Trains Maglev: un aimant supraconducteur sans système de refroidissement

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L'Institut Technique de Recherche Ferroviaire (RTRI) a annoncé le 30 juin 2010 avoir terminé le développement d'un nouvel aimant supraconducteur à haute température destiné au train à sustentation magnétique (MAGLEV). De petite taille, il peut fonctionner pendant 9 heures sans système de refroidissement.

Depuis 1962, le Japon travaille au développement d'un train à sustentation magnétique (appelé MAGLEV - MAGnetic LEVitation), dans le but de s'affranchir des frottements entre les roues et les rails des trains classiques et ainsi d'atteindre la vitesse commerciale de 500 km/h. Le train est actuellement détenteur du record mondial de vitesse pour un système ferroviaire (581 km/h). Cependant, bien que le rapport annuel publié en 2005 par le Comité d'Evaluation des Technologies Nécessaires au Déploiement du Train à Sustentation Magnétique conclut que le train est technologiquement prêt à fonctionner, de nombreux efforts de recherche restent à fournir pour réduire les coûts très élevés de construction, d'exploitation et d'entretien, et ainsi pouvoir ouvrir une première ligne entre Tokyo et Nagoya au plus tôt en 2025.

Principe de propulsion du train Maglev

Le train à sustentation magnétique japonais fonctionne avec un moteur linéaire synchrone. Le train dispose de bobines magnétiques positionnées le long de la rame avec les pôles Nord et Sud disposés alternativement de l'avant vers l'arrière du train. Des bobines de propulsion sont situées tout le long de la voie. Elles sont alimentées en courant alternatif dont la fréquence est asservie à la vitesse du train. Ainsi chaque bobine voit ses pôles s'inverser de manière à ce qu'elle repousse la bobine du train qui vient de passer devant elle et attire celle qui vient vers elle. Toutes les forces exercées sur le train concourent ainsi à le propulser dans le même sens. Le déplacement du train induit alors un courant électrique dans les bobines de sustentation situées au sol. Quand le champ magnétique de ces dernières devient suffisamment important, c'est-à-dire quand le train dépasse les 100 à 150 km/h, celui-ci lévite de 10 cm du fait de l'interaction entre les bobines situées à bord du train et au sol.

Les aimants embarqués par le train sont des bobines supraconductrices. Autrement dit, elles sont maintenues à une température très basse pour supprimer leur résistance électrique. Par conséquent, toute variation d'un champ magnétique (ici celui des bobines situées au sol) induit dans les bobines embarquées un courant qui n'est pas amorti et qui créé un champ magnétique, et ce sans apport extérieur de courant.

Les premières bobines étaient constituées de niobium-titane et fonctionnaient à une température de 4 K, ce qui nécessitait des structures de refroidissement compliquées à base d'hélium et d'azote liquides. Par la suite, les chercheurs du RTRI et Toshiba entre autres ont développé des bobines supraconductrices à haute température (20 K) qui autorisent une simplification des systèmes de refroidissement et donc une économie de poids et d'énergie.

Le nouvel aimant développé par le RTRI possède des bobines en yttrium. Leur supraconductivité est maintenue même à la température "élevée" de 50 K. Le champ magnétique au coeur de la bobine est de 2 T à 30 K et de 1 T à 50 K, des valeurs qui sont de l'ordre des champs des aimants actuellement montés sur la rame d'essai MLX01. Par ailleurs, les bobines sont enfermées sous vide dans une coque qui maintient une température inférieure à 50 K pendant 9 heures (avec une température de départ de 20 K). Cette caractéristique pourrait permettre à l'avenir de ne pas embarquer à bord du train les systèmes de refroidissement des aimants, la durée de préservation de la température étant bien supérieure à celle du parcours prévue entre Tokyo et Osaka (une heure). Le communiqué ne précise pas si ces aimants seront montés et testés sur le MLX01.

VI
Victor

Depuis le temps qu'on en parle de la lévitation et moteur linéaire magnétique

DU
Dudu

on fait comment pour le ralentir ?

RE
Reumain.

D'après mes souvenirs d'une émission C'est pas sorcier il me semble qu'on s'arrange pour modifier la polarité juste devant chaque pôle des aimants du train.

