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Comment l'EPFL veut gagner l'Hyperloop Pod Competition avec sa capsule futuriste

Un étudiant de l'EPFL s'affaire sur la capsule, baptisée Bella Lui, spécialement conçue pour l'édition 2019 | Alban Kakulya/EPFL Loop

Des étudiants de l’EPFL participent dès ce dimanche à l’Hyperloop Pod Competition, un concours de prototypes de capsules à haute vitesse préfigurant peut-être les transports du futur, qui se déroule sur le site de la société SpaceX d’Elon Musk, aux Etats-Unis. L’enjeu: battre le record de vitesse établi en 2018 par l’Université technique de Munich: 467 km/h sur 1.6 km!

L’équipe lausannoise, qui participe pour la seconde fois, sera en concurrence avec 20 autre sélections universitaires. Lorenzo Benedetti, responsable technique et encadrant de l'équipe cette année, décrypte les enjeux technologiques.

L’an dernier, vous avez été finaliste et avez atteint la troisième place du podium. Pensez-vous faire encore mieux cette année?

Lorenzo Benedetti — En 2018, nous étions là pour apprendre. Nous découvrions la compétition. Désormais, nous sommes là pour réussir! Nous avons notamment divisé par deux le poids de la capsule, qui est passé de 300 kg à environ 150 kg cette année. L’enjeu était de minimiser la masse de la capsule, tout en maximisant la puissance disponible pour la propulsion. Le poids et la capacité des batteries sont des points essentiels, mais il a également fallu alléger tous les composants embarqués.

Outre la masse de la capsule, quels sont les atouts importants pour gagner?

Nous sommes limités par la longueur du tube mis à disposition par SpaceX: environ 1,6 km. De ce fait, les contraintes sont assez proches de celles d’une course de dragsters [ndlr: populaires aux Etats-Unis, des voitures modifiés y atteignent des vitesses qui dépassent les 500km/h… et doivent recourir à un parachute pour le freinage!]. Autrement dit, l’accélération est importante, mais le freinage final aussi! Et comme la distance disponible reste faible, il existe un compromis à trouver, entre accélérer le plus longtemps possible et freiner le plus rapidement possible à la fin du tronçon.

De ce fait, les points les plus importants sont:

  • Le poids de la capsule

  • Des batteries puissantes pour alimenter un moteur capable de délivrer une accélération rapide

  • De bons freins

Il n'existe pas un, mais des Hyperloops, et autant de différents choix technologiques pour assurer l’équilibre (coussin d’air, sustentation magnétique…) puis la propulsion de la capsule. Quels sont ceux de l’EPFLoop?

Pour la sustentation, nous avons choisi d’utiliser des roues [ndlr: une possibilité offerte par le règlement de la compétition]. Car pour l’instant, nous nous concentrons surtout sur le problème de la propulsion; nous préférons procéder une étape à la fois.

En 2018, nous avons utilisé un moteur électrique classique, mais il faisait rapidement surchauffer les roues. Cette année, nous avons utilisé un moteur à induction linéaire, que nous avons développé nous-mêmes comme il n’en existait pas dans le commerce de la puissance souhaitée.

Le principe? Le moteur à induction crée un champ magnétique le long du rail central d’aluminium, ce qui lui permet de se déplacer. En s’affranchissant des frottements des pièces mécaniques à l’intérieur du moteur, on gagne en efficacité dans l’accélération.

La course a lieu dans un tube dépressurisé et fermé. Comment parvenez-vous à limiter la surchauffe des composants?

C’est effectivement un enjeu important. Lorsqu’on fait fonctionner de l’électronique en plein air, la chaleur se dissipe rapidement. Mais dans un tube sous vide, c’est plus compliqué!

Il y a trois sources principales d’échauffement: les freins, le moteur, et l’électronique. Les premiers fonctionnent sur une période de temps très réduite, environ deux secondes. Le moteur, lui, est proche du rail d’aluminium, métal conducteur, ce qui facilite l’évacuation de la chaleur. Mais pour l’électronique, c’est un vrai problème.

Nous réalisons donc des tests et des simulations en amont pour savoir à quelle température maximale doivent résister les composants électroniques. L’an dernier, nous avons mesuré jusqu’à 60°C sur ces derniers. Heureusement, ceux que nous avons sélectionnés peuvent résister jusqu’à 85°C.

La Suisse avait entrevu l’Hyperloop avant l’heure avec le projet Swissmetro, imaginé dès les années 1970, et dont la faisabilité a été étudiée dans les années 1990. Pourquoi Elon Musk, qui a remis l’idée au goût du jour en 2013, réussirait-il là ou Swissmetro a échoué?

Pourquoi cette différence? Elon Musk a aujourd’hui une visibilité internationale inédite. Personnellement, je suis italien, et n’avais jamais entendu parler du projet SwissMetro avant de venir travailler à l’EPFL.

Mais EPFLoop est effectivement dans la continuité du projet Swissmetro, imaginé par le professeur Marcel Jufer, même si nous procédons différemment sur le plan technique. Il a eu une idée visionnaire, au moment où il était clair que la congestion routière allait devenir un problème.

Pour les étudiants qui y participent, quel est le bilan de l’expérience?

En 9 mois, l’équipe de 38 personnes, dont 33 étudiants, a tout fait, de la technique au business en passant par la logistique et les finances, dont la recherche de sponsors pour le financement. Nous avons essayé de gérer le projet comme une société! Après la compétition, nous chercherons à valoriser le travail réalisé, plusieurs sociétés se sont montrées intéressées par le travail de l’équipe.

En fait, les technologies de l’Hyperloop ne sont pas si neuves, elles datent des années 1990, ce qui explique pourquoi des étudiants peuvent participer à la compétition. Mais imaginez, vu ce qu’ils parviennent à accomplir en quelques mois, ce que peuvent faire des professionnels en plusieurs années…

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