CHEMINS DE FER

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Les modes non conventionnels de transport guidé

Sustentation magnétique

Dans les années 1970, des recherches ont été menées de façon assez intensive en Allemagne et au Japon, pour concevoir des systèmes de transport dans lesquels le roulement sur des rails serait remplacé par une « lévitation » du véhicule placé dans une piste « active ». Celle-ci comporte en effet des bobinages à même de générer les efforts électromagnétiques appropriés pour tenir le véhicule en suspension, sans contact avec la piste. Il convient alors de superposer au système de sustentation un système de propulsion, qui fait appel à la motorisation linéaire.

Tant en Allemagne qu'au Japon, les recherches ont donné lieu à de nombreux prototypes, et la Chine a même fait réaliser par l'industrie allemande une ligne exploitée commercialement reliant Shanghai à son aéroport, mise en service en 2004. Le « maglev » (de l'anglais magnetic levitation) japonais détient le record du monde de vitesse en transport guidé à 581 km/h.

Sans vouloir nier l'intérêt scientifique de ces réalisations, on ne peut que s'interroger sur leurs débouchés réels comme système de transport. En effet :

– du point de vue énergétique, la sustentation a une consommation supérieure à celle qu'exige la résistance au roulement d'un véhicule ferroviaire traditionnel (qui est faible : c'est la raison d'être d'origine du système ferroviaire !) ;

– vis-à-vis de la composante aérodynamique de la résistance à l'avancement, le bénéfice n'apparaît pas vraiment, car aux vitesses pratiquées (plus de 300 km/h), cette composante, qui est largement prépondérante, est de niveau comparable pour les véhicules traditionnels et à sustentation magnétique ;

– il en résulte qu'au niveau du bruit émis dans l'environnement, il n'y a pas non plus d'amélioration sensible, la composante aérodynamique étant prépondérante ;

– l'absence de roues ne conduit pas, du moins avec les technologies essayées jusqu'à maintenant, à une amélioration spectaculaire du confort de marche ;

– la complexité des installations nécessaires (aimants supraconducteurs, dispositifs d'alimentation électrique du véhicule, etc.) conduit à des coûts d'investissement significativement plus élevés qu'en ferroviaire traditionnel ;

– la sécurité du système (interruption soudaine de la sustentation, par exemple) impose des dispositifs complémentaires complexes (qui font réapparaître des roues !) ;

– les pistes (en U ou en T renversé) sont des structures lourdes très intrusives dans le paysage, et qu'on voit mal pénétrer au cœur des grandes villes, au moins en Europe ;

– les bifurcations sont d'une rare complexité ;

– le véhicule est prisonnier de son infrastructure, sans aucune possibilité d'interopérabilité avec le ferroviaire traditionnel ;

– les effets biologiques des champs magnétiques intenses sur les voyageurs et les riverains sont peu connus, mais pourraient s'avérer nocifs.

Le coût, tant de premier établissement que d'exploitation, constitue bien évidemment un élément majeur d'appréciation de l'intérêt de tels systèmes.

Comme de surcroît la technique ferroviaire classique a fait la preuve de sa capacité à soutenir des vitesses comparables à celle des « maglev », la S.N.C.F. n'a pour sa part effectué ou commandité aucune recherche significative dans ce domaine.

Aérotrain

Analogue au chemin de fer à ceci près que la sustentation des véhicules est assurée non pas par des roues mais par un coussin d'air, l'aérotrain est un système de transport terrestre en site propre.

Le véhicule à coussins d'air, ou aéroglisseur, peut être défini comme un véhicule porté par un volume d'air en surpression par rapport à l'ambiance, enfermé entre le fond du véhicule et le sol, et contenu par des parois latérales, cet ensemble étant dénommé « coussin d'air ». L'air du coussin s'échappe par l'intervalle laissé libre entre l'appareil et le sol, appelé « intervalle de fuite », et est renouvelé en permanence par un compresseur.