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Khainyan

Euh ça existe pas déjà les trains à suspension magnétique?
Apparemment non...Bref sachant que le TGV va a plus de 500km/h qu'est ce qui empêche d'en faire sa vitesse commerciale. Ah oui des lignes pas adaptées (trop courbes). Les japonais auront surement le même problème, à moins de construire de nouvelles voies...

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TBBUIM

La même chose prévue en France pour 2253, au moins... :lol3:

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Eretol

Pour la lévitation, nous pouvons peut-être demander conseil aux grands moines tibétain. :lol2:

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Spirit of Nicopol

Khainyan
Euh ça existe pas déjà les trains à suspension magnétique?
Apparemment non...Bref sachant que le TGV va a plus de 500km/h qu'est ce qui empêche d'en faire sa vitesse commerciale. Ah oui des lignes pas adaptées (trop courbes). Les japonais auront surement le même problème, à moins de construire de nouvelles voies...

Oui ca existe, y'a une ligne commercial au Japon et plusieurs lignes de tests dans le monde (Allemagne et USA par exemple). le probleme c'est que tenir un train en lévitation ca demande pas mal d'énergie et compense pas vraiment les pertes duent au frottements. C'est surtout de la prouesse technologique et un vieux reve qui se réalise... Quelqu'un se souvient-il de ce concept de train cylindrique qui devait "voler" a travers des anneaux, aucun rail, aucun frottement. Concept des années 70 je pense. Je le retrouve pas :larme:

Oui le TGV a inscrit un record dans le meme ordre (574km/h en 2007 selon Wiki), y'a tout un tas de raison qui l'empeche d'en faire sa vitesse commercial : les rails qui supporterais pas (les courbes ne sont pas la pour arranger les choses oui), les caténaires, les locos qui sont pas prévu pour (usure prématuré), le prix (car rouler 2fois +vite fait arriver 2 fois + tot mais coute beaucoup + chere), etc, etc... Y'a aussi l'aspect sécurité, le TGV est relativement sur, se planter à 300Km/h ou 500km/h ca fait pas une grande différence, certes, mais tout de meme, et sur des rails pas forcement assez solide ca peut poser probleme...
Franchement un train qui roule a quelques 300km/h c'est déja pas mal, et vu la fiabilité légendaire de la SNCF, mieux vaut pas trop leur en demander :rD

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Buen

Spirit of Nicopol
Quelqu'un se souvient-il de ce concept de train cylindrique qui devait "voler" a travers des anneaux, aucun rail, aucun frottement. Concept des années 70 je pense. Je le retrouve pas :larme:

C'est dans les BD de Yoko Tsuno, c'est une technologie Vinéenne.

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Buen

TBBUIM
La même chose prévue en France pour 2253, au moins... :lol3:

Bah il me semble que le train à grande vitesse japonais se base sur le TGV Français, on est pas si ridicules que ça au niveau technologique !

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Spirit of Nicopol

Buen


Spirit of Nicopol
Quelqu'un se souvient-il de ce concept de train cylindrique qui devait "voler" a travers des anneaux, aucun rail, aucun frottement. Concept des années 70 je pense. Je le retrouve pas :larme:


C'est dans les BD de Yoko Tsuno, c'est une technologie Vinéenne.

Hum... Il me semble pas que ca venait d'une BD mais les 2 sont surement proche...

VI
Victor

pas d'accord 300kms c'est déjà pas mal question aérodynamique et frottement des caténaire... De plus ça pose le problème de stabilité et un grand problème avec le fait que c'est un train et pas un avion... En plus les frottements rails+caténaires à 500kms c'est pas terrible

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Buen

Spirit of Nicopol


Buen


Spirit of Nicopol
Quelqu'un se souvient-il de ce concept de train cylindrique qui devait "voler" a travers des anneaux, aucun rail, aucun frottement. Concept des années 70 je pense. Je le retrouve pas :larme:


C'est dans les BD de Yoko Tsuno, c'est une technologie Vinéenne.


Hum... Il me semble pas que ca venait d'une BD mais les 2 sont surement proche...

