Comment fonctionne l'Hyperloop

Elon Musk, le milliardaire fondateur de PayPal , nous a offert de nouvelles voitures électriques élégantes avec l'aimable autorisation de Tesla Motors et des vols spatiaux privés via sa société SpaceX . Maintenant, Musk envisage de réduire le temps de trajet entre Los Angeles et San Francisco à seulement 35 minutes. Il a proposé de construire un système de transport à grande vitesse qui permettrait aux humains de parcourir 760 miles (1 223 kilomètres) par heure, ou Mach 0,91 (en supposant 68 degrés F/20 degrés C).

Si cela ressemble à quelque chose d'un film de science-fiction (« Logan's Run », quelqu'un ?), c'est le cas. Pourtant, si Musk parvient à ses fins, l'Hyperloop futuriste remplacera les trains à grande vitesse et révolutionnera les transports, tout comme l'ont fait la locomotive, l'automobile et l'avion. Le seul problème est que personne ne sait vraiment si l'Hyperloop fonctionnera et combien cela coûtera réellement.

Cela n'empêche pas Musk de pousser le concept. Il dit que le prix n'est que de 6 milliards de dollars. Beaucoup de gens sont un peu sceptiques. Certains experts disent qu'ils ne pourraient pas construire un pont de taille décente pour un montant aussi dérisoire [source : Bilton ]. De plus, la Californie travaille actuellement sur un plan visant à construire un système ferroviaire beaucoup plus lent entre les deux villes pour un coût de 60 milliards de dollars. C'est cette proposition qui a poussé Musk à envisager l'Hyperloop. Le plan californien, a écrit Musk dans un livre blanc de 57 pages qu'il a publié sur le site SpaceX en août 2013, était coûteux pour un train à grande vitesse qui est "l'un des plus lents au monde". Au cas où vous vous poseriez la question, la California High-Speed ​​Rail Authority estime que le train sera capable de parcourir plus de 200 miles (322 kilomètres) par heure.

Indépendamment du prix et de la difficulté de créer un système de transport presque supersonique, Musk dit que l'Hyperloop est un croisement entre un train et un avion. À bien des égards, c'est un peu comme voyager dans une balle à travers un canon de fusil de chasse en utilisant en partie la technologie d'un match de hockey sur air. Alors, comment Musk envisage-t-il que l'Hyperloop fonctionne réellement ? J'espère à bord pour le savoir.

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Dans le monde d'Elon Musk, l'Hyperloop deviendra un "cinquième mode" de transport, aux côtés des avions, des trains, des automobiles et des bateaux dans le panthéon du mouvement mécanisé. Musk imagine des personnes voyageant à travers l'Hyperloop dans des nacelles qui traversent des tubes en acier montés sur des pylônes ou des piliers, conçus pour résister aux tremblements de terre de Californie. Ces pylônes, en béton armé, seraient espacés tous les 100 pieds (30 mètres) environ et mesureraient 20, 50 et 100 pieds (6, 15 et 30 mètres) de haut, selon le terrain [source : SpaceX ].

Comment Musk prévoit-il exactement d'accomplir cette tâche incroyable de la physique ? Eh bien, il a examiné plusieurs possibilités. La plupart, a-t-il dit, échouent pour diverses raisons. Par exemple, l'Hyperloop pourrait être en mesure d'utiliser des ventilateurs puissants pour pousser les pods, un peu comme les tubes pneumatiques que les bureaux utilisent pour pousser le courrier d'un bâtiment à un autre. Musk dit que s'il est possible de construire de tels ventilateurs géants, ce n'est pas pratique car une colonne d'air longue de 350 milles (563 kilomètres) se déplaçant si rapidement créerait une énorme quantité de friction à l'intérieur du tube, ce qui rendrait le type de vitesse qu'il espère réaliser impossible [source : SpaceX ].

L'entrepreneur a également exclu de déplacer les nacelles à travers des tubes à vide à l'aide d'une suspension électromagnétique, la même technologie que les trains maglev utilisent. Musk explique qu'il est difficile de créer un vide parfait dans les tubes, surtout avec des milliers de dosettes qui entrent et sortent chaque jour. De plus, les tubes en aluminium peuvent se fissurer ou fuir, laissant l'air s'échapper du système.

"Il suffit d'un joint qui fuit ou d'une petite fissure quelque part dans les centaines de kilomètres de tube et tout le système cesse de fonctionner", a écrit Musk dans son rapport Hyperloop initial.

Un autre problème technique concerne le déplacement de la nacelle dans un tube contenant de l'air. Musk dit que si les parois du tube et de la capsule sont rapprochées, "la capsule se comportera comme une seringue". En d'autres termes, la nacelle pousserait toute la colonne d'air dans le système au lieu de la laisser passer. Le résultat est que les nacelles devraient voyager très lentement, ou les ingénieurs devraient construire un tube massif pour accélérer les déplacements. Dans ce cas, les coureurs parcourraient plusieurs milliers de kilomètres à l'heure, soumettant leur corps à des forces G écrasantes au moindre virage [source : SpaceX ].

La liste des problèmes semble écrasante. Mais Musk, toujours l'innovateur ingénieux, a fait appel à une équipe d'ingénieurs de Tesla et SpaceX pour l'aider à trouver une solution. Ils proposent d'élever deux tubes (l'un allant vers le nord, l'autre vers le sud) le long de l'Interstate 5 et de réduire la pression atmosphérique à l'intérieur.

La théorie est simple : les avions à réaction volent à haute altitude dans un air moins dense et la traînée est réduite. L'équipe Musk a décidé que la pression de l'air à l'intérieur du système devrait être d'un sixième de la pression de l' atmosphère mince sur Mars , ce qui réduit considérablement la traînée sur les nacelles de vitesse. De plus, situer l'Hyperloop dans la médiane de l'I-5 est en grande partie une décision de réduction des coûts car cela permet au promoteur d'éviter d'acheter des terrains à ceux qui vivent le long de la route [sources : Belfiore , SpaceX , Lavrinc ].