Contrairement à d'autres systèmes de sustentation (sustentation magnétique par exemple), le coussin d'air est stable en altitude. En effet, si le coussin se rapproche du sol, l'intervalle de fuite diminue, ce qui réduit le débit d'air ; la pression du coussin augmente alors, et tend à soulever l'appareil. C'est l'inverse qui se passe quand le coussin se soulève.

La stabilité en assiette peut être assurée en associant plusieurs coussins pour porter une même plate-forme.

L'intérêt du coussin d'air, du point de vue énergétique, n'est pas évident ; il dépend essentiellement de la vitesse du véhicule. À faible vitesse, la nécessité de dépenser en permanence une énergie de sustentation est un handicap sérieux ; en revanche, à grande vitesse, elle est largement compensée par le gain qu'on peut réaliser sur l'énergie de propulsion, grâce à la suppression des frottements sur le sol ou sur l'eau.

Cet intérêt du coussin d'air pour les vitesses élevées est renforcé par le fait qu'il constitue par lui-même un élément de suspension qui, dans son principe, se rapproche le plus de l'idéal ; en effet, la masse non suspendue – qui est ici l'air du coussin – est très faible devant la masse totale. Elle peut donc suivre les irrégularités du sol avec une grande rapidité ; en langage technique, on dit que sa fréquence propre est élevée. À grande vitesse, la suspension pose aux véhicules terrestres des problèmes difficiles car les irrégularités du sol ou de la voie se transmettent au véhicule sous forme d'accélérations qui croissent comme le carré de la vitesse, et qui deviennent de véritables chocs dont souffrent les passagers, la structure du véhicule, et la voie elle-même. La voie doit donc être d'autant plus parfaite dans son état de surface, et d'autant plus solidement assise dans le sol, que la vitesse cherchée est plus élevée. Le coussin d'air, par son principe même, supprime ces difficultés : il n'y a aucun contact entre le véhicule et la voie, les chocs ne peuvent donc pas se produire.

L'aérotrain, conçu par Jean Bertin, constitue l'application du coussin d'air au domaine du transport terrestre à vitesse élevée. Il s'agit d'un véhicule qui se déplace au-dessus d'une voie en béton ayant en coupe la forme d'un T inversé ; les coussins de sustentation sont placés au-dessus des parties horizontales de ce T ; des coussins de guidage sont de plus disposés de part et d'autre de la branche verticale de façon à assurer un guidage rigoureux. Les coussins sont alimentés par des compresseurs situés dans la partie inférieure du véhicule ; dans sa version initiale, la propulsion est assurée par une hélice carénée, entraînée par un turbopropulseur ; une propulsion par moteur linéaire est également envisageable. Le freinage normal est obtenu par inversion du pas de l'hélice ; l'aérotrain possède en outre deux moyens de freinage d'urgence : le pincement du rail central par un frein en mâchoires ; la suppression de la sustentation, le véhicule glissant alors sur des patins fixés sur le fond et destinés à [...]

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 19 pages

Médias de l’article

Train de banlieue en 1955

Train de banlieue en 1955
Crédits : Three Lions/ Hulton Archive/ Getty Images

photographie

Transcontinental canadien

Transcontinental canadien
Crédits : William England/ Getty Images

photographie

Locomotive à vapeur de Richard Trevithick

Locomotive à vapeur de Richard Trevithick
Crédits : Atcheson, Topeka and Santa Fe Railway Company

photographie

James Watt (1)

James Watt (1)
Crédits : Hulton Archive/ Getty Images

photographie

Afficher les 7 médias de l'article


Écrit par :

  • : directeur de la coopération internationale à la Société nationale des chemins de fer français
  • : président de la rédaction de la Revue générale des chemins de fer

Classification

Autres références

«  CHEMINS DE FER  » est également traité dans :