Le Magnétoporteur (version long courrier) :

Le Magnétoporteur (version court courrier) :

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Spirit of Nicopol

En effet c'est pas le model que j'ai vu, mais le principe est le meme
Mais encore une fois j'aime l'imagination de l'auteur :)
Celui auquel je pensais c'est un vrai gros cylindre (genre dirigeable) qui passe dans des gros anneaux rond et fermé (pas des demi lune).

PS : vraiment pas moyen de le retrouver, la poisse... Google n'est pas parfait finalement :lol:

VI
Victor

Cosmos 1999 un feuilleton TV des années 80 il y avait toujours ce gros cylindre dans lequel les habitant se déplaçaient... NB en fait on ne voyait rien

GR
griffaurel

Ce mode de transport par dirigeable à travers des cercles existe ! :lol3:

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Eretol

Ce mode de transport par dirigeable à travers des cercles existe ! :lol3:

En admettant que le ballon soit le mode de transport, nous serons bien secoués avant d'arriver à destination. :yxt:

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Spirit of Nicopol

griffaurel
Ce mode de transport par dirigeable à travers des cercles existe ! :lol3:

mais lol :lol3:
Sinon dans l'idée c'est ca ^^
Je vais essayé de le retrouver a la maison, dans un classeur de collection sur les trains en tout genre...

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Eretol

Par contre, je sais qu'il y avait un projet assez fou de faire une ligne entre la Grande Bretagne et les Etats-Unis.
Ça parlait d'un tunnel flottant à une trentaine de mètre sous l'océan atlantique (sous la surface de l'eau, pas dans le planché marin) dans lequel un train à lévitation magnétique, du style "MegLev", ferait la ligne "Grande Bretagne - New York" en moins de 2h, me semble-t-il.
Ce tunnel serai mit sous vide, ce qui ferai, au final, pas de frottement sur les rails et pas de frottement dû à l'air, ce qui, avec la grande vitesse atteinte, est loin d'être négligeable. Grâce à ces deux conditions et le fait qu'il n'y ai pas de courbure sur la voie, il devrai atteindre la vitesse, folle, de 3700 km/h.
On parle ici de train supersonique.

VI
Victor

C'est encore un rêve des années 70 où les ingénieurs ignorait le fait économique tout comme l'avion Concorde ignorait les écologistes et le premier choc pétrolier

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Eretol

Victor
C'est encore un rêve des années 70 où les ingénieurs ignorait le fait économique tout comme l'avion Concorde ignorait les écologistes et le premier choc pétrolier

Ce n'est qu'un projet de plus qui ne verra peut-être jamais le jour.
De toute façon, les estimations disent que ça ne sera pas réalisable avant 2030.
Mais d'ici là, nous aurons d'autres problèmes en plus de ceux concernant le climat, l'eau potable, la nourriture et les ressources énergétiques.
Nous aurons pas le temps de nous amuser à concevoir et à produire des trains faisant le tour de la Terre en très peu de temps.

https://energiesdelamer.blogspot.com/20 ... esse-pour-vhicule-olien.html

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Khainyan

Eretol
Par contre, je sais qu'il y avait un projet assez fou de faire une ligne entre la Grande Bretagne et les Etats-Unis.
Ça parlait d'un tunnel flottant à une trentaine de mètre sous l'océan atlantique (sous la surface de l'eau, pas dans le planché marin) dans lequel un train à lévitation magnétique, du style "MegLev", ferait la ligne "Grande Bretagne - New York" en moins de 2h, me semble-t-il.
Ce tunnel serai mit sous vide, ce qui ferai, au final, pas de frottement sur les rails et pas de frottement dû à l'air, ce qui, avec la grande vitesse atteinte, est loin d'être négligeable. Grâce à ces deux conditions et le fait qu'il n'y ai pas de courbure sur la voie, il devrai atteindre la vitesse, folle, de 3700 km/h.
On parle ici de train supersonique.

