Hyperloop

L'Hyperloop, parfois stylisé Hyperl∞p, est un projet de recherche industrielle, proposé en 2013 par Elon Musk. À l'été 2022, à la suite de la publication d'un livre dénonçant des failles dans les transports du futur proposés par la Silicon Valley, des voix affirment qu'Elon Musk pourrait n'avoir proposé Hyperloop que dans le seul but de contrer le projet de ligne à grande vitesse ferroviaire en Californie.

Dans son concept initial, l'Hyperloop est un vactrain consistant en un double tube surélevé dans lequel se déplacent des capsules transportant des voyageurs et/ou des marchandises. L'intérieur du tube est sous basse pression pour limiter les frictions de l'air. Les capsules devaient être surélevées grâce à des coussins d'air, ce qui a rapidement été remplacé par les compagnies travaillant sur ce concept par des systèmes de sustentation électromagnétique, les tubes dans lesquels les véhicules circulent étant vidés de l'essentiel de leur air. Les capsules sont propulsées par un champ magnétique créé par des moteurs à induction linéaires placés à intervalles réguliers à l'intérieur des tubes.

Selon ses promoteurs, un tel système installé entre le centre de Los Angeles et le centre de San Francisco permettrait de relier les deux villes en moins de , soit le parcours de  à plus de , beaucoup plus rapidement qu'un avion qui parcourt en théorie cette même distance en  à la vitesse de  mais en une heure et demie en pratique. L'accélération maximale qui semble retenue pour le moment serait de .

Pour le développement de l'Hyperloop, Elon Musk encourage l'aspect  et collaboratif, et il n'a volontairement déposé aucun brevet.

Plusieurs sociétés travaillent sur le développement de la technologie :  (anciennement ),  (HTT), lancée par l'Allemand Dirk Ahlborn et la société franco-canadienne TransPod.

En 2022, Virgin annonce l'abandon de son projet pour le transport des passagers, en se concentrant sur le transport de marchandises.

Historique 
L'idée d'un transport à  par heure par tube est apparue au  dans la nouvelle La Journée d'un journaliste américain en 2889, attribuée à Jules Verne.

L'idée d'un train sous vide est apparue dès le début du . Elon Musk propose une nouvelle approche pour mettre en œuvre ce mode de transport.

Elon Musk annonce pour la première fois son projet Hyperloop en  au PandoDaily tenu à Santa Monica en Californie. Il le présente alors comme un cinquième mode de transport, en plus des bateaux, des avions, des voitures et des trains. Les détails concernant le projet émergent peu à peu, et en , Musk évoque l'idée d'un croisement entre le Concorde et le canon à propulsion électromagnétique, en précisant que le système ne nécessite pas de rails. Il estime le coût du Hyperloop reliant San Francisco à Los Angeles à six milliards de dollars, ce qui représente un dixième du prix de la ligne de train à grande vitesse actuellement en développement en Californie.

Le , Elon Musk officialise son concept en publiant une « version alpha » dans un article posté sur le site de Tesla et sur celui de SpaceX. Contenant plusieurs schémas et visuels, le document livre de nombreux détails techniques, notamment le design et le fonctionnement de l'infrastructure, son mode de propulsion et d'alimentation énergétique, son utilisation, ainsi que son coût et sa mise en œuvre. Pour l'heure, Elon Musk a annoncé vouloir rester concentré sur Tesla et SpaceX, mais assure qu'il s'occupera de l'Hyperloop en personne si aucun investisseur n'engage de prototype dans les années à venir. Il encourage vivement la production participative, l'aspect  et collaboratif, et n'a d'ailleurs déposé aucun brevet pour l'Hyperloop.

En , Elon Musk annonce qu'une piste d'essai de cinq miles, soit environ huit kilomètres, va être construite, certainement au Texas. Cette piste serait ouverte aux entreprises et projets étudiants qui souhaiteraient tester leurs capsules.

Objectifs affichés et structuration de marché 
Elon Musk a détaillé en 2012 les objectifs qu'il poursuit avec son projet Hyperloop : élaborer un moyen de transport plus sûr que l'avion, indépendant des caprices de la météo et ultra-rapide. Il estime sa vitesse moyenne à deux fois celle d'un avion, permettant par exemple de se déplacer de Los Angeles à San Francisco en . Par la suite, ce moyen de transport supersonique pourrait permettre de relier de nombreux pays voire le monde en reliant les plus grandes villes comme une sorte de métro mais à une échelle mondiale.

