dossier train magnetique TPE 2006 2007

Lepot Alex
Morel Winny
Undi Maxime
Le train sur rail magnétique
Année Scolaire 2006-2007

Sommaire
I) Quelques Notions
II) Le principe de fonctionnement du train
sur rail magnétique
III) Les avantages de ce train
IV) Actualité et Avenir
V) Annexe
VI) Lexique des notions

Introduction
Depuis le tout premier chemin de fer, peu de choses ont changées en
termes de concepts techniques de base : les trains sont toujours soutenus,
guidés et propulsés par les roues.
Mais un nouveau système de trains pourrait bien révolutionner les
transports ferroviaires : ce sont les trains à lévitation magnétique, qui sont
soutenus, propulsés et guidés par la seule force électromagnétique.
Ce nouveau concept présente de nombreux avantages grâce à sa
technologie révolutionnaire dite de " non contact ". Mais concrètement, que
peuvent apporter les trains magnétiques dans le domaine ferroviaire?
Nous allons développer notre étude autour des principaux sujets qui
touchent à ce domaine, au fonctionnement, aux avantages, et à l'avenir de
ces trains nouvelle génération.
Nous définirons dans un premier temps quelques notions de base
essentielles, puis nous présenterons le fonctionnement des différents
systèmes actuels. Ensuite, nous comparerons les trains magnétiques aux
trains traditionnels afin d'en discerner les avantages. Enfin, nous ferons une
petite conclusion après avoir présenté l'actualité de cette technologie ainsi
que son avenir.

I) Quelques notions :
LE MAGNETISME
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.
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.
LA SUPRACONDUCTIVITE
La supraconductivité est un phénomène qui se produit à de très basses températures et
au cours duquel un métal perd toute résistance électrique (R=0) (voir graph. 1).
Dans ces conditions, les courants électriques traversent donc les métaux sans aucune
perte d'énergie.
Aux températures naturelles sur terre, les métaux opposent une certaine résistance au
flux des électrons, due à la vibration des atomes (ce qui provoque une perte d'énergie
par effet Joule). Mais à mesure que la température diminue, ces atomes vibrent de
moins en moins et la résistance baisse lentement jusqu'à la température critique
spécifique à chaque matériau à laquelle elle tombe à zéro. 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 et 10 Kelvins au-dessus du

zéro absolu ( -273 a -263 °C ). Mais il existe des matériaux ayant des températures de
transition plus élevées (voir graph. 2 et 3).
Ce phénomène permet aussi d'amplifier la force des champs magnétiques grâce au
phénomène de diamagnétisme et d'obtenir une lévitation comme dans l'expérience
suivante :
Expérience de Meissner :
LA LEVITATION MAGNETIQUE
Comme nous l'avons vu précédemment, une bobine traversée par un courant électrique
produit autour d'elle un champ magnétique.
Ce champ peut être de deux sens différents en fonction du sens du courant qui le
traverse.
Deux pôles de même sens s'attirent.
Deux pôles de sens contraire se repoussent.
(Ne pas confondre sens avec signe).
Afin de mettre en évidence ces champs magnétiques, nous avons réalisé l'expérience
suivante :