Maglev : Principes de fonctionnement
Maglev : Principes de fonctionnement
mardi 19 février 2013
Le principe fondamental de fonctionnement du Maglev est basé sur la répulsion des éléments embarqués dans le train et des plaques conductrices situées sur la voie. Pour que le train ne soit pas en contact avec la voie, il faut que les aimants soit suffisamment puissants. C’est grâce à la supraconductivité que les aimants sont assez puissants pour que l’entrefer (distance sol-train) puisse atteindre 10 cm.
Le Maglev est donc un système dans lequel le véhicule fonctionne en lévitation sur la voie de guidage (correspondant aux rails des chemins de fer conventionnels) en utilisant les forces électromagnétiques entre les aimants supraconducteurs à bord du train et des électroaimants situés dans la voie de guidage. Ce qui suit est une explication générale du principe du Maglev. On y décrit trois principes fondamentaux qui assurent la bonne lévitation du train.
I) Principe de guidage et de lévitation magnétique
Il y a une interaction entre le rails de guidage et le train. C’est simultanément que des électroaimants «poussent» les aimants supraconducteurs du train vers le haut et que d’autres les «tirent» également vers le haut. Le résultat de cette interactions est la «lévitation» du train qui n’est donc plus en contact avec le rail de guidage.
Du fait que les électroaimants attirent et repoussent le train avec la même force de chaque coté, le train reste toujours parfaitement centré dans sa voie.
II) Principe de propulsion
Il y a des forces répulsives et des forces attrayantes qui sont induites dans les aimants supraconducteurs pour pouvoir propulser le train. Les bobines situées sur la voie de guidage sont activées par un courant alternatif, ce qui permet aux électroaimants de changer de pôle et donc de conserver l’ordre du schéma. Les aimants de supraconduction à bord sont attirés et poussés par la zone de décalage, propulsant alors le Maglev.
III) Principe de freinage
Le freinage s’effectue en inversant la direction du champ magnétique et par des aérofreins situés sur le dessus du train. Grâce à l'énergie cinétique du train, le fait d’inverser la direction du champ magnétique ne fait que ralentir le train mais ne le fait pas repartir dans le sens inverse.
Le principe de fonctionnement avec notre production :
Le profilage du train permet également (dans des proportions moindre) son soulèvement. En effet sa forme est inspirée des ailes d’un avion et, ce qui permet à un avion de voler c’est la portance ! Le maglev utilise donc le même phénomène pour «voler». La portance est la résultante d’un constat établi par Daniel Bernoulli (physicien Suisse) en 1738 : l’augmentation de la vitesse d’un fluide (comme l’air) diminue sa pression, et inversement. Lorsque le train se déplace dans l’air, une partie des particules d’air va passer dessous tandis qu’une autre partie va passer au dessus. Or, le dessus est bombé. La distance à parcourir par les particules d’air passant par le dessus est donc supérieure à celles qui doivent passer par dessous. Pour qu’elles puissent se retrouver de l’autre coté, il faut donc que les particules qui passent par dessus accélèrent et que celles qui passent par dessous ralentissent. C’est à ce moment là que la loi de Bernoulli se vérifie. L'accélération de l’air crée donc une dépression au-dessus, tandis qu’une surpression se crée en dessous. Le résultat de ces phénomènes est appelé «la portance» : le train est aspiré vers le haut.