Ils ont également fait du pod le cœur du système, dans le but de garder le tube aussi low-tech que possible. Le plan est de concevoir une nacelle avec des skis en métal qui roulent, ou lévitent, sur un coussin d'air pompé à travers de petits trous dans les skis. Le concept est similaire à un jeu de hockey sur air, sauf que l'air est généré par le passage à grande vitesse de la nacelle à travers le tube, et un compresseur électrique super puissant à l'avant de la nacelle qui pompe l'air vers l'arrière. (Vous n'êtes pas familier avec les compresseurs électriques ? Souvent, vous pouvez les trouver employés sur des chantiers de construction pour une variété de tâches, en particulier lorsque des outils pneumatiques sont utilisés.) Aimantssur les skis, couplée à une impulsion électromagnétique, donne à la nacelle sa poussée initiale. Cette poussée, a déclaré Musk aux journalistes, serait similaire à ce qu'un passager éprouve à bord d'un avion au décollage. "Puis une fois que vous y êtes", dit Musk, "il n'y a plus de sensation de vitesse" [sources : Belfiore , SpaceX , Lavrinc ].

Les moteurs à induction linéaire , qui tirent leur jus des aimants et des conducteurs, seraient placés à divers points le long du tube et maintiendraient la nacelle en mouvement rapide et régulier avec peu de risques d'accident. En parlant de cela, des issues de secours seraient construites le long du tube. L'Hyperloop serait alimenté par des moteurs et des batteries développés pour la voiture électrique Tesla Model S, ainsi que par des panneaux solaires placés sur le toit des tubes [sources : Belfiore , SpaceX , Becker , Lavrinc ].

Musk promet que les dosettes seraient confortables et sûres. Les pods traverseraient l'Hyperloop un par un, partant toutes les 30 secondes environ aux heures de pointe et espacés de 37 kilomètres en moyenne. Les passagers peuvent entrer et sortir du tube à chaque extrémité et via des branches le long de la boucle (voir le livre blanc de Musk pour les détails de l'itinéraire proposé). Chaque module passager est conçu pour accueillir 28 personnes assises sur 14 rangées de deux, avec un compartiment à bagages à une extrémité, et des modules plus grands peuvent contenir une voiture. Les passagers paieraient 20 $ pour un aller simple [sources : Belfiore , SpaceX , Lavrinc ].

Une fois sur et débarrassés de leurs bagages, les passagers pouvaient s'installer dans leurs sièges, boucler leurs ceintures de sécurité et allumer leurs écrans de divertissement personnels pour le trajet de 35 minutes. Ne vous levez pas pour aller aux toilettes. Parce qu'il n'y en a aucune mention. Encore. Et avec une hauteur maximale de pod de 6,11 pieds (1,10 mètre) et une largeur de 4,43 pieds (1,35 mètre), il pourrait être un peu trop confortable pour les claustrophobes [sources : SpaceX ].

Est-ce que l'Hyperloop fonctionnera ? Qui sait? Musk semble le penser, et beaucoup de gens disent que c'est possible. La chose la plus proche de l'Hyperloop à grande vitesse est le train à grande vitesse maglev , qui peut atteindre 361 miles (581 kilomètres) par heure. Jim Powell, qui a aidé à inventer le train, a déclaré à The Verge que Musk était sur quelque chose en enfermant le système dans un tube. Il a dit qu'un système à l'air libre crée trop de traînée. Powell a ajouté que la traînée pourrait toujours être un problème même à l'intérieur de l'Hyperloop hermétiquement scellé, et maintenir une vitesse de disons 600 miles (966 kilomètres) par heure pourrait être difficile [source : Brandom ].

De plus, l'Hyperloop fonctionnerait mieux si les tubes étaient construits en ligne droite, ce qui ne peut pas être dû au paysage entre Los Angeles et San Francisco. Powell a déclaré que les coureurs pourraient tomber malades si les pods tournaient trop brusquement [source : Brandom ].

Alors que beaucoup de gens s'accordent à dire que les problèmes techniques créés par l'Hyperloop pourraient probablement être résolus, beaucoup se demandent à quel prix. Ils disent que le prix de 6 milliards de dollars est excessivement bas pour un projet à grande vitesse de cette ampleur . Heck, les rénovations du pont de la baie de San Francisco ont totalisé 6,4 milliards de dollars [source : Thanawala ]. De son côté, Musk ne veut pas dépenser son propre argent et espère que d'autres s'avanceront, peut-être même vous, chers lecteurs, via des sites de financement participatif tels que JumpStartFund. Si ce n'est pas le cas, alors peut-être que l'homme qui a mis la première fusée privée dans l'espace donnera également au monde l'Hyperloop.

Note de l'auteur : comment fonctionne l'Hyperloop

L'innovation fait peur. Quand quelqu'un propose un concept révolutionnaire, notre première réaction est de le rejeter, de dire que c'est impossible. Demandez aux frères Wright ou aux astronautes qui ont marché sur la lune. Le véritable dilemme n'est peut-être pas dans la vitesse à laquelle la science et la technologie évoluent ou dans les produits qu'elles créent, mais dans notre incapacité à faire face aux implications des nouvelles découvertes et technologies de manière réfléchie. Qu'ils soient motivés par une cupidité pure (lire : les barons des chemins de fer de la fin du 19e siècle) ou pour le bien public, l'histoire a montré que les innovateurs de la société, ses rêveurs, ont toujours fait avancer la balle, laissant le reste d'entre nous suivre.

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