Tiens marrant j'avais entendu parler d'un truc similaire chez les suisses. Mais eux estimés à environ 1600km/h la vitesse qu'on pouvait atteindre. En tout cas même idée: lévitation et tunnel sous vide.
Le problème des trains transcontinentaux c'est la tectonique des plaques... mais je rêve d'un monde où toutes les grandes villes seront reliés par un immense réseau de train à suspension magnétique sous vide...finis les problème de transport :D

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Spirit of Nicopol

Khainyan
Le problème des trains transcontinentaux c'est la tectonique des plaques... mais je rêve d'un monde où toutes les grandes villes seront reliés par un immense réseau de train à suspension magnétique sous vide...finis les problème de transport :D

J'ai pensé a ce probleme en regardant un documentaire sur Arte qui parlais des tunnels de +50km sous les Alpes et sous la Manche... Quelques cm par an seulement mais au bout de quelques années ca peut poser quelques soucis...

Un monde relié par des trains rapide ? C'est "has been" ca ! la téléportation y'a que ca de vrai :D

Sinon sympa le concept du train sous vide, y'a pas interet a avoir une merde au milieu du parcours par contre...
Un projet imaginaire de +, c'est loin d'etre le seul mais ca fait rever :)

VI
Victor

Question idiote... Admettons qu'on soit en 1970... Est-ce que vous croyez au tunnel sous la Manche ?

XZ
Xzander

Khainyan
je rêve d'un monde où toutes les grandes villes seront reliés par un immense réseau de train à suspension magnétique sous vide...finis les problème de transport :D

Pour vu que les trains n'arrêtent pas tous les 5 km!

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franckpiton

Je croit que les premiers projet de tunnel sous la manche remonte bien à plus loin que cela, et c'est vrai que l'on trouvais des gens pour y croire.

VI
Victor

Le tunnel sous la Manche, ça date de Napoléon Bonaparte dans les années 1800 et c'était dans les rêves majeurs du XIXième et XXième siècles

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cisou9

Victor
Question idiote... Admettons qu'on soit en 1970... Est-ce que vous croyez au tunnel sous la Manche ?

:_salut: Le concept du tunnel sous la manche existe bien avant 1970 :lol:

VI
Victor

cisou9


Victor
Question idiote... Admettons qu'on soit en 1970... Est-ce que vous croyez au tunnel sous la Manche ?


:_salut: Le concept du tunnel sous la manche existe bien avant 1970 :lol:

As tu lu mon post qui précède le tien ?

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Khainyan

Spirit of Nicopol
Sinon sympa le concept du train sous vide, y'a pas interet a avoir une merde au milieu du parcours par contre...
Un projet imaginaire de +, c'est loin d'etre le seul mais ca fait rever :)

Le moindre pépin et c'est le carton intégral. Autre problème? la montée et la descente du train :o

VI
Victor

Le problème de l'aérotrain c'était qu'on pouvait pas faire d'aiguillages et qu'il y avait des problèmes pour freiner dans de bonnes distances sinon il allait très vite

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Buen

c'est pas ça le tunnel sous l'eau ?

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Eretol

Si c'est ça, à la 1ère page j'ai laissé un lien qui parle du train MagLev avec tunnel sous vide dans l'eau.
Pour ce qui est de la monté et de la descente, je pense qu'il y en a très peux et avec peu d'angle d'inclinaison. C'est pour ça que dans l'océan, la ligne sera à plat donc pas de problème.
Ces trains ne sont pas fait pour desservir toutes les 15 minutes n'importe quelles stations et pas à de grande différence d'altitude entre le départ et l'arrivé.
Et pour le problème des plaques tectonique, je pense qu'il faudrait mettre un bout de tunnel, au départ et à la fin, qui soit mobile.
Comme un accordéon, style bus mais en plus costaud ou un système avec des vérins qui puisse permettre au tunnel de bouger un petit peu sans casser.
Voila voila, :houla2: :lol:

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Eretol

Mais j'y pense, ce tunnel est accroché au sol marin. Si il y a une petite secousse pendant que le train fonctionne, c'est la catastrophe assurer. A cette grande vitesse, la moindre secousse dans ce tunnel ferra cogner le train trop brutalement.
C'est pas demain que nous le verrons ce train. C'est beau de rêver. :sol:

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franckpiton

Khainyan
Le moindre pépin et c'est le carton intégral.

Comme en avion de ligne !

