LEVITATION ET GUIDAGE POUR LA SUSTENTATION MAGNETIQUE

Le principe le plus utilisé pour faire " voler " ces trains est le système de sustentation.
Le train n'est pas poussé, mais attiré vers le haut par des bobines situées sous la voie (en rouge) qui attirent les bobines situées sur le train (en bleu),et réciproquement, car elles sont de même sens. Le train lévite alors environ 1 cm au-dessus de la voie.

Le guidage du train parallèlement à la voie se fait encore par des forces électromagnétiques, sans contact.
Les bobines de guidage de la voie sont situées sur les côtés de celles-ci, en face des bobines de guidage du train.

Voici un exemple de train à sustentation magnétique : Le Transrapid.

LEVITATION ET GUIDAGE POUR LA SUSTENTATION MAGNETIQUE

L'autre principe utilisé est la lévitation magnétique.
Cette fois ci, le train est repoussé par la voie vers le haut grâce à des bobines situées sur la voie et sous le train. Ces bobines sont de sens contraires, donc, elles se repoussent.

Contrairement au système de sustentation, le guidage est assuré par les mêmes bobines que celles qui assurent la lévitation.
Ces bobines sont en fait en forme de 8 et ne sont pas alimentées en électricité. C'est le passage des aimants supraconducteurs du train (faits d'un alliage de nobium et de titane refroidis à -269°C par de l'hélium liquide) qui créé en elles un courant électrique, selon le principe d'induction électromagnétique.
Tandis que la partie inférieure de la bobine située sous la voie assure, comme nous l'avons vu, la lévitation par répulsion, la partie supérieure de la bobine, située sur les côtés de la voie, assure le guidage, également par répulsion.

Avec ce système, pour des raisons de consommation, et surtout parce que le train doit déjà être en mouvement pour voler, la propulsion se fait par des roues d'avions pour des vitesses inférieures à 100 km/h.
Voici un exemple de train à lévitation magnétique : Le maglev japonais :

Grâce à ces jeux de bobines, les trains sont maintenant soulevés et guidés. Des ordinateurs reliés à des capteurs situés sur le train calculent automatiquement l'intensité de courant nécessaire à la sustentation et au guidage.
Avec la lévitation magnétique, le train s'élève à une dizaine de cm au dessus du sol, pour éviter les risques de déraillement liés aux séismes.

PROPULSION

Comme nous l'avons vu dans l'introduction, depuis l'invention du train au début du XIXème siècle, les véhicules ont toujours été propulsés par des roues en contact avec les rails. La propulsion se faisait alors par une force mécanique exercée par le moteur sur les roues.
Pour les trains magnétiques, la propulsion s'exerce sans contact du train avec la voie, par une force électromagnétique : c'est la technologie de non-contact.

La propulsion est assurée par un jeu d'attraction et de répulsion.

Les bobines du train restent du même signe et ce sont les bobines de la voie qui changent de signe afin que le train progresse le long de celle-ci.
Le moteur est en fait constitué comme un moteur électromagnétique classique dont on aurait étiré le stator sous la voie de guidage.

Au lieu d'un champ magnétique rotatif, le courant génère une onde magnétique qui se déplace parallèlement à la voie, attirant ainsi le train.

Afin d'éviter les pertes d'énergie, et d'augmenter la sécurité (comme nous le verrons plus loin), la voie est répartie en sections qui propulsent le train à tour de rôle.

FREINAGE

Une fois le train lancé, il faut pouvoir l'arrêter efficacement, étant donnée sa très grande vitesse. Ce freinage se fait encore sans contact.
Dans le cas du système de sustentation, le freinage se fait par ralentissement des ondes magnétiques qui tirent le train.
Dans le cas du système de lévitation, le freinage s'effectue par des aérofreins (en jaune) situés sur le train.