Transport du futur Hyperloop

Vole dans le tube

Le système de transport supersonique Hyperloop ("Hyperloop") est une tentative de créer un cinquième mode de transport fondamentalement nouveau après les trains, les navires, les voitures et les avions. Son auteur est un inventeur, investisseur et milliardaire américain Elon Musk. Il explique ce qu'est une hyperloop en croisant ensemble un avion de ligne supersonique Concorde, un canon à rail électromagnétique et une table de hockey sur air. Bien sûr, il est incroyablement difficile d'imaginer une symbiose de tous ces dispositifs techniques, mais vous pouvez toujours essayer.

La principale caractéristique d'Hyperloop est que des capsules spéciales en aluminium sont censées être utilisées pour le transport de passagers et de marchandises. Ils se déplaceront le long d'un système de pipelines surélevés, à partir desquels presque tout l'air sera préalablement pompé. Pas d'air, pas de résistance. Et si tel est le cas, la capsule elle-même peut être accélérée à une vitesse d'environ 300 mètres par seconde. C'est un peu moins que la vitesse du son qui, sur Terre, est d'environ 1250 km/h. Une telle vitesse permettra de parcourir la distance d'Almaty à Astana (et c'est environ 1219 km) en seulement une heure, au lieu de 1,5 heure en avion. C'est-à-dire presque deux fois plus rapide qu'un avion à turbopropulseurs et quatre fois plus rapide qu'un train à grande vitesse. Si cela se produit vraiment, alors beaucoup de nos villes se transformeront en fait en arrêts, les frontières entre elles disparaîtront et le problème de la surpopulation sera résolu. Cependant, il s'agit encore d'un avenir très lointain.

Comment fonctionnera l'hyperpipe ?

Mais voici la question la plus importante - comment exactement les capsules se déplaceront dans l'hyperloop - les ingénieurs n'ont toujours pas décidé. Maintenant, ils travaillent sur deux modes de mouvement fondamentalement différents - sur un coussin d'air et sur un magnétique. Certes, une troisième option combinée n'est pas exclue, avec l'utilisation simultanée de ces deux technologies à la fois.

L'idée même de déplacer des objets dans un tuyau avec de l'air raréfié a en fait une très longue histoire. De plus, il a été mis en œuvre avec succès au 18ème siècle, lorsque des artisans locaux ont créé le courrier pneumatique en Europe. On sait que le premier message écrit a été prononcé à la trompette en 1792 à la cathédrale Saint-Étienne de Vienne. Et déjà en 1916, la longueur totale des tuyaux pour le courrier pneumatique était d'environ mille kilomètres. Mais cette technologie ne peut être utilisée que sur des trajets très courts, généralement pas plus d'une centaine de mètres. Quant au véritable train à vide, l'idée de sa création a été brevetée en 1835 par le scientifique anglais Henry Pincus. Et en 1909, le pionnier de l'astronautique américain Robert Goddard a suggéré pour la première fois qu'un tel train pourrait se déplacer dans un tube en lévitation magnétique et accélérer jusqu'à 1000 km par heure. Les premières expériences pratiques avec le mouvement d'objets dans un tube à vide ont été réalisées en 1911-1913 à l'Institut technologique de Tomsk par le scientifique russe Boris Weinberg. C'est lui qui a le premier dispersé une capsule de 2,5 mètres de long avec un solénoïde faisant office de canon électromagnétique, et il a également ralenti cette capsule. Mais alors la question n'est pas venue à la construction d'un train à part entière. La Première Guerre mondiale a commencé et le cuivre à partir duquel le tuyau était fabriqué était nécessaire pour les besoins du pays. Il a été décidé de démanteler l'installation et d'arrêter de nouvelles expériences. Mais l'idée d'un train à vide n'est pas morte. Il y a trois ans, il avait été récupéré de manière inattendue par Elon Musk, surpris par le gaspillage excessif des autorités américaines. Le fait est que le gouvernement américain a promis d'allouer une somme astronomique de près de 70 milliards de dollars pour la construction d'une ligne ferroviaire à grande vitesse entre San Francisco et Los Angeles. Dans le même temps, on supposait que les trains le parcourraient à une vitesse d'environ 300 km à l'heure seulement. "Cette route sera la plus lente de toutes les lignes ferroviaires à grande vitesse au monde, mais en même temps la plus chère en termes de mile", a déclaré Musk. De plus, il a fermement décidé de changer cette situation en proposant sa propre version de la route - Hyperloop.

