L’équipe hyperloop de Karlsruhe : à grande vitesse vers la mobilité du futur

Avec sa présentation du concept hyperloop, en 2013, le visionnaire de la technologie, Elon Musk, a lancé un mouvement mondial. 

De nombreuses entreprises et initiatives d’étudiants se consacrent à fond à ce sujet. Derrière le terme hyperloop se cache une idée passionnante pour la mobilité du futur : Des capsules (« pods ») flottent à une vitesse pouvant atteindre 1200 km/h dans des tubes sous vide partiel. En reliant les centres villes par des tubes hyperloop on pourrait se passer des vols court et moyen courrier. Ainsi, un déplacement de Hambourg à Munich (env. 600 km) ne prendrait que 45 minutes, une demi-heure de moins que par avion. Etant donné que le concept exclut pratiquement tout frottement et toute résistance aérodynamique, non seulement l’hyperloop serait extrêmement efficace, mais en utilisant de l’électricité verte, son exploitation serait parfaitement neutre pour le climat. Désormais, il existe une équipe hyperloop en Allemagne sous l’appellation mu-zero HYPERLOOP. Malgré les conditions difficiles en raison de la pandémie, des étudiants de l’institut de technologie de Karlsruhe (KIT), de l’université de Karlsruhe (HKA) et de l’université de Stuttgart ont développé un prototype de capsule innovant en se concentrant sur l’entraînement. Dès sa première participation à la semaine européenne de l’hyperloop, l’équipe d’environ 60 personnes a fait sensation. Pour le châssis de la capsule et deux bancs d’essai, les étudiants font appel à la technique des profilés du système de construction modulaire MB – et pour le transport, ils utilisent les poignées Pi.

Adaptation flexible de la capsule hyperloop grâce à la technique des profilés

« En général, le concept hyperloop tout entier dépend de nombreux composants qui n’existent pas encore en réalité. Chaque équipe choisit donc normalement un aspect et teste sa mise en pratique » explique Leonhard Döring, à la tête de l’équipe mu-zero HYPERLOOP pendant la première année. Le groupe initial, issu de l’université KIT, s’est vite constitué en association à but non lucratif afin de s’ouvrir aussi à d’autres universités. Même si le concours « SpaceX Hyperloop Pod Competition » lancé par Elon Musk n’a pas lieu en ce moment, la semaine européenne de l’hyperloop le remplace avec succès sur le plan européen, l’évènement étant organisé une fois par an et rythmant les projets de la scène de l’hyperloop. La jeune équipe hyperloop a réussi en moins de huit mois de développer un prototype opérationnel conçu sur la base du système d’entraînement : « Il s’agit ici d’un moteur linéaire. Nous n’avons donc pas besoin de roues pour développer une force d’entraînement. La particularité : la modulation du champ magnétique généré par le moteur permet de créer non seulement une force d’entraînement mais aussi une force de lévitation. Il peut donc soulever la capsule toute entière » signale Lars Ohnemus, responsable de l’ensemble de la mécanique.

Il y a toujours quelques modifications ou ajouts à réaliser rapidement. Dans ce cas, les profilés d’item sont une excellente solution. Cette approche nous a aussi permis d’aller beaucoup plus vite dans le développement de la capsule .

La capsule est entourée d’une coque légère aérodynamique, spécialement optimisée pour des vitesses élevées. A l’intérieur se trouve la structure proprement dite, basée sur la technique des profilés en aluminium d’item, et à laquelle tous les autres composants de la capsule sont fixés. Il nous fallait avant tout un système pouvant être adapté de manière flexible pendant le temps de développement limité. « Il y a toujours quelques modifications ou ajouts à réaliser rapidement. Dans ce cas, les profilés d’item sont une excellente solution. Cette approche nous a aussi permis d’aller beaucoup plus vite dans le développement de la capsule » souligne M. Ohnemus. De plus, l’équipe hyperloop a pu réduire le délai de construction de plusieurs semaines grâce à l’utilisation d’item Engineeringtool et à la livraison des composants usinés en conséquence. De plus, deux bancs d’essai étaient nécessaires pour la caractérisation du comportement du système. Ces deux bancs sont réalisés en grande partie à l’aide de la technique des profilés. Par exemple, l’un des bancs d’essai devait reproduire et tester le comportement du moteur à échelle réduite.

Un hommage tout particulier pour l’équipe hyperloop à Valence

C’est avec impatience que l’équipe attendait le lancement de la semaine européenne de l’hyperloop 2021, le 25 juillet à Valence en Espagne. Compte tenu de l’incidence élevée enregistrée à ce moment-là dans la métropole ibérique, de nombreux participants ont sans surprise renoncée au déplacement. La capsule de mu-zero HYPERLOOP aurait été facile à transporter grâce aux poignées Pi utilisées (certaines équipes avaient besoin d’une grue), mais il n’y avait pas assez de capacités sur site, de sorte qu’elle n’a pas été amenée à Valence. Toutefois, le succès ne s’est pas fait attendre pour autant, tout au contraire. Sur la base d’images de la capsule en action, transmises en direct, une participation était possible malgré tout. Le succès parle de lui-même : non seulement, dès la première année de participation, l’équipe hyperloop a pu atteindre la place 4 du classement général et une place parmi les top 5 dans les catégories entraînement, lévitation et électronique. Mais elle a eu droit également à une mention spéciale pour la performance d’avoir réalisé d’emblée un projet d’une telle complexité.

Etant donné que le système développé a fait ses preuves, il sera désormais optimisé au niveau de la lévitation et de l’efficacité. La nouvelle saison sera donc consacrée au mécanisme de lévitation .

Peu de temps après, la capsule a pu démontrer sa faisabilité pratique sur la piste d’essai de 280 mètres à Munich. « Ici, nous avons poussé la capsule dans ses limites. C’était impressionnant de voir tout ce qu’elle sait faire et tout ce qu’elle peut supporter » raconte Leonhard Döring. Avec le démarrage de la nouvelle saison, de nouveaux membres de l’équipe hyperloop entrent en jeu. Cependant, les membres dirigeants de l’équipe continueront à participer activement à l’avenir de mu-zero HYPERLOOP. « L’hyperloop c’est juste un grand terrain de jeu pour les ingénieurs » déclare avec enthousiasme M. Ohnemus qui poursuivra sa participation dans le domaine « simulation et numérique ». Pour l’équipe, le travail sur les prototypes offre de plus la possibilité d’acquérir une expérience pratique unique dans le cadre des études. Au cours de la première saison, notamment le travail sous les conditions de la covid a été très enrichissant. Etant donné que le système développé a fait ses preuves, il sera désormais optimisé au niveau de la lévitation et de l’efficacité. La nouvelle saison sera donc consacrée au mécanisme de lévitation ». A cet effet, on envisage la construction d’un module de démonstration, donc d’un prototype à échelle réduire.

Vous souhaitez être informé régulièrement sur les possibilités d’application des produits item ? Alors, ne cherchez plus : abonnez-vous au blog item en cliquant sur la case en haut à droite !