CHEMIN DE FER : LIGNE LIVERPOOL-MANCHESTER

  • Écrit par 
  • Bernard VALADE
  •  • 188 mots
  •  • 1 média

Le 15 septembre 1830 était inaugurée la première ligne régulière de chemin de fer, laquelle devait servir de modèle à toutes les autres, tant pour le matériel que pour l'exploitation : la ligne Liverpool-Manchester. Pour l'établir, George Stephenson (1781-1848), l'ingénieur en chef de la compagnie du […] Lire la suite

AFRIQUE AUSTRALE

  • Écrit par 
  • Jeanne VIVET
  •  • 6 091 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Corridors de développement et extraversion économique »  : […] Cette richesse exceptionnelle suscite des convoitises depuis la fin du xix e  siècle et son exploitation a conduit à une forte extraversion économique de la région, mais également à des divisions internes dans tous les États. L’exploitation de ces ressources a profondément façonné l’organisation spatiale de l’Afrique australe, notamment par la construction d'un important réseau ferroviaire qui se […] Lire la suite

ALBUQUERQUE

  • Écrit par 
  • Laurent VERMEERSCH
  •  • 721 mots
  •  • 1 média

Située à la limite sud-est des Rocheuses, au croisement du Rio Grande, qui coule du nord au sud, et d’un passage est-ouest qui permet le franchissement de la barrière montagneuse, Albuquerque doit son développement à sa situation de carrefour. Plus grande ville du Nouveau-Mexique, elle comptait, en 2016, 560 000 habitants au sein d’une agglomération de 910 000. Édifiée à 1 490 mètres d’altitude, […] Lire la suite

ALLEMAGNE (Histoire) - Allemagne moderne et contemporaine

  • Écrit par 
  • Michel EUDE, 
  • Alfred GROSSER
  •  • 26 856 mots
  •  • 39 médias

Dans le chapitre « « L'Allemagne des usines » »  : […] Ce qui vient d'être dit de la société allemande reflète l'évolution de l'économie pendant les deux premiers tiers du xix e  siècle. L' agriculture, qui reste l'activité principale, conserve son aspect traditionnel. Même contraste qu'au xviii e  siècle entre l'Ouest, où elle se rapproche du type de l'Europe occidentale, et l'Est, qui se rattache au domaine agricole de l'Europe orientale. La polycul […] Lire la suite

ANVERS

  • Écrit par 
  • Guido PEETERS, 
  • Christian VANDERMOTTEN, 
  • Carl VAN DE VELDE
  •  • 8 126 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Le second port européen »  : […] Anvers est un port majeur sur la façade maritime qui s'étend du Havre à Hambourg, avec 16,5 p. 100 du trafic total de cette zone. C'est, avec environ 200 millions de tonnes au milieu des années 2010, le second port européen. Il gère les trois quarts du trafic maritime belge, le reste se partageant pour l'essentiel entre Zeebrugge et Gand. Le trafic maritime est constitué pour 55 p. 100 de trafic […] Lire la suite

ARLBERG

  • Écrit par 
  • Paul GUICHONNET
  •  • 549 mots

Alors que les grandes voies de communications internationales franchissent transversalement l'arc alpin, l'Arlberg est une ligne de circulation longitudinale, à l'intérieur de la chaîne. Entre le Vorarlberg à l'ouest, tourné vers la Suisse, et le Tyrol, à l'est, le massif de l'Arlberg forme une haute cloison, bordée par les Préalpes calcaires du nord (Lechtaler Alpen) et par les reliefs cristallin […] Lire la suite

ATLANTA

  • Écrit par 
  • Laurent VERMEERSCH
  •  • 1 256 mots
  •  • 1 média

Symbole de l’affirmation économique des villes du sud des États-Unis, Atlanta est passée en quarante ans du rang de ville moyenne à celui de métropole internationale. Alors que l’agglomération comptait 2 millions d’habitants en 1980, elle en compte 5,9 millions en 2017, dont 420 000 dans la commune d’Atlanta, et se place ainsi au neuvième rang des agglomérations américaines. La capitale de la Geo […] Lire la suite

