Doche     Gacemi     Godard
Julien      Sofiane     Thomas

Sofiane

II Applications

   B. Écologiques

     1.Câbles supraconducteurs

Un supraconducteur conduit le courant électrique sans résistance, donc sans perte.

L'intérêt des câbles supraconducteurs est donc de réaliser moins de pertes d'énergies, actuellement, environ 10% de la production d’électricité est perdu a cause de la résistance des câbles de transport.

Il faut tenir compte de l'énergie nécessaire pour les refroidir. Un câble supraconducteur qui réutilise le trajet actuel d'un câble électrique présente une alternative économique très intéressante. Cela en fait une solution particulièrement attirante pour résoudre le problème d’augmentation de la consommation électrique dans certaines grandes métropoles internationales. En ce qui concerne les pertes, elles sont nulles contrairement à celles d'un câble ordinaire.

L'installation électrique de Long-Island (fig 19.)

Ces câbles représentent un progrès significatif dans le transport de l'énergie par rapport à des câbles traditionnels. Ils ont beaucoup d’avantages comme leur volume faible, leur poids réduit, leur rendement élevé. On peut y faire circuler 1000 fois plus de courant.

À Long Island, près de New York aux États-Unis on utilise déjà cette technologie.

2) Le train à lévitation magnétique (Le maglev Japonais)

Pour se déplacer, il utilise le principe de sustentation magnétique, c'est le Maglev. En effet, il utilise les forces magnétiques pour léviter. Ce procédé permet de minimiser les forces de frottement et donc d'atteindre des vitesses très élevées.

Le maglev (fig 20.)

Le Maglev en action

Principe d'utilisation:

Pour utiliser une telle force, le train a besoin de produire un champ magnétique suffisant, les développeurs du Maglev ne pouvaient pas utiliser des aimants ordinaires car le champ magnétique n'était pas suffisant. Ils se sont donc tournés vers les aimants supraconducteurs pour permettre la sustentation magnétique.

Comment franchir les deux principaux obstacles empêchant l’homme de se déplacer à de très grandes vitesses sur Terre : la roue et l’air.

Car le frottement de l’air, aux alentours de 400 km/h, quel que soit le véhicule, utilise plus de 90% de l’énergie fournie. La solution à ce problème consiste à faire circuler le train dans un vide partiel. En effet, l’avant du train sera à 0,01 atmosphère et le reste à 0,1 atmosphère, cela veut dire que la pression atmosphérique sera inférieure à la normale. Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière à un endroit.


Tout comme les moteurs électriques, la lévitation électromagnétique s’appuie sur la force d’attraction et de répulsion des aimants, le magnétisme.


En envoyant un courant électrique dans un fil enroulé autour d’un métal, on obtient une bobine, ou électroaimant, qui produit un champ magnétique. Dès cette découverte, ce principe électromagnétique a permis la construction de moteurs électriques, d’abord cylindriques, ensuite linéaires.

En ce qui concerne la lévitation magnétique, on fait la différence entre, d’une part la lévitation électromagnétique (EML) générée par des électroaimants régulés, et d’autre part la lévitation électrodynamique (EDL) basée sur les forces de répulsion générées par des courants produits par le supraconducteur qui n’apparaissent que lors d’un déplacement du véhicule. C'est pour cela que le Maglev n'entre en lévitation uniquement quand il a atteint une vitesse de 100 km/h.


Le Transrapid allemand et le Swissmetro font appel à l’EML tandis qu’aujourd’hui le Maglev japonais est le projet EDL le plus avancé.


Conçu d’après ces découvertes américaines, le Maglev japonais se déplace sur une voie de guidage en forme de U plutôt qu’un rail. Des électroaimants supraconducteurs dont la polarisation (sens du champ magnétique) est alternée sont placés dans les côtés verticaux de la voie de guidage. Ces électroaimants servent à maintenir le train en lévitation au centre de la voie.

Le train est maintenu au centre (fig 21.)

Les rails du maglev en forme de U (fig 22.)

Un avantage des électroaimants supraconducteurs est qu’ils n’ont pas besoin d’être alimentés en permanence puisqu’un courant électrique continue à les parcourir même lorsque l’alimentation est éteinte, ce qui représente une économie d’énergie.

Cependant, leur grand désavantage est qu’ils doivent être maintenus à de très basses températures, de l’ordre de -260°C, ce qui nécessite beaucoup d’énergie. Au démarrage, le train se déplace sur des roues semblables à celles d’un avion. Lorsque sa vitesse dépasse 100km/h, il entre en lévitation. Les Japonais estiment que cette technologie offre plus de sécurité, puisque en cas d’une panne du système, le train peut toujours se déplacer.

Induction de champs magnétiques dans les rails (fig 23.)

Aujourd’hui le maglev est capable d'atteindre 581 km/h, il détient le record mondial de vitesse depuis 2003.

 Le Transrapid allemand (fig 24.)

Après le Japon, c’est en 1973 l’Allemagne qui se lance et met au point son Maglev «Transrapid» en 1979. Jamais exploitée commercialement en Allemagne car trop coûteux, les véhicules du Transrapid ont engrangé des centaines de milliers de kilomètres sur leur voie d’essai à Emsland en Allemagne et ont transporté en douceur et en sécurité des milliers de passagers à des vitesses atteignant 450 km/h.

Shémas des rails du Transrapid (fig 25.)