Elon Musk évoque également le coût du billet, plus faible que celui d'un avion ou « tout autre moyen de transport ». Il entend également supprimer les contraintes d'horaires et l'attente pour les voyageurs, des capsules pouvant partir à n'importe quel moment.

Il imagine même rendre le système auto-suffisant en plaçant des panneaux solaires sur les tubes, voire générer un surplus d'énergie si l'Hyperloop consomme moins que l'électricité accumulée. Il l'oppose au projet  qu'il juge catastrophique car, avec son coût de  de dollars, il estime qu'il serait « le plus lent de sa catégorie et le plus cher au kilomètre ».

Dans article paru dans la revue française de gestion, Élise Berlinski, Marianne Strauch, Quentin Plantec estiment que le projet et la structuration de marché qui l'accompagne illustrent une incompatibilité entre l'existence d’un objet technologique et les possibilités offertes par ses marchés, « permise par la nature mythologique de l'objet ».

Entreprises travaillant sur le projet Hyperloop 

Alors que SpaceX se concentre actuellement sur un concours de design étudiant, d'autres organisations poursuivent une conception complète Hyperloop commerciale.

(anciennement ) 
En ,  a procédé à une deuxième levée de fonds d'un montant de  de dollars à laquelle ont souscrit les fonds GE ventures et  ainsi que la SNCF.

En ,  annonce avoir passé le cap des  lors d'une phase de test.

En , Richard Branson investit dans , qui devient .

Le projet de transporter des voyageurs est abandonné en 2022.

Hyperloop Transportation Technologies (HTT) 
Hyperloop Transportation Technologies est une  américaine lancée par Dirk Ahlborn, entrepreneur américain d'origine allemande. Lorsqu'en 2013, Elon Musk annonce son projet Hyperloop, Ahlborn vient de créer , une plate-forme Internet qui permet à des entrepreneurs de réunir une communauté de fans pour travailler en ligne sur leur . Il rencontre alors Musk pour lui proposer de monter une entreprise sur ce principe, Musk l'encourage, même s'il ne participe pas lui-même à la nouvelle .

Fin 2015, l'entreprise n'emploie que quatre salariés, mais près de  travaillent sur le projet, principalement à distance (seule une vingtaine sont dans les bureaux d'HTT à Los Angeles) et pour la plupart pas à plein temps, conservant un autre travail par ailleurs. Elles sont rémunérées en stock options et sont réparties en  de  devant résoudre une problématique assignée par la hiérarchie dans un temps donné, HTT s'inspirant des  de  de la méthode de développement informatique Scrum.

En , HTT annonce le lancement d'une étude de faisabilité pour relier la ville tchèque de Brno et la capitale de la Slovaquie, Bratislava, à très grande vitesse. Cette liaison pourrait à terme se prolonger jusque Prague et Budapest, en Hongrie. Afin de se développer, l'entreprise va également installer un centre de recherche et développement à l'aéroport de Toulouse Francazal.

TransPod 
TransPod est une  canadienne, basée à Toronto. En 2016, elle a conçu un véhicule de transport en tant que prototype pour des premiers essais. En , TransPod annonce la présentation d'un concept de véhicule à  lors du salon ferroviaire InnoTrans de Berlin de .

Le véhicule de TransPod est prévu pour atteindre des vitesses supérieures à  avec un système de commande piloté par ordinateur et utilisant une infrastructure pouvant être alimentée à l'énergie solaire. TransPod a annoncé son plan pour produire un véhicule commercial d'ici 2020 et travailler avec des organismes de réglementation tels que Transports Canada, pour l'approbation de ses premières lignes Hyperloop entre 2020 et 2025. Le corridor Montréal-Toronto est l'une des lignes envisagées par la société.

TransPod collabore avec des entreprises du secteur de l'aérospatiale, des chercheurs universitaires, et un cabinet d'architecture en Europe.

En , un concours international appelé  regroupant de nombreuses universités reconnues et visant à concevoir le concept des futures capsules Hyperloop a été organisé. Après une phase de conception, un jury d'experts a jugé  soumis et en a retenu 30 pour une phase de tests en  à Hawthorne (Californie). Dans cette dernière étape, trois prototypes ont été sélectionnés pour un essai dans le tunnel créé par l'entreprise SpaceX.