BANLIEUE

  • Écrit par 
  • Jean BASTIÉ, 
  • Stéphane BEAUD, 
  • Jean ROBERT
  •  • 6 548 mots

Dans le chapitre « Genèse et évolution de la notion »  : […] Le terme « banlieue » est apparu dans la langue française dès le xiii e siècle. Il vient du mot «  ban », qui désignait la proclamation d'un suzerain s'appliquant à un territoire autour d'une ville. La banlieue était une couronne d'une lieue, où s'exerçait la juridiction de l'autorité citadine en raison de la proximité de la ville. Ce territoire était soumis à certains règlements d'administration […] Lire la suite

BELGIQUE - Géographie

  • Écrit par 
  • Christian VANDERMOTTEN
  •  • 6 518 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre «  Les transports »  : […] L'urbanisation, l'intensité de l'activité économique, la précocité de la révolution industrielle, une position au cœur de l'Europe du nord-ouest expliquent la densité du maillage par les routes et les autoroutes, les chemins de fer et les voies d'eau. La position centrale de Bruxelles au sein du système économique, acquise dès le lendemain de l'indépendance, puis dans le réseau des navettes, et la […] Lire la suite

BOGIE ou BOGGIE

  • Écrit par 
  • Bertrand DREYFUS
  •  • 212 mots

Chariot sur lequel pivote le châssis d'un wagon pour lui permettre de s'inscrire dans les courbes. Les bogies, dont l'invention remonte aux environs de 1830, sont eux-mêmes constitués d'un châssis à deux essieux, plus rarement un ou trois, relié au châssis du véhicule par une articulation à axe vertical jouant le rôle de cheville ouvrière. Certains bogies sont en outre dotés d'un degré de liberté […] Lire la suite

Voir aussi

Les derniers événements

3 décembre 2019 Belgique. Jugement de l'accident de train de Buizingen.

chemins de fer belges (SNCB) et le gestionnaire de l’infrastructure ferroviaire Infrabel sont condamnés chacun à 550 000 euros d’amende – dont la moitié avec sursis pour Infrabel – pour leurs défaillances en matière de sécurité. Le conducteur de l’un des deux trains, qui avait brûlé un feu rouge, est reconnu coupable, mais est dispensé de peine. […] Lire la suite

14-15 mai 2017 Chine. Promotion des « Nouvelles Routes de la soie ».

chemins de fer, de ports, de routes et de bases logistiques, afin de relier l’Extrême-Orient et l’Europe, en passant par l’Asie du Sud et l’Afrique. Xi Jinping appelle ses hôtes à « construire ensemble une large communauté d’intérêts partagés ». […] Lire la suite

9-22 mai 2016 Autriche. Élection d'Alexander Van der Bellen à la présidence.

chemins de fer Christian Kern. Celui-ci est intronisé le 17 au poste de chancelier, à la tête de la coalition au pouvoir qui regroupe les sociaux-démocrates et les conservateurs. Le 22, le candidat soutenu par les Verts Alexander Van der Bellen remporte de justesse le second tour de l’élection présidentielle avec 50,3 p. 100 des suffrages face au  […] Lire la suite

23 juillet - 11 août 2011 Chine. Collision meurtrière entre deux trains à grande vitesse

Chemins de fer est la cible de multiples critiques sur Internet, tant en raison de la corruption de ses services que de son endettement important, le Premier ministre Wen Jiabao annonce le gel des nouveaux projets de trains à grande vitesse et le renforcement de la sécurité pour ceux qui sont en cours de développement.  […] Lire la suite

20 octobre 2010 Russie. Adoption d'un important programme de privatisation

chemins de fer R.J.D. Le gouvernement entend lever l'équivalent de 42 milliards d'euros d'ici à 2015, afin notamment de combler le déficit budgétaire.  […] Lire la suite

Pour citer l’article

Jean-Philippe BERNARD, Daniel BRUN, « CHEMINS DE FER », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/chemins-de-fer/