Brevet FR2650546A1 — publié le 19910208

Les transports rapides de ville à ville,outre qu'ils privilégient les grandes métropoles au détriment des villes de moindre importance,présentent,pour les usag.ers,divers inconvénients: départ à heure fixe et nécessité de garer son véhicule personnel à la gare de départ et d'en trouver un autre à l'arrivée.Par voie aérienne,la crainte d'un accident ou d'un attentat et,en corollaire,le temps perdu aux aéroports en voie de saturation.Des transports de masse comme le TGV ne solutionnent que le problème de la vitesse et sont difficiles à exporter dans des pays à technologie moins évoluée ou sous des climats extrèmes. Pour l'exploitant qui doit rentabiliser le mode de transport,autoroute,voie ferrée ou avion,entrent en jeules investissements fixes,l'entretien des voies et celui du matériel,ces deux facteurs d'autant plus pesants que croissent la masse et la vitesse.S'impose,d1autre part,la recherche d'un coefficient de remplissage proche de l'unité,condition difficile à réaliser,surtout pour les services publics en heure creuse ou en période de migration saisonnière. Le procédé que nous allons décrire se propose de pallier aux inconvénients cités à partir de deux constats : le débit est lié à lafréquence,l'énergie consommée et le coût de l'infrastructure croissent en proportion de la masse unitaire transportée. Dans ce mode de transport,la charge : cabines de passagers,véhicule de tourisme occupé,ou fret,est suspendue,par un système à verrouillage rapide à- un élément moteur de section réduite;ce dernier asservi à un contrôleur central informatisé circule dans une poutre creuse,autoportante,en matériaux composites.Le nombre d'éléments moteur en circulation dans un tronçon donné n'a pour limite que la distance entre deux charges consécutives,cette distance étant régulée en fonction du trafic.La poutre,qui fournit au moteur son énergie motrice et aux passagers des moyens télématiques,est suspendue,par l'intermédiaire de potences,à des pylones,d'où une emprise au sol réduite (à débit égal 5 pour mille. de l'emprise d'une autoroute). Ce mode de suspension de la poutre porteuse sur des pylones ou portiques permet de s'affranchir des obstacles naturels et de réduire les ouvrages d'art aux intersections ou en milieu urbain.Dans les zônes à fort débit,la multiplication,en hauteur,des voies porteuses ne change pas l'emprise au sol et permet,en fonction de la demande,d'inverser,sur n importe quelle voie,le sens de la circulation,d'où une meilleure adéquation du trafic à la demande.En revanche,dans le cas de moindre fréquentation ou de trafic orienté,par exemple un départ en vacances ou entre un centre de production de matières premières et le point d'utilisatior de ces dernières,une voie unique aura un rendement d'autant meilleui qu'il n'y a pas de retours à vide d'éléments moteur.Compte tenu de la souplesse d'adaptation des éléments de suspension,les charges-lec plus diverses peuvent être transportées et,dans le pire des cas,un élément moteur peut porter comme fret les moteurs et éléments de suspension ayant effectué le trajet aller,à raison de 1 pour 20. A la différence des transports conventionnels discontinus et liés à un horaire qui,pour être rentables,privilégient le nombre,celui-ci,comparable à un pipe-line,est prévu pour un fonctionnement à saturation de la poutre porteuse,d'où un débit considérablement accru d'éléments individuels beaucoup plus légers. Sur le plan de 1' environnement,la consommation énergétiqu ramenée à la masse transportée est faible,proportionnelle au trafic et d'origine éectrique,donc sans génération de déchets polluants ou de chaleur sur le site.Le niveau acoustique est négligeable,dû uniquement au glissement des véhicules dans l'air, les bruits de roulement étant piégés dans le corps de la poutre. Le déplacement d'air lui-même très faible,puisque lié au volume déplacé. L'emprise au sol réduite,qui respecte le milieu naturel,rend ce mode de transport totalement indifférent aux conditions extérieures,pousse exubérante de végétaux,pluie, neige,blizzard ou vent de sable,verglas ou inondations. Du fait d'une maintenance très simplifiée et d'un automatisme des contrôles sur les fonctions vitales telles que la stabilité ou freinage qui font l'objet d'une surveillance permanente,la sécurité de ce mode de transport est quasi totale.L'attentst lui-même,difficile à pratiquer du fait que la voie est hors de portée,ne peut faire qu'un nombre très limité de victimes;la coupure et sa localisation étant instantanément connues,la circulation des véhicules,du fait de leur faible inertie,est arrêtée,malgré leur vitesse,sur une très courte distance (un train de 490 tonnes lancé à 300 km/h s'arrête,en cas d'urgence,sur 3,500 mètres). L'invention consiste en un moteur linéaire de type autosynchrone dont le stator est une poutre creuse composée d'une enveloppe en béton précontraint (A) dont la section est prévue pour résister aux efforts de flexion entre deux potences ou portiques de soutien.Cette enveloppe est chemisée intérieurement par une doublure (B) en forme de U renversé dont les deux branches verticales se referment pour former un double chemin de roulement (B1) au mobile.Dans la doublure en matière plastique sont noyés les bobinages du stator (C),les câbles d'alimentation (D) de contrôle-et de commande (E). La partie mobile se compose d'un chassis (F) dont la partie intérieure à la poutre a 3 fonctions: 1)maintenir par une liaison souple ce que nous appellerons par commodité le moteur (G) un ensemble dlélectro-aimants qui n'est en mouvement que par rapport à la poutre et correspond au rotor des moteurs tournants. 