TPE 2012/2013 Lycée Jean ZayEn quoi la lévitation peut-elle révolutionner le transport ?

Sommaire:

• La lévitationI-Par coussin d’airII-Par supraconductivitéIII-Par électroaimants• Remerciements

Qui sommes nous ?Antoine Héritier

Eymerick Dubourgnon

Quentin Bourse

Yann Fardey

IntroductionDans un premier temps, ce fût très difficile de trouver un

thème pour ce TPE. Nous avons longtemps hésité entre : un altimètre, les hologrammes et la lévitation.

Finalement, le sujet retenu est la lévitation.

Qu’est-ce que la lévitation ?

La lévitation, c’est le fait, pour un objet, de se déplacer ou de rester en suspension au dessus du sol, sous l’effet d’une force connue.

La lévitationNous avons donc pensé à une problématique : En quoi la

lévitation peut-elle révolutionner le transport ?

Pour cela, nous allons étudier trois types de lévitation. Dans un premier temps, nous verrons la lévitation par coussin d’air, puis nous vous montrerons la lévitation par supraconductivité, et enfin, nous vous proposerons de découvrir la lévitation par électroaimants.

La lévitation par coussin d’air

Qu’est ce que la technique du coussin d’air ?

Aéroglisseur réalisé par notre équipe

Comment cette technique peut-être utilisé pour la lévitation?

Existe-t-il des moyens de transport utilisant la lévitation par coussin d’air?

1) ExplicationLe principe des coussins d’air en lui-même

est simple, il consiste à insuffler de l’air dans une cloche ce qui lui permettra par la suite à s’élever de quelques centimètres pour éviter qu’il y est trop de frottement.

Il y a deux sortes coussins d’air : 1-la chambre pleine.2-La fente périphérique.

2) ExpérienceAéroglisseur utilisant la techniquede la chambre pleine. Il est composéde:

-Plaque de polystyrène (Styrodur)-Ventilateur (12V)-Chambre à air

3) Adaptation sur véhicule1-NaviplanesBateau  qui survole légèrement l’eau pour moins d’adhérence etpour plus de vitesse.• 2-AérotrainsCrées par Jean Bertin, ingénieur français.Projet en avance sur son temps,certainement trop, car il n’a pas eu le succés auquel il aurait put prétendre.

La lévitation par supraconductivité

Qu’est ce que la supraconductivité ?

Comment peut-elle être utilisé pour la lévitation ?

Existe-t-il des moyen de transport utilisant la supraconductivité ?

1) ExplicationLa supraconductivité est un phénomène

caractérisé par l'absence de résistance électrique et l'expulsion du champ magnétique (l'effet Meissner) à l'intérieur de certains matériaux dits supraconducteurs. Cet effet Meissner peut être atteint à température extrêmement basse : -270° environ.

Mais cet effet a des caractéristiques physiques impressionnantes, dont une en particulier qui nous intéresse.

Schéma:Comportement des ondes

électromagnétiques.

2) Expérience

3) Adaptation sur véhicule Principe de fonctionnement des

supraconducteurs sur le Maglev.

La lévitation par électroaimants

Qu’est ce qu’un électroaimant ?

Comment peut-il être utilisé pour la lévitation ?

Existe-t-il des moyens de transport utilisant les électro-aimants ?

1) ExplicationLes électroaimants ont été mis au point par Hans Christian

Œrsted en 1820.Un électroaimant est un aimant activé par l’électricité.Plus l’intensité le traversant est forte, plus le champ

magnétique expulsé est importante.

2) Expérience

Schéma de l’expérience

simplifié

Lévitation d’une boîte de cachou

3) Adaptation sur véhicule

Image du train à sustentation électromagnétique : Le Maglev au Japon

Le train Transrapid

Mis en place sur une ébauche de 1934, le train Transrapid prend forme dès 1987 en Allemagne. Il utilise la technologie des électroaimants pour se sustenter et se mouvoir.

Le MaglevEn 2005, les japonais reprennent le projet

et donnent naissance au Maglev. Il a une vitesse moyenne de 230 km/h mais il détient le record du monde de vitesse soit 581 km/h (7 km/h de plus notre TGV).

Pour conclure:Il est difficile de répondre à cette problématique. Mais une

chose est sûre, la technologie actuelle nous empêche de concevoir des moyens de transports lévitant performants à grande échelle.

Bien sur, les transports par lévitation existent déjà, comme le Transrapid ou les aéroglisseurs… Mais ces procédés sont relativement chers ou peu efficaces.

Tous au long de ce TPE, nous nous sommes rendus compte que la lévitation en elle-même est « simple » à mettre en place en particulier sur les objets statiques. Dès lors qu’il s’agit d’insérer un mouvement, cela devient rapidement un problème.

Mais, bien qu’inutile pour les transports, la lévitation statique pourrais être utiles pour d’autres fonctions comme par exemple, les ascenseurs.

RemerciementsMme Lafaye, pour son aide à propos des

supraconducteursM Bronnec pour son expérience sur les

électroaimants (montage présenté)M. Domps et M. Deplat pour leurs cours ainsi

que leurs explications précieusesMme Auget pour son aide pour toute la partie

orale et méthode