U-TRACE : U-LIM TRACKED AIR CUSHION EQUIPMENT
Système de transport de passagers, ultraléger, sans contact et alimenté par un moteur linéaire en U.
Maintien du coussin d’air issu du projet Aérotrain Bertin (1).
Traction embarquée par moteur linéaire U-LIM à haut rendement/facteur de puissance Guidage à coussin d’air (U-TRACE) ou électromagnétique (FULTRACE).
Voie surélevée légère et compacte en béton fibré ultra-haute performance.
Vitesse commerciale : 150 km/h (U-TRACE), 300 km/h (FULTRACE).
Capacité : 80 places par véhicule, convoi de 2 à 5 véhicules.
En utilisant la technologie de conduite autonome, le système de signalisation de la voie est considérablement réduit, le système d’exploitation offre un mode de transport entièrement automatique et flexible, mixant la synchronisation programmée à la période de trafic élevé et faible, en tenant compte de la « demande de transport ».
U-TRACE est un système à contribution zéro CO2 dans son mode opérationnel, qui peut également être associé à un concept de production d’énergie solaires intégré à la voie, pour atteindre une pleine suffisance énergétique.
Le défi du U-TRACE est de fournir une voie surélevée au coût le plus compétitif possible par rapport aux solutions de transport terrestre habituelles. Pour atteindre cet objectif, 3 technologies majeures doivent être combinées :
- concept de véhicule très léger utilisant les technologies aéronautiques (carrosserie matérielle, selle ultralégère, …)
- La sustentation sur coussin d’air permet de répartir le poids du véhicule le long de la piste avec une très basse pression, réduisant fortement la contrainte mécanique,
- La traction et le freinage sans contact par moteur à induction linéaire à haut rendement
(1) Aérotrain – Berin Project: https://en.wikipedia.org/wiki/A%C3%A9rotrain
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U-CARS:U-LIM Containers Autonomous Railway Shuttle
U-CARS, navette ferroviaire conçue sur la base d’un wagon articulé porte-conteneurs standard, avec 3 bogies, elle offre :
- Capacité de transport : 4 conteneurs 20′ (EVP), ou 2 conteneurs 40’ (EQP), charge utile de 105 tonnes sur voie à 22,5 t/essieu, équivalent à 3 semi-remorques de 44 tonnes.
- 2 systèmes de traction électrique avec autonomie énergétique grâce au pack batterie embarqué :
- Traction d’essieu intégrée par contact roue/rail, sur chacun des 6 essieux d’une unité U-CARS
- Un booster linéaire à induction en forme de U pour franchir des pentes supérieures à 2,5% jusqu’à 10%.
- Système de captation d’énergie électrique au sol pour la charge dynamique des batteries, afin d’augmenter la puissance de traction avec le moteur linéaire sur les pentes élevées.
- Concept de funiculaire électrique pour des liaisons à forte pente, avec récupération d’énergie potentielle associée à un système de stockage d’électricité au sol (cas de la liaison ferroviaire São Paulo-Santos*).
- Système de conduite autonome basé sur les technologies de mobilité des navettes routières autonomes (détection d’obstacles par caméra (jour/nuit)-lidar-sonar, localisation GPS, contrôle du trafic, communication 4G/5G), avec intégration de la télécommande en ligne, et à distance par opérateur sur les plateformes de transbordement intermodal de conteneurs.
- Circulation en mode «Platooning» ou accouplement mécanique automatique pour former un convoi de 2, 3, 4 unités U-CARS, suivant la réponse capacitaire à atteindre.
- Vitesse de déplacement autonome : 50 km/h.
- Mode de fonctionnement continu 23/7: grâce à la fiabilité de la conception, la redondance des chaînes d’énergie/traction et la mise en place d’un système de diagnostic prédictif.
Cas de la Liaison ferroviaire São Paulo-Santos : Le concept de « funiculaire électrique » avec récupération d’énergie potentielle :
- Puissance nécessaire pour traverser la pente de 4,5% à 54km/h et à la charge maximale de 135t = 1082 kW.
- La durée théorique totale de l’itinéraire complet à une vitesse constante de 54 km/h est de 48 minutes.
- Le temps de montée de la montagne, c’est-à-dire la distance de 18 km, est calculé en 20 minutes.
- La consommation électrique d’un U-CARS pour atteindre la montée de 18 km à 4,5% est d’environ 400 kWh.
- L’électricité récupérée en descente de ces 18km à -4,5% est estimée à au moins 300 kWh.
=> Le système de traction électrique en phases de freinage de récupération (moteur rotatif + moteur linéaire) permet d’atteindre un bilan énergétique très efficace, réduisant à 100 kWh max pour un cycle aller-retour complet.
U-LAUNCHER:Lanceur Electromagnétique pour aéronef de 1 à 5 tonnes
L’EMALS (Electromagnetic Aircraft Launch System) est un système de catapulte électromagnétique pour les avions militaires sur porte-avions. La France est engagée dans ce choix avec les USA pour son porte-avion nouvelle génération (“PANGˮ). Par ailleurs, l’autonomisation des aéronefs est croissante notamment avec la conception de drones lourds équipés pour la surveillance. Le lancement de ces aéronefs d’une masse de 1 à 5 tonnes nécessite une piste de décollage souvent de plus de 500 mètres. Disposer d’une catapulte électromagnétique mobile permettant un décollage sur moins de 100 mètres pourrait être un atout stratégique.
L’état de l’art récent revu par TACV Lab montre que la technologie du moteur linéaire en U reste à ce jour très compétitive et en l’associant aux technologies les plus récentes de l’électronique de puissance et du stockage d’énergie, il est possible de concevoir un système de catapultage très compact, performant, durable, et pour un coût d’investissement totalement maîtrisé.