2)soutenir l'ensemble de roulement (H) 3)contenir les organes (I) régulant la vitesse,les changements de direction et la suspension A l'extérieur de la poutre,le chassis (F) comporte les pièces d'enclanchement des éléments de suspension (J) et les patins (K) qui amortissent les mouvements de la charge (L) par l'entremise de vérins (M). Au départ du mobile,le courant reçu a une fréquence quasi nulle et le champ se déplace imperceptiblement,entrainant la partie mobile sur une minuscule fraction de la poutre.Un capteur placé sur le moteur (G) détecte cette amorce d'avance et commande l'alimentation de façon à ce que le champ d'entrainement se déplace un peu plus et précède toujours la partie mobile,la tirant ainsi jusqu'à sa vitesse d'utilisation.Il y a rétroaction constante entre l'avance du champ et celle du mobile. L'innovation consiste en ce que l'usinage de la doublure (B) permet d'obtenir avec le moteur (G) un entrefer de même qualité que dans un moteur rotatif. Dans ce procédé,la sustentation est indépendante de la propulsion,le chemin de roulement (B1) étant parfaitement lisse,les forces de frottement sont négligeables et l'usure des roulements très faible. Avec une même enveloppe (A),des variantes de la chemise (B) permettent d'envisager d'autres motorisations,par exemple à rotor classique ou d'autres sustentations,magnétique ou pneumatique. Si,pour les modules transportant des charges inertes,la destination fixée est mise en mémoire en (I) les påssagers,à bord de leur véhicule individuel,restent libres de changer leur itinéraire ou de se faire déposer sur une aire de repos.Dans l'un ou l'autre cas,le chassis rencontrera des embranchements ou bifurcations.Le changement de direction commandé par (I) sera provoqué suivant un procédé lié au mobile et non à la voie comme les aiguillages classiques.Le coût de revient à fiabilité égale privilégiera une variation du centre de gravité par rapport à l'axe de la poutre,une répulsion électro-magnétique,une gouverne aérodynamique,un procédé d'aspiration ou-de refoulement pneumatique, le résultat étant toujours le même : amener le mobile à rouler sur une seule des 2 voies de roulement (B1) sur toute la longueur de la bifurcation. Le poids de la charge et sa répartition sont évalués au moment du départ;ces données sont automatiquement répercutées sur le réglage en écartement et en tension des éléments de suspension (J), sangles larges,filet armé ou autre élément qui,en s'appliquant sur les portières,empêchent toute ouverture intempestive dès l'instant que leur verrouillage est effectué sur la partie externe du chassis (F). La suspension est complétée par deux patins (K) solidaire du chassis par l'entremise de vérins (M).Ces vérins sont asservis à un organe de régulation (I) qui,aux vitesses élevées,anticipe sur les mouvements de roulis ou de lacet de la charge,ou sur les coups de vent.Dès qu'un mouvement latéral prend naissance,la compression de l'élément porteur correspondant l'annule. REVENDICATIONS 1) La présente invention a pour objet un nouveau mode de transport à grande vitesse caractérisé en ce que la charge transportée est suspendue par un système à verrouillage rapide à un élément moteur de section réduite circulant dans une poutre creuse autoportante,en matériaux composites. 2) Dans un mode de transport suivant 1,la partie creuse est caractérisée par le fait que son enveloppe externe (A) a un rôle porteur et n'est pas forcément solidaire d'une chemise interne (B) dont les fonctions sont de transporter la force motrice de transmettre les commandes et asservissements de former un chemin de roulement de composer le stator d'un moteur linéaire 3) Dans un mode de transport suivant 1,la commande de l'élément moteur (G) est caractérisée par le fait qu'il est asservi à un contrôleur central informatisé capable de guider un très grand nombre de tels éléments. 4) Dans un mode de transport suivant 1,le moteur (G) ne comporte pas de pièces mobiles,son déplacement est provoqué par un champ d'entrainement variable du type autosynchrone.L'entrainement est indépendant de l'ensemble de roulement. 5) Dans un mode de transport suivant 1,les changements de direction sont caractérisés en ce que le mobile change de voie,soit en faisant passer son centre de gravité de part ou d'autre de l'axe de la poutre,soit en utilisant un dispositif de répulsion magnétique,une gouverne aérodynamique,un procédé d'aspiration ou de refoulement pneumatique,un renvoi mécanique,le résultat étant toujours le même : amener le mobile à rouler sur une seule des 2 voies de roulement (B1) sur toute la longueur de la bifurcation. 6) Dans un mode de transport suivant 1,la charge n'est pas solidaire de l'élément moteur.La fixation de la charge est caractérisée en ce que les éléments de suspension (J),sangles ou filets armés,se verrouillent automatiquement sur le chassis (F) au moment du départ et ne libèrent la charge qu'à l'arrivée. 7) Dans un mode de transport suivant l,la suspension de la charge comporte des patins amortisseurs.Les amortisseurs (F) sont caractérisés en ce qu ils sont asservis à un organe de régulation (I) qui aux vitesses élevées anticipe sur les mouvements de roulis ou de lacet de la charge et qu'ils agissent sur les éléments de suspension (J). 8) Dans un mode de transport suivant l,-les éléments moteurs sont caractérisés par le fait qu'il nty a jamais de retour à vide.En effet,compte tenu de la souplesse d'adaptation des éléments de suspension,les charges les plus diverses peuvent être transportées et,dans le pire des cas,un élément moteur ramènera les moteurs qui ont effectué le trajet aller en charge,à raison de 1 pour 20. 9) Dans un mode de transport suivant l,et à la différence des transports conventionnels discontinus,la circulation des moteurs dans la poutre est caractérisée en ce que le débit est prévu pour un fonctionnement en continu,à saturation de la poutre porteuse. 10) Dans un mode de transport suivant 1,le trafic est caractérisé en ce que le sens de la circulation peut être inversé,dans un tronçon de poutre,sur une longueur indéfinie,afin-d'accroStre en cas de nécessité le débit global.