TPE : Le Train à Sustentation Magnétique

Tout d'abord le train a sustentation magnétique, d'où son nom, fonctionne en grande partie grâce au forces magnétiques. Cependant celui-ci utilise deux modes de fonctionnements différents vu précédemment : l’électro-dynamisme et l'électromagnétisme. Dans le premier cas, l’électro-dynamisme provoque une élévation d'environ 10/15 cm du train. Cette élévation est provoqué via deux électroaimants qui sont enroulés autour du rails de guidage du train, ainsi ces électroaimants interagissent avec les rails et cela provoque une force magnétique qui soulève le train : c'est la supraconductivité. Mais ce phénomène d'électro-dynamisme est totalement efficace qu'à partir de 120 km/h environ, en dessous de cette vitesse, le train est soutenu par des roues situés dans les bogies. Cependant le système électrodynamique utilise des aimants qui doivent être refroidis à -269°C avec de l’hélium liquide pour fournir cette supraconductivité, ainsi les voies électrodynamique sont très très cher. Le Maglev au Japon utilise cette technologie.

Contrairement au premier, l’électromagnétisme fonctionne différemment, il utilise les forces naturels de répulsion qui se produit entre les aimants placés sous le trains et les bobines conductrices situées dans les rails de guidage. Ce phénomène de répulsion étant moins important que l'électro-dynamisme, le train s'élève ainsi moins haut, environ 1 cm au dessus des rails.

Ainsi grâce à cette élévation le train n'est donc plus en contact direct avec le sol, et donc peut se mouvoir plus facilement comme les frottements de roulage sont annulés. Et pour cela, ces types de train, en plus d'utiliser la lévitation magnétique, il utilise aussi la propulsion magnétique.

Cette propulsion à un fonctionnement particulié, car en effet elle utilise des électroaimants à courant alternatif , qui est parfois triphasé. Je m'explique. Pour que le train avance, les pôles des électroaimants de la voie alternes attirant le train vers lui dans un premier temps  puis une fois ceux-ci passé, il y a inversion des pôles et donc  le train se fait repousser pendant que d’autres l’attirent de nouveau. Il y a donc la création d’un champ magnétique de décalage. Ces opérations alternatives s'effectue très très rapidement, de l'ordre du micro seconde.

La vitesse dépend de la puissances des électroaimants et des bobines, ainsi celle-ci est régulée par l'intensité du courant alternatif. De plus, le fait que le courant soit un courant triphasé permet un apport plus conséquent de puissance, donc une plus grande intensité de celui-ci. Par ailleurs le courant est aussi régulé par sa fréquences car il faut évidemment adapter l'intensité pour faire varier le sens des pôles des aimants en fonction de la vitesse du train. C'est a dire que plus le train va vite plus la variations du sens des pôles des aimants est rapide et que donc plus l'intensité est forte.

Ce système permet l'accélération du train mais est aussi réversible ce qui permet de freiner le train en inversant donc le champs magnétiques.

Outre le fait d'être utilisé en tant que propulsion, le champs magnétique est aussi utilisé par le système de guidage du train car en effet sur certains d'entre eux, le guidage ce fait par le biais du magnétisme. Pour illustré cette technologie, nous allons prendre l'exemple du Maglev qui possède ce moyen de direction. Ainsi, sur les infrastructures du Maglev nous pouvons apercevoir qu'il y a des petits murets de part et d'autres du trains et donc des rails. Sur ces petits murets se trouve une suite de bobines qui produisent différentes intensités de champ magnétique, soit pour attirer le train, soit pour le repousser. Par exemple, si le maglev veux tourner vers la droite et qu’on se situe face au sens de sa marche, le le coté droit du muret va imposé un pôle semblable à celui du train le repoussant, du côté gauche le muret va lui imposé un pôle inverse à l’aimant embarqué l’attirant.

En cas d’urgence, si le train n’est plus alimenté en électricité par exemple, des roues de guidage d’urgence plus solide que les autres situées dans les bogies se mettent en place ainsi que des patins au niveau du sol.
 

Bogie : Un bogie est un chariot ou châssis situé sous les véhicules ferroviaires, sur lequel son fixés les essieux comportant les roues en temps normal (mais ici c'est la où sont situé les aimants ou bobines). Il est mobile par rapport au châssis du véhicule et est destiné à orienter le train dans les courbes.

 

Courant triphasé : Le courant triphasé est un système électrique qui utilise trois ondes électriques qui ont les mêmes caractéristique en terme de fréquence et la même ampleur en parfait équilibre.