Un matériau est dit « supraconducteur » lorsqu’il n’oppose pas de résistance au passage d’un courant électrique. Cet état peut être atteint à très basse température (proche du zéro absolu, -273,15°C). (©photo)
Hier matin, un prototype de train japonais a battu un nouveau record de vitesse en roulant à 603 km/h pendant 10,8 secondes. Au-delà de sa vitesse, c’est son mode de propulsion qui intrigue.
Une application de la supraconductivité
Conçu par la société Central Japan Railway (JR), le train le plus rapide au monde fonctionne par sustentation électrodynamique : il lévite à plusieurs centimètres au-dessus des rails (train dit « maglev » pour « magnetic levitation ») grâce à des puissants champs magnétiques créés par des bobines supraconductrices embarquées à bord du train.
Tout au long des parois de la voie ferrée, des électroaimants sont enserrés au sein d’une armature de béton. La sustentation et la propulsion du train s’effectue sous l'effet d'un courant électrique par un phénomène d’attraction et de répulsion entre les bobines supraconductrices embarquées et les électroaimants (qui attirent les bobines supraconductrices du train vers l’avant et les repoussent depuis l’arrière). Ce phénomène est appelé « force de Laplace ».
Cette technologie « maglev » permet aux trains en sustentation d’être plus rapides et plus silencieux que ceux à roues grâce à l’absence de frottements avec un rail. Précisons que le train japonais est toutefois muni de roues rétractables qui peuvent être déployées à faible vitesse. La diminution de la fréquence des champs magnétiques permet par ailleurs de ralentir le train.
Plus d’une décennie à attendre pour les passagers
La première ligne commerciale de ce maglev devrait être mise en service entre Tokyo et Nagoya à l’horizon 2027. Elle représente un investissement de près de 42,5 milliards d’euros en incluant les voies et les rames. La vitesse du maglev n’atteindra alors pas 603 km/h (soit 170 m par seconde) comme ce fut le cas hier sur la voie d’essais de la préfecture de Yamanashi (centre du Japon).
En roulant à 505 km/h, il est tout de même prévu qu’il puisse relier Tokyo à Nagoya (distantes de 286 km) en seulement 40 minutes. En 2003, une première version du JR-Maglev avait déjà atteint la vitesse de 581 km/h. Avec 574,8 km/h, le TGV français détient toujours pour sa part le record du monde de vitesse sur rail atteint en 2007 (la vitesse régulière sur les lignes à grande vitesse est de 320 km/h)(1).
Précisons qu’il existe une autre technique concurrente de la sustentation électromagnétique : la sustentation électrodynamique. Celle-ci consiste à utiliser des électroaimants classiques plutôt que des supraconducteurs à bord du train. Elle est notamment utilisée par un train à Shanghai qui relie l’aéroport au centre-ville.
Méthode de propulsion du « maglev » japonais par attraction et répulsion entre les bobines supraconductrices et les électroaimants (©US-Japan Maglev)