Premiers tests et perspectives commerciales

Californie 

 est un projet de ville du futur, durable et connectée via le dispositif Hyperloop (un circuit de ), en gestation en Californie : , assure Dirk Ahlborn, le PDG d'Hyperloop Transportation Technologies.

Le coût estimé de la mise en place est de , contre  d'euros pour une ligne à grande vitesse ferroviaire en France : .

Nevada 
La société Hyperloop One a commencé à construire début 2016, un tronçon d'essai d'environ   dans le désert du Nevada, au nord de Las Vegas. La société a pour ambition de pouvoir construire une ligne entre Los Angeles et Las Vegas.

Le , au nord de Las Vegas, s’est déroulé le premier test public de l’Hyperloop. Le véhicule s'est propulsé à une vitesse de , sur .

Début , la piste d'essai s'étendait sur environ  de long. Les tubes permettant les essais mesureraient  de diamètre.

Le , Hyperloop One a obtenu un nouveau record de vitesse de  au bout de , sur une distance totale de .

New York - Washington

Slovaquie 
En Europe, la Slovaquie a montré son intérêt pour un projet reliant Bratislava à Vienne et Budapest, à l'horizon 2020. Selon certains médias, les deux voyages prendraient respectivement , contre une heure et deux heures et demie avec la ligne de train normale.

En 2016, les autorités slovaques signent un protocole d'accord avec la société Hyperloop Transportation Technologies. Le communiqué de presse ne précise ni le coût, ni la date butoir du projet. L'accord vise simplement à explorer le concept. Deux ans plus tard, le projet semble abandonné.

France 
En France, plusieurs projets ont été évoqués, malgré de nombreux détracteurs. Pour des élus locaux, .

En , tous ces projets sont à l'arrêt.

TransPod à Limoges 
La société canadienne TransPod a un projet à Droux, près de Limoges, région sans ligne à grande vitesse. En , elle annonce envisager l'installation d'une piste d'essai de  aux alentours de Limoges dans le nord de la Haute-Vienne, sur une portion désaffectée de la ligne de Mignaloux - Nouaillé à Bersac. Le permis de construire a été déposé le  et accordé en . Mais , un reportage télévisé montre que ces travaux n'ont pas encore commencé. Les travaux débutent en , trois ans après le dépôt du permis de construire, avec une inauguration prévue un an plus tard. Cependant, au , le projet semble abandonné. Mais selon le maire de Droux, les travaux devraient reprendre à l'automne 2023 ; de plus, d'après le nouveau cahier des charges, la piste ne devrait faire plus qu'un seul kilomètre.

Hyperloop TT à Toulouse 
La société américaine Hyperloop Transportation Technologies ouvre en  un centre de recherche et développement sur l'aérodrome de Toulouse Francazal. Ce centre accueille une trentaine d'ingénieurs et de doctorants.

Il est estimé que les capsules pourraient se déplacer à des vitesses de .

Une piste de  de longueur a été installée en 2019.

Sébastien Gendron, cofondateur de la société concurrente TransPod, estime qu'une piste d'essai d'un kilomètre serait trop courte. De plus, il tient à souligner qu'il considère les annonces de relier Toulouse et Montpellier en  inexactes, la vitesse de  étant une vitesse de pointe.

En , Hyperloop TT annonce être prête à démarrer la construction de son premier système commercial, mais huit mois plus tard, en , elle renonce à construire la piste d'essais de  prévue et des questions émergent quant à la sincérité du projet.

Hyperloop Lyst entre Lyon et Saint-Étienne 
Entre Lyon et Saint-Étienne, le projet Hyperloop Lyst, mené avec l'école des Mines de Saint-Étienne, permettrait de relier les deux villes en . Le projet a été abandonné.

Hyperloop One 
En , la société Hyperloop One a pré-sélectionné un projet de transport entre Bastia en Corse et Cagliari en Sardaigne, ayant pour idée de relier les deux villes distantes de  (dont  en mer) en moins de , sans toutefois le retenir.

Autres 
Un projet d'Hyperloop reliant la gare de Marseille-Saint-Charles et l'aéroport Marseille-Provence a été imaginé, le voyage durerait .

Ukraine, Russie et Chine 
Une liaison Maglev sous vide relierait Kiev et Pékin en une heure, soit six heures pour un tour du monde en hyper-vitesse sous vide.

.

