Record du plus long essai Hyperloop à l'EPFL

Le projet LIMITLESS (Linear Induction Motor Drive for Traction and Levitation in Sustainable Hyperloop Systems), mené par l’EPFL, la Haute École d’ingénierie et de gestion du canton de Vaud (HEIG-VD) et Swisspod Technologies, vise à créer un nouveau système de transport durable et efficace, basé sur une infrastructure légère. Le consortium a franchi une étape importante en parcourant l’équivalent à échelle réelle d’un trajet en Hyperloop de 141,6 km (11,8 km à échelle réduite) et en atteignant des vitesses de pointe de 488,2 km/h (40,7 km/h à échelle réduire) dans un environnement contrôlé à basse pression. Les résultats ont été dévoilés récemment lors de l’événement Hyperloop Day à l’EPFL.

Ce record a été réalisé dans le centre d’essai Hyperloop, situé sur le campus lausannois de l’EPFL. Cette structure, conçue comme une piste circulaire, permet le prototypage et l’essai rapides des différentes technologies nécessaires à Hyperloop. L’infrastructure présente un diamètre de 40 centimètres et une circonférence de 125,6 mètres. Il s’agit d’une version réduite (1:12) du système Hyperloop décrit dans la thèse de doctorat de l’EPFL de Denis Tudor, CEO de Swisspod, permettant une corrélation directe entre les résultats d’essai et la performance à échelle réelle.

Ce succès est déterminant pour le secteur du transport à grande vitesse, démontrant les principes fondamentaux de la technologie Hyperloop et sa viabilité pour l’avenir des voyages durables et rapides. Composé de deux éléments principaux, un véhicule entièrement électrique et une infrastructure de tubes à basse pression, l’Hyperloop pourrait révolutionner les voyages intracontinentaux tout en étant durable.

Les scientifiques s’appuient sur une infrastructure passive, permettant d’accroître l’efficacité et de réduire les coûts de mise en œuvre. Par conséquent, l’essentiel des efforts se concentrent sur le développement d’un nouveau moteur à induction linéaire (LIM), un composant clé du système de propulsion de l’Hyperloop, conçu pour offrir de meilleures performances à des vitesses élevées. Il est le sujet de la thèse de doctorat de Simone Rametti au Laboratoire des systèmes électriques distribués (DESL) de la Faculté des sciences et techniques de l’EPFL.

«Le projet LIMITLESS permet de comprendre plusieurs aspects fondamentaux liés à la propulsion électromagnétique à grande vitesse des capsules Hyperloop. En exploitant ces connaissances, nous avons pu intégrer les fonctionnalités de lévitation et de propulsion dans un seul et même moteur avec un rendement de conversion énergétique très élevé», explique Mario Paolone, professeur au DESL.

82 tests pour des records consécutifs

Dans le cadre du projet LIMITLESS, soutenu par Innosuisse, l’équipe a effectué un total de 82 tests. Les expériences ont reproduit la trajectoire d’une capsule Hyperloop dans un environnement contrôlé à basse pression (50 millibars). Le plus long trajet a couvert une distance de 11,8 km, tandis que la vitesse maximale atteinte était de 40,7 km/h. Dans un système grandeur nature, cela se traduit par un trajet de 141,6 km, soit environ la distance entre Genève et Berne, ou entre San Francisco et Sacramento, et par des vitesses allant jusqu’à 488,2 km/h. Cette performance a été obtenue avec une capsule entièrement autonome en termes de navigation, d’alimentation en énergie et de propulsion. L’infrastructure ne transfère aucune énergie à la capsule qui contient l’unique source d’énergie pour sa propulsion et sa lévitation.

L’équipe a surveillé de près les performances des sous-systèmes essentiels tels que la propulsion, l’infrastructure de communication, l’électronique de puissance et la gestion thermique. Elle a évalué la consommation d’énergie, les variations de poussée, la réponse du LIM et le contrôle pendant les scénarios d’accélération, de croisière, de roue libre et de freinage.

«Notre infrastructure fonctionne en boucle fermée, elle est donc réellement sans limites – LIMITLESS -, sans limitation de longueur inhérente. La façon dont notre piste a été conçue nous permet de tout prendre en compte – l’efficacité énergétique de la capsule, les systèmes de propulsion et bien plus encore – contrairement à d’autres infrastructures Hyperloop. Notre approche innovante de la construction du système Hyperloop nous permet d’avoir une plateforme essentielle pour tester et affiner différentes technologies, garantissant des performances et une adaptabilité optimales», précise Cyril Dénéréaz, CTO de Swisspod.

Une voie rapide vers l’avenir

Les prochains tests prévus à l’EPFL ont pour objectif de valider des versions plus efficaces de la propulsion et de la lévitation de l’Hyperloop, basées sur le LIM, ainsi qu’à explorer les capacités, les limites et les perspectives du système dans le monde réel, tout en fournissant des données essentielles pour accélérer le déploiement sur le marché. Cette approche stratégique consiste à perfectionner la technologie dans des environnements contrôlés et à échelle réduite, permettant à l’équipe d’ingénierie et de recherche de réaliser un développement rentable et des itérations rapides. Une telle méthode permet d’améliorer systématiquement l’efficacité, la sécurité et la rapidité avant de mettre en œuvre la technologie à plus grande échelle. Les technologies mises au point dans le cadre du projet LIMITLESS pourraient impacter de nombreux secteurs au-delà de l’Hyperloop, notamment l’automobile, les systèmes de métro, le secteur ferroviaire et l’aérospatiale.

«Cette étape nous rapproche d’un avenir où l’Hyperloop deviendra un catalyseur du changement sociétal. La mise à l’épreuve de nos années d’innovation technologique est une étape cruciale pour favoriser le développement et le déploiement de technologies Hyperloop efficaces dans le monde entier. Nous commencerons bientôt à tester notre premier produit de transport de marchandises Hyperloop dans l’installation à plus grande échelle que nous construisons actuellement aux États-Unis. C’est une étape clé pour faire de l’Hyperloop une réalité pour le transport de personnes et changer la façon dont nous nous connectons, travaillons et vivons», déclare Denis Tudor, CEO de Swisspod.