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Hyperloop: Elon Musk 1 – Richard Branson 1

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Deux personnes ont pour la première fois circulé à bord d’une capsule Hyperloop élaborée par Virgin, dimanche 8 novembre, dans le désert du Nevada, pendant que se terminait le dépouillement des votes dans cet Etat où Joe Biden est sorti vainqueur. En partant de l’idée originale d’Elon Musk en 2013, le milliardaire britannique Richard Branson vient donc de franchir une étape clé dans le développement du train subsonique et la future révolution des transports, raconte le site spécialisé futura-sciences.com.

Après des années de développement et de promesses parfois très optimistes, Virgin Hyperloop, l’une des entreprises lancées dans la course au train ultra-rapide capable d’atteindre 1.000 km/h, vient en effet de réaliser le tout premier essai avec des passagers, sur la piste d’essai de 500 mètres que Virgin exploite depuis 2017 dans le désert du Nevada (États-Unis).

hyperloop

Cette fois-ci, la vitesse maximale n’a été que de 172 km/h, alors qu’en 2017, Virgin Hyperloop avait établi son propre record à 387 km/h, sans passager. Mais là, deux personnes, Josh Giegel, directeur technique et cofondateur de Virgin Hyperloop, et Sara Luchian, directrice de l’expérience passagers, ont pris place dans une nouvelle version de la capsule baptisée XP-2, dont le design intérieur pourrait servir de base à la future version commerciale qui pourra emporter 28 passagers par capsule.

Virgin dit avoir effectué plus de 400 essais à vide avec des prototypes avant ce test habité. L’enjeu de cette démonstration était de prouver que la sécurité du système a franchi une étape décisive. « La capsule XP-2 fait la démonstration de plusieurs systèmes essentiels à la sécurité que l’on trouvera sur un Hyperloop commercial. Elle est équipée d’un système de contrôle de pointe qui peut déclencher rapidement des réponses d’urgence appropriées », explique Virgin Hyperloop.

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.

L’idée avait été lancée en 2013 par Elon Musk, le fondateur de Tesla et de SpaceX, en réaction à l’annonce du coût prévu (plus de 60 milliards de dollars) pour le futur train à grande vitesse Los Angeles-San Francisco. Musk pensait 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 comptent bien s’arracher les parts de marché entre 2025 et 2030, si tout se passe bien: Virgin Hyperloop One, basé en Californie, qui vient donc de réussir un essai avec voyageurs et de prendre une longueur d’avance, mais aussi Hyperloop Transportation Technologies (HTT), en Allemagne, et Transpod au Canada.

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.

La compétition de 2017

En 2017, le concours Hyperloop Pod Competition avait 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.

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 implantation : Dubaï-Abu Dhabi, 139 km en 12 minutes !

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

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1 COMMENT

  1. Bonjour,

    Le diamètre de 1,5m pour la capsule paraît extrêmement réduit pour permettre à des adultes, notamment des nords américains dont un bon nombre est plutôt grand voire très grand, d’entrer et d’aller chercher au fond de la capsule, avec un sac à la main, sa place assise. Une expérience pour le voyageur qui me semble assez rédhibitoire. Placez une marque à 1,5m du sol pour imaginer ce que ça donne …

    A moins que la capsule ne s’ouvre par le haut en gare pour embarquement et débarquement, laissant alors le loisir d’aller à sa place en position debout, sans contrainte de hauteur ?

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