d'ouvrages d'art à construire et diminuant donc le coût total de l'infrastructure ;
Risque presque nul de déraillement dans des constructions telles que le Transrapid ;
À vitesse égale, ils produisent moins de bruit (mais à la surprise générale, une étude néerlandaise de l'Institut de recherche néerlandais TNO sur le Maglev révèle que le train magnétique n'est pas aussi silencieux que promis) ;
Meilleur rendement énergétique.

[modifier] Inconvénients

Dans le cas du système à sustentation électrodynamique, le prix de construction des voies est très important ;

En effet le maglev lévite grâce à des aimants contenus sur les wagons et à des bobines conductrices dans les rails. Ces aimants sont faits de niobium et de titane et sont refroidis à -269°C (4,5 K) par de l'hélium liquide pour pouvoir conserver leur supraconductivité. Le système allemand Transrapid ne présente pas cet inconvénient.

Incompatibilité avec les réseaux traditionnels ;
Peu adapté au fret lourd.

En l'absence de système important en exploitation, on manque cependant de recul pour apprécier les avantages et inconvénients réels par rapport au chemin de fer classique, notamment sur le plan économique.

[modifier] Histoire

Les débuts des recherches sur les trains à sustentation magnétique commencèrent en 1922 avec les travaux de l'Allemand Hermann Kemper. Celui-ci déposa un brevet le 14 août 1934. Ses travaux furent cependant interrompus à cause de la Seconde Guerre mondiale.

1962 Le Japon se lance dans des recherches sur le Maglev qui bat régulièrement de nouveaux records de vitesse ;
1973 L'Allemagne reprend les recherches à la Technischen Universität Braunschweig ;
1979 Le Transrapid 05 fut mondialement le premier train à sustentation magnétique à transporter des passagers à l'occasion d'une exposition à Hambourg ;
1983 Une ligne de 1,6 km fut construite à Berlin destinée à un service commercial de type métro. Malgré le succès de cette ligne, elle fut fermée en 1992 ;
1984 Mise en service de la ligne d'essai pour le Transrapid dans le Emsland ;
2003 Mise en service commerciale du Transrapid à Shanghai.
2006 Accident de train sur une ligne d'essai en Allemagne. La collision a été fatale à 23 personnes sur les 31 passagers qui étaient pour l'essentiel des employés de la société d'exploitation. La technologie semble hors de cause.