VI
Victor

Zeko
Avec un freinage magnétique, on devrait pouvoir stopper l'aérotrain aussi efficacement que n'importe quel maglev..... mais ça va faire beaucoup de trucs différents dans un seul véhicule : réacteur pour avancer, soufflerie pour se tenir au-dessus du "rail", aimants pour freiner.... Le train sur rails a encore de beaux jours devant lui, c'est, je crois, le seul concept qui permette au train d'avoir des aiguillages à pleine vitesse ou de croiser des routes. Et comparé aux autres, c'est pas cher du tout.

On a essayé le moteurs linéaire sur des aérotrains... Et là ce qui ne marchait pas c'était le moteur linéaire

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Spirit of Nicopol

Victor
Question idiote... Admettons qu'on soit en 1970... Est-ce que vous croyez au tunnel sous la Manche ?

Autant qu'aux voyages dans l'espace, et pourtant... ^^
D'ailleurs je vais rejoindre les autres réponse, ce genre d'idée de tunnel n'est ni recent, ni seul, j'ai entendu parler d'un projet de tunnel entre la corse et le sud de la france (si je me trompe pas), et je ne doute pas que y'en a eu bien d'autres...

Zeko
Mais avant de lancer des super trains à 1600 km/h, ce serait chouette de faire des trains fiables, sûrs (pas en grève) (ni en panne sans arret) dans tout le réseau régional/local/urbain.

+1 :D

Khainyan


Spirit of Nicopol
Sinon sympa le concept du train sous vide, y'a pas interet a avoir une merde au milieu du parcours par contre...
Un projet imaginaire de +, c'est loin d'etre le seul mais ca fait rever :)


Le moindre pépin et c'est le carton intégral. Autre problème? la montée et la descente du train :o

Carton oui c'est le cas de le dire ^^
Un SAS aux 2 entrées ? Mais v'la la perte de temps...

VI
Victor

Dans les bouquins de SF des années 50 on voyageait en fusée en 1/2h entre Paris et New-York

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buck

Un peu plus tard on appelle spooky et hop teleportation ;)

BA
Bap2703

Victor
Question idiote... Admettons qu'on soit en 1970... Est-ce que vous croyez au tunnel sous la Manche ?

Question idiote... Admettons qu'on soit en 1980... Est-ce que vous croyez en Eurotunnel ? :rD

VI
Victor

La réponse... L'action Eurotunnel a longtemps été très basse

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buck

elle est remontee ?

VI
Victor

Pt'éte pas mais le tunnel sous la manche continue, c'est ce genre d'action qui est pas suffisamment spéculative et qui vaudra la même chose dans 20 ans

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buck

Il me semble que niveau financier ils sont pas trop loin de l'equilibre apres 20ans de deficit chronique
Mais c'est clair que l'action ne remontera pas a sa valeur de depart

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klinfran

Mais d'ici là, nous aurons d'autres problèmes en plus de ceux concernant le climat, l'eau potable, la nourriture et les ressources énergétiques.
Nous aurons pas le temps de nous amuser à concevoir et à produire des trains faisant le tour de la Terre en très peu de temps.

Justement idéalement si on a 0 frottements et 0 effet joule... ça ne coûte pas du tout d'énergie, quelle que soit la vitesse à laquelle on veut aller. Disons que ça en coûte pendant un temps et puis on peut la récupérer ensuite.

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bongo1981

En plus pas de pièce mobile, donc moins d'usure, moins d'entretien, moins de maintenance :o

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Spirit of Nicopol

klinfran
Justement idéalement si on a 0 frottements et 0 effet joule... ça ne coûte pas du tout d'énergie, quelle que soit la vitesse à laquelle on veut aller. Disons que ça en coûte pendant un temps et puis on peut la récupérer ensuite.

Foutu frottement de l'air et rendement des conversions / transports energétiques...

Voila j'ai retrouvé le trains dont je parlais : train a sustentation électrique Bachelet (du nom de l'inventeur bien sur) et daté de 1933, ils étaient sacrément ambitieux a l'époque... Une vitesse annoncé de 1000km/h et un sénario catastrophe en cas de panne de courant...
Voila la fiche complete :