Et si vous pouviez voyager de New York à Los Angeles en un peu moins de sept heures sans embarquer dans un avion? Cela pourrait être possible sur un train Maglev.
Maglev – abréviation de lévitation magnétique – les trains peuvent retracer leurs racines dans la technologie mise au point au Brookhaven National Laboratory. James Powell et Gordon Danby de Brookhaven ont reçu le premier brevet pour une conception de train à lévitation magnétique à la fin des années 1960. Lidée est venue à Powell alors quil était assis dans un embouteillage, pensant quil devait y avoir une meilleure façon de voyager sur terre que les voitures ou les trains traditionnels. Il a imaginé lidée dutiliser des aimants supraconducteurs pour faire léviter un wagon de train. Les aimants supraconducteurs sont des électroaimants qui sont refroidis à des températures extrêmes pendant lutilisation, ce qui augmente considérablement la puissance du champ magnétique.
Le premier train Maglev supraconducteur à grande vitesse exploité commercialement a ouvert à Shanghai en 2004, tandis que dautres sont en service au Japon et en Corée du Sud. Aux États-Unis, un certain nombre ditinéraires sont explorés pour relier des villes comme Baltimore et Washington, D.C.
À Maglev, des aimants supraconducteurs suspendent un wagon au-dessus dune voie de guidage en béton en forme de U. Comme les aimants ordinaires, ces aimants se repoussent les uns les autres lorsque les pôles correspondants se font face.
« Une voiture de train Maglev est juste une boîte avec aimants aux quatre coins », explique Jesse Powell, le fils de linventeur Maglev, qui travaille maintenant avec son père. Cest un peu plus complexe que cela, mais le concept est simple. Les aimants utilisés sont supraconducteurs, ce qui signifie que lorsquils sont refroidis à moins de 450 degrés Fahrenheit en dessous de zéro, ils peuvent générer des champs magnétiques jusquà 10 fois plus puissants que les électroaimants ordinaires, assez pour suspendre et propulser un train.
Ces champs magnétiques interagissent avec de simples boucles métalliques placées dans les parois en béton de la voie de guidage Maglev. Les boucles sont faites de matériaux conducteurs, comme laluminium, et lorsquun champ magnétique passe, cela crée un courant électrique qui génère un autre champ magnétique.
Trois types de boucles sont définis dans la glissière à intervalles spécifiques pour effectuer trois tâches importantes: une c recrée un champ qui fait planer le train à environ 5 pouces au-dessus de la voie de guidage; une seconde maintient le train stable horizontalement. Les deux boucles utilisent la répulsion magnétique pour maintenir le wagon dans un endroit optimal; plus il séloigne du centre de la voie de guidage ou plus il se rapproche du fond, plus la résistance magnétique le repousse sur la bonne voie.
Le troisième ensemble de boucles est un système de propulsion alimenté en courant alternatif. Ici, lattraction magnétique et la répulsion sont utilisées pour déplacer le wagon le long de la voie de guidage. Imaginez la boîte avec quatre aimants – un à chaque coin. Les coins avant ont des aimants avec les pôles nord tournés vers lextérieur, et les coins arrière ont des aimants avec les pôles sud vers lextérieur. Lélectrification des boucles de propulsion génère des champs magnétiques qui tirent le train vers lavant depuis lavant et le poussent vers lavant depuis larrière.
Cette conception daimant flottant crée un voyage en douceur. Même si le train peut parcourir jusquà 375 miles par heure, un conducteur subit moins de turbulences que sur les trains à roues en acier traditionnels car la seule source de friction est lair.
Un autre grand avantage est la sécurité. Les trains Maglev sont «entraînés» par la voie de guidage motorisée. Deux trains voyageant sur le même trajet ne peuvent pas se rattraper et sécraser lun sur lautre car ils sont tous propulsés pour se déplacer à la même vitesse. De même, les déraillements de train traditionnels qui se produisent en raison de virages trop vite ne peut pas se produire avec Maglev. Plus un train Maglev séloigne de sa position normale entre les parois de la voie de guidage, plus la force magnétique le repoussant en place devient forte.
Cette fonction principale est ce qui est le plus excitant à Jesse Powell. «Avec Maglev, il ny a pas de chauffeur. Les véhicules doivent se déplacer là où le réseau les envoie. C’est la physique de base. Alors maintenant que nous disposons dalgorithmes informatiques pour acheminer les choses de manière très efficace, nous pourrions changer la planification de lensemble du réseau à la volée. Cela conduit à un système de transport beaucoup plus flexible à lavenir », a-t-il déclaré.
Bien que cette technologie passionnante ne soit pas déployée aux États-Unis aujourdhui, si Powell et son équipe réussissent, vous pourriez un jour flotter vers votre prochaine destination.
Remarque: cet article a été rédigé par un écrivain scientifique du Brookhaven National Laboratory, lun des 17 laboratoires nationaux du ministère de lÉnergie.