La sustentation magnétique: application aux trains

Introduction:

Dans le cadre du thème des objets, structures, formes et matériaux au service du développement durable, je me suis intéressée aux trains à lévitation magnétique, véhicules utilisant des inducteurs « classiques » ou supraconducteurs. Peu bruyants, esthétiques et peu polluants, ils s’inscrivent dans les perspectives du développement durable.
Je me suis tout d’abord demandée comment créer des forces de lévitation tout en me souciant de la stabilité de l’interaction aimant/matériau ferromagnétique. La sustentation par induction exige des configurations particulières pour être stable. En revanche, j’ai vérifié que la sustentation par effet Meissner, seulement appliquée en modèle réduit, possède une position d’équilibre stable que j’ai mise en évidence. De nombreux pays se sont intéressés de près à l'étude et à la conception de véhicules à grande vitesse à sustentation magnétique, plus particulièrement l'Allemagne dans le projet TRANSRAPID et le Japon avec le MAGLEV (MAGnétically LEVitated systems) supraconducteur du 'Yamanashi Test Line'. Ils se différencient par les matériaux utilisés pour la sustentation, le principe étant le même : par induction. Les projets de trains utilisant un mode de lévitation par effet Meissner n’existent qu’à l’état de maquette. C’est la raison pour laquelle j’ai enfin mis en parallèle les données concernant la consommation, la pollution et le bruit de ces trains avec les autres moyens de transport à grande vitesse.

I. Sustentation par induction

A. Description d'un inducteur de sustentation magnétique par attraction

Forme d’un inducteur de sustentation magnétique

Il existe plusieurs formes possibles pour un inducteur de sustentation électromagnétique. J'ai décidé de me limiter dans cette étude à un inducteur en forme de U. En effet, comme on peut le constater sur le modèle ci-dessous l'inducteur d'un Transrapid est en forme de U. Ce dernier se compose d'un