Entraînez-vous dans le vide

Certes, le milliardaire excentrique n'est pas pressé de s'engager personnellement dans ce projet. Mais entre ses partenaires, une véritable course s'est déjà déroulée pour le droit d'être le premier à construire une hyperloop à part entière. Maintenant, ce travail est effectué par deux sociétés avec des noms très similaires - Technologies de transport Hyperloop (HTT) et Technologies Hyperloop. Mais si le premier d'entre eux s'est concentré sur le développement de capsules passagers conçues pour 28 personnes, alors le second développe des capsules cargo pouvant contenir un conteneur de vingt pieds. Mais le problème est que dans le premier et le second cas, les ingénieurs n'ont pas pu créer un vide complet dans le tuyau. Bien sûr, théoriquement, cela peut être fait, mais alors les coûts de l'infrastructure nécessaire dépasseront plusieurs fois le calcul initial, et la construction de l'Hyperloop perdra son sens économique. Par conséquent, l'air dans le tuyau sera toujours, bien que très raréfié - mille fois inférieur à la pression atmosphérique sur terre. Cet état est appelé forvide. Pour l'entretenir, plusieurs pompes de faible puissance et des tuyaux en acier ordinaires suffisent. Mais même un si petit volume d'air à grande vitesse créera inévitablement des frictions et interférera avec la libre circulation des capsules.

C'est pourquoi les ingénieurs de HTT ont l'intention d'équiper le nez des capsules passagers de ventilateurs spéciaux qui distilleront des masses d'air à travers des buses sous le bas des trains, créant ainsi un coussin d'air. Ainsi, il ne semble pas nécessaire d'utiliser la technologie de lévitation magnétique plus coûteuse à mettre en œuvre. La capsule sera propulsée par un moteur électrique alimenté par un simple rail en aluminium de 15 mètres de long, placé au fond du tube. De plus, il n'est pas nécessaire sur toute sa longueur, mais seulement tous les 110 kilomètres, c'est-à-dire qu'il n'y aura que cinq rails de ce type entre Los Angeles et San Francisco. Et en cas de panne de courant, il est censé placer des batteries à l'arrière de la capsule, dont le poids atteindra une tonne et demie - leur charge sera suffisante pour se rendre à la station la plus proche. Mais tout cela n'est qu'en théorie. En effet, des simulations informatiques ont déjà montré que le coussin d'air peut dans certains cas créer certains problèmes de contrôlabilité des capsules. En particulier, il existe un danger de leur rotation incontrôlée. Pour le transport de conteneurs de fret, cela ne créera aucun problème, mais les passagers risquent de subir des surcharges excessives. Ainsi, HTT, très probablement, devra encore faire le pari principal non pas sur un coussin d'air, mais sur la lévitation magnétique dans le vide total.

À l'été 2015, il était prévu de commencer la construction d'une piste d'essai pour Hyperloop dans la vallée de Kway en Californie centrale. L'idée originale était de construire une seule section du tuyau d'une longueur de seulement huit kilomètres. C'est là-dessus que les testeurs ont dû tester le mouvement des premières capsules, ainsi que vérifier les performances du système dans son ensemble. D'ici 2020, les initiateurs du projet ont promis de construire la première ligne Hyperloop en boucle à part entière qui relierait les deux principales villes de Californie. Son coût devrait être d'environ 6,5 milliards de dollars. C'est presque 10 fois moins cher que la pose d'une ligne ferroviaire à grande vitesse. Ces économies sont réalisées grâce à l'utilisation de panneaux solaires d'une largeur de plus de 4 mètres, qui couvriront l'intégralité de la piste Hyperloop. Ces batteries pourront générer jusqu'à 60 MW d'électricité les jours ensoleillés, alors que le système de transport lui-même ne nécessite qu'un peu plus de 21 MW. Les Américains prévoient de vendre l'excédent d'énergie aux compagnies d'énergie locales et, ainsi, de récupérer l'intégralité du projet en moins de 20 ans. Mais un an plus tard, on apprend que Hyperloop Transportation Technologies (HTT) a suspendu la construction de la voie du train à grande vitesse. Il s'est avéré que l'entreprise n'a pas réalisé d'étude d'impact environnemental, sans laquelle il est impossible d'obtenir un permis de construire.

En 2016, SpaceX, également propriété d'Elon Musk, a organisé un concours de conception de pods Hyperloop parmi des étudiants et des ingénieurs. 23 équipes gagnantes ont été sélectionnées pour soumettre leurs projets - la construction d'un prototype de tube de 1 mile (1,6 km) avec 99,8% de vide pour les tests sur la piste d'essai.

Cette année, Space prévoit également de réaliser de nouveaux tests en cabine pour le train à grande vitesse Hyperloop. L'Hyperloop Pod Competition II aura lieu du 25 au 27 août 2017 sur le terrain d'essai de la société à Hawthorne, en Californie. Dans le cadre du concours, les participants seront à nouveau invités à créer le design et l'efficacité optimale de la capsule Hyperloop. L'objectif principal des concepteurs de cockpit est d'atteindre une vitesse maximale.

Si Hyperloop Transportation Technologies tient sa promesse de construire une cabine passagers Hyperloop au début de 2018, alors les voyageurs vont vivre une véritable révolution. Il est possible que déjà au cours de ce siècle, ils puissent voyager dans un train à vide presque toute l'Amérique, et peut-être le monde entier.