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| Deng Zigang, professeur agrégé de l'Université Southwest Jiaotong de Chengdu, dans la Province du Sichuan, teste un prototype de train à sustentation magnétique à l'université. Fourni au China Daily. |
Des chercheurs ont confirmé mercredi que des scientifiques chinois ont réussi à construire le premier prototype de plateforme d'essai au monde destinée à un train à sustentation magnétique ultra-rapide sous vide, qui pourrait théoriquement atteindre des vitesses allant jusqu'à 2 900 km/h, soit près de trois fois la vitesse d'un avion de ligne.
Selon Deng Zigang, chef de l'équipe de projet basée à la Southwest Jiaotong University de Chengdu, capitale de la Province du Sichuan, faire fonctionner un train à sustentation magnétique dans un environnement de quasi-vide est, pour un train à très haute vitesse, le meilleur moyen d'assurer le confort et les économies d'énergie.
Lorsque la vitesse d'un train atteint 400 km/h ou plus, a en effet précisé M. Deng, plus de 83% de la force de traction est perdue pour compenser la résistance de l'air et le bruit aérodynamique dépasse les 90 db, soit plus que les 75 db fixés par les normes de conception.
La Southwest Jiaotong University a développé les premiers essais en boucle de lévitation magnétique à supraconducteurs à haute température en mars 2013, et le dernier modèle a comporté un tube à vide, devenant le premier système de transport du monde équipé de ce système.
Lorsque le train circule dans ce tube, la pression qui règne à l'intérieur est 10 fois plus faible qu'à l'extérieur et il peut ainsi utiliser davantage de puissance pour circuler à grande vitesse, a ajouté M. Deng.
Du point de vue de la conception, un train à sustentation magnétique à ultra-haute vitesse sous vide utilise deux technologies différentes pour accroître sa vitesse, a dit Zhao Lin, chercheur associé au Laboratoire national pour la supraconductivité de l'Institut de physique de l'Académie chinoise des Sciences.
La première est la lévitation magnétique, qui utilise des supraconducteurs pour produire des aimants puissants destinés à soulever le train au-dessus de la piste, supprimant ainsi le frottement avec celle-ci et améliorant la vitesse.
« La raison pour laquelle un avion se déplace plus vite que n'importe quel véhicule au sol est la même -le frottement de l'air est beaucoup plus faible que celui du sol », a expliqué M. Zhao.
Le concept de transport à sustentation magnétique a été présenté pour la première fois au milieu du 20e siècle et la première ligne de train à sustentation magnétique commerciale fut mise en service à l'aéroport de Birmingham, en Grande-Bretagne, en 1984, avec une vitesse limitée à 42 km/h du fait des technologies de l'époque.
A l'heure actuelle, la Chine et le Japon développent activement cette technologie, et le train à sustentation magnétique reliant le Bund et l'Aéroport de Shanghai Pudong est la ligne commerciale la plus rapide du monde avec des vitesses allant jusqu'à 431 km/h.
La deuxième technologie utilisée pour accélérer le train consiste à placer celui-ci dans un tube à vide pour réduire la résistance de l'air, qui, pour un train à sustentation magnétique, est la seule source de friction.
« En comparaison avec les supraconducteurs conventionnels, les supraconducteurs à haute température nécessitent des exigences environnementales moins strictes, permettant ainsi de réduire le coût du train », a dit Zhao.
Par exemple, les supraconducteurs conventionnels utilisés sur les trains à lévitation japonais ont besoin de rester à environ -270 C pour maintenir leur état de supraconductivité, nécessitant de l'hélium liquide pour leur refroidissement.
En revanche, les supraconducteurs à haute température du train à sustentation magnétique actuellement utilisé dans l'aéroport de Pudong peuvent garder leur état de supraconductivité à des températures situées entre-180 C et -200 C, ce qui peut permettre d'utiliser de l'azote liquide, un agent de refroidissement une centaine de fois moins cher que l'hélium liquide.
Cependant, avant que le train ne puisse être mis en service, il existe encore des problèmes technologiques à résoudre.
« Par exemple, ce train aurait besoin d'un tube à vide s'étendant sur des centaines de kilomètres. Et assurer du vide sur un système aussi grand est un défi », a déclaré M. Zhao.
« En outre, il pourrait aussi y avoir des impacts externes comme les tremblements de terre, qui pourraient constituer une menace pour le système. De même, le système de freinage d'un train circulant à une vitesse aussi élevée nécessiterait également de recourir à une conception non traditionnelle de celui-ci ».
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