L’Hyperloop est un système de transport rapide constitué d’un tube dans lequel se déplacent des véhicules transportant des voyageurs ou des marchandises. L’originalité de l’Hyperloop est son tube étanche et en forte dépression pour limiter la traînée aérodynamique.  Les véhicules peuvent donc atteindre des vitesses très élevées et ainsi battre l’avion ou le TGV entre deux grandes villes.

le tube d'hyperloop one
Vue extérieure d’un Hyperloop

L’idée a été lancée par Elon Musk en 2013 en réaction à l’annonce du coût de plus de 60 milliards de dollars du futur train à grande vitesse Los Angeles-San Francisco. Musk pensait bien qu’un Hyperloop serait réalisable pour le dixième de ce prix, tout en étant potentiellement plus rapide.

Comment ça marche ?

Les capsules mobiles sont montées sur des patins électromagnétiques, ce qui fait qu’il n’y pas de contact mécanique, ni donc de friction entre les parois du tube et le mobile. La propulsion magnétique consomme assez peu d’énergie pendant le déplacement ; ce sont surtout les accélérations qui demandent beaucoup de puissance. Par contre, récupérer l’énergie au freinage est tout aussi envisageable qu’avec une voiture électrique.

L’ensemble du tube peut être suspendu à des pylônes sur des terrains appartenant à des infrastructures existantes, comme le long des autoroutes ou des voies ferrées. Les accès vers les centres-villes passeront plus que probablement par des tunnels. Et bien sûr, les stations devront être équipées de sas pour permettre aux passagers d’entrer et sortir sans être affectés par la faible pression atmosphérique des tunnels.

La vitesse maximale d’une capsule d’Hyperloop dépend de la « limite de Kantrowitz ». Ce facteur limitant la vitesse d’un mobile dans un tube fermé est le rapport entre la section de la capsule et celle du tube qui le contient. Si ce rapport vaut 1, on se retrouve dans le cas du piston d’une seringue qui pousse devant lui tout le fluide présent dans le tube. On imagine bien que, même avec de l’air fort raréfié, ce ne serait pas très rentable de comprimer tout le contenu du tube sur des centaines de kilomètres ! La solution pour réduire artificiellement le rapport de section est de monter dans chaque capsule une turbine qui aspire l’air à l’avant de l’appareil et le rejette à l’arrière. On peut alors approcher la vitesse du son sans effets néfastes et une vitesse de l’ordre de 1.000 km/h devient tout-à-fait réalisable.

structure de l'hyperloop par HTT
Structure de l’Hyperloop vue par HTT

Lancer une capsule de 28 passagers toutes les deux minutes dans un tube Hyperloop permet d’atteindre un débit de 840 passagers par heure. Et passer à des écarts de 30 secondes permettrait de monter à plus de 3.000 aux heures de pointe.

D’où vient l’énergie ?

Les accélérations et les freinages aux abords des stations sont alimentées « par le bas » : le courant électrique du réseau public alimente les moteurs linéaires qui accélèrent et freinent les capsules sur quelques kilomètres, typiquement, sur 1% de la longueur totale du tube. Le réseau alimente aussi les pompes qui maintiennent le tube en dépression.

Pendant le trajet, les batteries internes des capsules sont suffisantes pour alimenter l’aspirateur et le système de suspension électromagnétique pendant plusieurs heures si nécessaire.

Qui développe tout ça ?

Le concept et les brevets de l’hyperloop font partie du domaine public. Plusieurs sociétés se sont jetées sur l’idée et s’arrachent les parts de marché: Virgin Hyperloop One en Californie, Hyperloop Transportation Technologies (HTT) en Allemagne, et Transpod au Canada sont les plus connues.

Une des sociétés d’Elon Musk, The Boring Company, développe des méthodes rapides et bon marché de creusement de tunnels. Elle serait évidement un partenaire idéal pour les tronçons d’Hyperloop en zones urbaines, où l’installation d’un tel tube au-dessus du sol serait soit impossible, soit très onéreux.

L’ouverture du centre de recherche d’HTT sur l’aéroport de Francazal, à Toulouse, est prévue pour dans deux ans. Les travaux démarrent en Novembre 2018 [voir La Dépêche]. En attendant leur nouveau bâtiment, les ingénieurs de HTT occupent des locaux dans la tour de contrôle de Francazal. Leur piste d’essai de 300 mètres de long est déjà, elle, en cours de montage depuis début Avril 2018. Regardez l’annonce faite tout récemment par Hyperloop Transport Technology.

La compétition de 2017

En 2017, le concours Hyperloop Pod Competition a permis de sélectionner les meilleures solutions techniques à mettre en œuvre. Le site de la compétition était le tube d’essai fabriqué par SpaceX (encore une société d’Elon Musk) à Hawthorne en Californie.

Dimensions et performances

Le diamètre des tubes est de l’ordre de 2 mètres et celui des capsules de 1,3 m à 1,5 m. Ceci donne un rapport de section capsule-tube suffisamment faible pour que la turbine arrive à réduire la trainée aérodynamique à une valeur acceptable.  HTT envisage des tubes plus larges, de l’ordre de 4 mètres de diamètre, et donc une infrastructure plus chère, mais aussi des débits plus importants. Chaque capsule devrait pouvoir emporter 28 passagers en position assise dans la version « 1,5  m » et 4 ou 5 fois plus dans la version d’HTT.

intérieur d'une capsule Transpod
Vue d’artiste d’une capsule Transpod. On remarque les fausses fenêtres qui sont en fait des écrans vidéo.

Les premiers tests réalisés en 2016 et 2017 sont assez encourageants : une capsule (un « Pod » pour les anglophones) de Virgin Hyperloop One  a atteint en août 2017 la vitesse de 387 km/h, limitée qu’elle était par la faible longueur du tube d’essai de Hawthorne.

Voir aussi la toute dernière vidéo de la capsule de Virgin Hyperloop One à Hawthorne.

Où va-t-on construire les premiers Hyperloop ?

Les sites idéaux pour l’hyperloop sont les liaisons interurbaines de moins de 1.000 à 1.500 kilomètres. De nombreuses régions sont intéressées par le faible investissement de l’hyperloop par rapport aux solutions classiques: il existe des projets à divers stades d’avancement à New-York, en Californie, en France, en Ukraine, en Russie, et aux Émirats Arabes Unis. Regardez la présentation d’une future implémentation : Dubaï-Abu Dhabi, 139 km en 12 minutes !

 

Pour plus d’infos, visitez Hyperloop One, Hyperloop Transport Technology, ou Transpod.

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