Corée du Sud 
En Corée du Sud, une maquette à l'échelle 1/17 de train supersonique baptisé « Hyper-tube » réalisée par le  (KRRI) a atteint la vitesse de .

Émirats arabes unis 

La RTA (Autorité des routes et des transports) de Dubai a signé un accord avec Hyperloop One le . Cet accord a aussi été facilité par , une organisation consacrée à l'innovation et à l'investissement. Les Émirats arabes unis seront les premiers à posséder un système d'Hyperloop. Des recherches et des prototypes sont en cours de développement.

Dans les buts fixés ce projet devrait transporter  par heure en utilisant  dont quelques-unes seraient destinées au transport de fret.

Pour cela, environ  d'embarquement seraient prévus, et devraient pouvoir tourner pour faciliter l'embarquement des . Chaque navette comporterait une dizaine de places.

Des premières capsules pourraient être conçues à Toulouse en vue de l'Exposition universelle de 2020. En , aucune ligne n'a été construite.

Avantages et inconvénients 
L'Hyperloop serait un moyen de transport capable de concurrencer l'avion par sa grande vitesse en s'affranchissant du principal problème du voisinage des aéroports : la nuisance aérienne (bruit mais aussi pollution). Il ne générerait pas autant de nuisances sonores qu'un aéroport du fait de l'absence de réacteur rejetant du gaz chaud, de frottements négligeables, d'une pression d'air suffisamment faible pour ne pas porter le bruit ainsi que de la structure en  qui confinerait le bruit.

En revanche, contrairement à l'avion et aux trains, son principal inconvénient est qu'il faudrait créer un réseau dédié, aujourd'hui inexistant, dans des zones parfois déjà urbanisées.

Selon une étude menée par un groupe de réflexion nommé Leonard, la plate-forme d'innovation de l'entreprise Vinci, .

Coûts 
L'Hyperloop est un moyen de transport à large échelle qui nécessiterait des infrastructures similaires à celles des systèmes ferroviaires. Les coûts estimés pour le train à grande vitesse californien peuvent donc être utilisés comme base de comparaison. Les coûts estimés pour le tronçon initial de , pour les droits fonciers, sont inférieurs à  de dollars américains, alors que la proposition de Musk se limite à un milliard de dollars pour l'ensemble des coûts fonciers. Cependant, baisser la pression d'air dans les tubes consommera beaucoup d'énergie.

En , il apparaît que le coût de construction de l'Hyperloop pourrait aller de  de dollars par kilomètre entre Los Angeles et San Francisco selon Hyperloop One, alors que le coût de construction d'une ligne à grande vitesse californienne est évalué à  de dollars par kilomètre.

Des évaluations complémentaires assorties de calculs montrent que plusieurs éléments de coûts énergétiques par rapport aux gains envisagés méritent des considérations complémentaires.

Les coûts en  des différents projets s'étaleraient entre  le kilomètre pour les projets utilisant une sustentation électromagnétique à  le kilomètre pour les projets les moins chers.

Défis techniques

Linéarité 
La réalisation d'un Hyperloop nécessite de relever un certain nombre de défis techniques. En particulier les grandes vitesses et la proximité des capsules de transport avec les parois nécessitent une linéarité du tube précise de l’ordre du millimètre. Les tubes posés sur pylônes ne doivent pas trop fléchir sous la contrainte et les dilatations et contractions sous l'effet des variations de température doivent être précisément contrôlées. Ces problèmes sont moins importants dans le cas d'une construction souterraine.

Sécurité 
Le cloisonnement du tube ainsi que les dimensions restreintes posent la question de l'évacuation des passagers en cas de problème.

Mise sous vide 
La mise sous vide poussé nécessaire (de l'ordre d'un millibar) est probablement la partie la plus énergivore et nécessite des systèmes de cloisonnement pour les entrées et sorties des passagers.

Flux d'air supersonique 
Les concepts d'Hyperloop prévoient de voyager à vitesse subsonique. L'apparition de flux d'air supersonique générerait de fortes turbulences et vibrations. En conséquence, la conception du système doit s'assurer que cela ne peut pas se produire.

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes 
 Train à sustentation magnétique
 Swissmetro
 Spacetrain

Liens externes 
 « Hyperloop, le tube du futur ? », La Méthode scientifique, France Culture, .
 Yves Crozet, Hyperloop : les rêves de vitesse à l’épreuve, , .

 
Train à grande vitesse
Projet de transport
Elon Musk