Préambule

a- Le Magnétisme:

Le magnétisme est un phénomène physique, par lequel se manifestent des forces attractives ou répulsives d’un objet sur un autre, ou avec des charges électriques en mouvement.                                                                                                                                                                                               Les  aimants possèdent un pôle Nord et un pôle Sud (inséparables l’un de l’autre) et deux pôles identiques se repoussent tandis que deux pôles contraires s’attirent. Un champ magnétique peut être créé par un aimant mais aussi par un courant électrique car tout courant électrique crée autour de lui un champ magnétique. Un fil traversé par un courant produit un champ magnétique. On utilise des  électroaimants  dans le train à sustension magnétique et non des aimants permanents car dans le cas des électroaimants on peut  contrôler l’activation de l’aimantation et son intensité.

L’électroaimant fonctionne selon le même principe : il comprend un nombre ” n ” d’enroulements de fil de cuivre appelés spires. Plus il y a de spires, plus l’électroaimant est puissant. De plus, plus le courant qui traverse la bobine est intense, plus le champ magnétique créé est puissant. On peut augmenter considérablement le champ magnétique en introduisant un noyau de fer à l’intérieur de la bobine.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b-La supraconductivité :

Le champ magnétique de la terre est de 4.10ˉ⁵ Tesla, celui d’un aimant utilisé dans le train à sustension magnétique est entre 10ˉ2 et 10ˉ1 Tesla. Pour faire léviter un train, il faut environ 4.2 Tesla. Il faut donc un champ magnétique très puissant pour permettre la lévitation d’un train. Le supraconducteur est un alliage de Niobium-titane. C’est la propriété que possèdent certains matériaux de conduire le courant électrique sans résistance à condition que leur température soit inférieure à une certaine valeur appelée température critique (Tc). Ils s’opposent également à tout champ magnétique externe. En somme, ce phénomène électromagnétique est caractérisé par l’absence de résistance électrique et l’annulation du champ magnétique à l’intérieur du matériau (ce phénomène de diamagnétisme parfait est appelé effet Meissner). La supraconductivité conventionnelle intéresse des températures très basses proches du 0 Kelvin (soit -273°C) Un courant peut ainsi circuler indéfiniment dans un circuit, du moment que ce circuit reste à une température inférieure à la température de transition, c’est à dire la température en dessous de laquelle le matériau devient supraconducteur. La plupart des températures de transition se situent entre 1 K et 10 K au-dessus du zéro absolu  (-273 à -263 °C).

L’effet Meissner:

En 1933, Meissner et Ochsenfeld ont découvert une propriété supplémentaire des supraconducteurs: l’effet Meissner. Ils ont montré que les supraconducteurs, pour une température inférieure à la Tc possèdent non seulement une résistance électrique nulle mais un comportement de diamagnétique parfait. L’effet Meissner constitue la base du phénomène de lévitation magnétique.

 

 

 

 

 

 

c-Lévitation magnétique:

La lévitation est le fait de se déplacer dans les airs sans une aide extérieure, ou le fait de rester en suspension dans un espace sous l’effet d’une force plus forte que la gravitation.

d-Types de trains

Le train à sustentation magnétique se base sur le principe de lévitation.

Il existe deux concepts fondamentaux concernant la physique et les propriétés de lévitation de la matière :                                                                   

 

 

 

 

 

 

 

Le concept électromagnétique (EML) : la lévitation est générée par des électroaimants régulés. Le Transrapid (Maglev allemand et chinois) est un train basé sur le concept EML.

Le concept électrodynamique (EDL) : la lévitation est basée sur les forces de répulsion générées par les courants induits qui n’apparaissent que lors d’un déplacement relatif des corps en présence. Il est donc nécessaire de propulser initialement le train avant qu’il puisse léviter magnétiquement. Le seul projet actuellement très avancé utilisant ce concept de sustentation est le Maglev japonais.

 

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