Qu'en est-il de « l'humain » dans le système de tube de transport humain ?

Hyperloop devient une réalité ; la question est moins de savoir à quelle vitesse il peut aller, et plus de savoir si nous voulons rouler dessus. 

Conversation hypothétique du jour de Thanksgiving, octobre 2020 : 

"Alors, tu penses que maman va le faire pour le dîner?" 

"Elle dit qu'elle a des choses à faire et qu'elle n'arrivera peut-être pas à temps..." 

« Allez, Montréal n'est qu'à une demi-heure… » 

"Ouais mais tu la connais - je pense qu'elle préfère prendre le long chemin jusqu'ici..." 

"Quoi? Conduire?? A cette époque ? Dites-lui de monter sur l'Hyperloop ! » 

Alors que le concept d'un système de transport par tube germe depuis un certain temps, il a fallu statut de célébrité technogeek d'un Elon Musk pour susciter l'intérêt actuel. Son livre blanc de 2013 a décrit sa vision d'un système de transport révolutionnaire de Los Angeles à San Francisco qui était rapide, sûr, bon marché et respectueux de l'environnement (et en cours de route, transformant habilement le terme maladroit "Human Vacuum Tube Transport" en l'élégant— et peut-être commercialisable--"Hyperloop»). 

De nombreuses universités, entités de recherche et sociétés technologiques ont participé aux essais open source, se précipitant pour trouver le meilleur prototype fonctionnel. Des sociétés ont été créées dans l'espoir de s'associer aux gouvernements ou au secteur privé pour développer ces systèmes dans différents endroits.     

Et bien que des obstacles existent encore en matière de conception et d'intégration dans un système de transport public fonctionnel, il y a naturellement une grande anticipation dans un mode de transport potentiellement révolutionnaire. Le public a été fasciné par des visions de whooshing à travers les villes et les continents, défiant la géographie et la météo, et en un rien de temps. 

Le Canada a jeté son chapeau technologique sur le ring, gracieuseté de TransPod, une entreprise basée à Toronto qui promet d'avoir une conception opérationnelle dès 2020. TransPod envisage un corridor Toronto-Montréal qui réduit le trajet de 5 heures (ou le transport de marchandises) à un trajet de 30 minutes.     

Dianna Lai est la directrice des communications de TransPod, et elle explique pourquoi leur entreprise voit la nécessité d'introduire une nouvelle forme de transport. 

« Nous voulons connecter les gens, les villes et les entreprises avec un transport durable et à grande vitesse qui peut réinventer notre façon de vivre et de travailler », déclare Mme Lai. "En réduisant les distances, nous pouvons augmenter les échanges de personnes et de biens, maximiser l'efficacité des entreprises telles que le transport de marchandises et créer des opportunités de croissance urbaine." 

Outre l'Amérique du Nord, des projets sont en cours de discussion dans le monde entier : la Scandinavie, l'Europe du Nord, la Russie et les États du Golfe expriment tous leur intérêt pour des projets similaires, reconnaissant qu'il peut effectivement y avoir des promesses dans un nouveau système de transport plus rapide, plus économique. viable et moins polluant pour l'environnement. 

Parce que la science est en effet sexy (des aimants en lévitation ! Voyagez dans un vide sans friction ! Des vitesses allant jusqu'à 1000 XNUMX km/h !), une grande partie du battage médiatique (jeu de mots) a été dans le développement de ces technologies : quel design peut faire avancer le concept ? aussi vite que possible, à travers le tunnel le mieux construit, en utilisant la source d'alimentation la plus propre ? 

Mais avant d'adopter Hyperloop comme système de transport en commun, nous devons répondre fondamentalement aux questions qu'aucune technologie ne peut innover ou qu'aucune conception ne peut surmonter - le passager humain présumé. Essentiellement:  

Pouvons-nous rouler sur quelque chose avec autant de vitesse ? Et peut-être plus important encore : le voudrions-nous ? 

Hyperloop en bref 

• Technologie similaire à Maglev trains, est utilisé pour suspendre et déplacer les nacelles le long de la voie du tube, accélérant ou ralentissant en rafales contrôlées par ordinateur 

• Les sources d'énergie « vertes », comme les cellules solaires, génèrent des mouvements de pod ainsi que des systèmes de survie et d'éclairage 

• Itinéraires proposés : LA-San Francisco, LA-Las Vegas, Paris-Amsterdam, Toronto-Montréal, Stockholm-Helsinki, Abu Dhabi-Dubaï, Russie-Chine 

•Prix ​​estimés: de 7 milliards de dollars (estimation d'Elon Musk) à 100 milliards de dollars (estimation du NY Times 2013) 

 Ce qui est bon pour les montagnes russes est mauvais pour Hyperloop 

Comme tous ceux qui ont fait des montagnes russes peuvent en témoigner, ce n'est pas la vitesse qui procure l'excitation, mais les changements soudains de vitesse ou de direction. Ainsi pour Hyperloop, la préoccupation pour les passagers n'est pas de savoir comment ils peuvent tolérer les vitesses maximales une fois à bord, ce sera comment ils vont gérer les forces impliquées dans l'accélération, la décélération et les changements de direction. Nous devons faire face à ces changements rapides car, pour atteindre de telles vitesses, le passager doit les supporter dans des ampleurs bien plus drastiques que celles ressenties dans les manèges à sensations fortes des parcs d'attractions.  

La façon habituelle d'accélérer ou de décélérer est de le faire en une seule poussée massive, un peu comme appuyer sur la pédale d'accélérateur ou claquer sur les freins. Pour atteindre les vitesses d'échappement requises, les astronautes subissent environ 3 g (trois fois la gravité terrestre) lors des lancements ; les pilotes de chasse peuvent avoir à supporter les effets momentanés de jusqu'à 9 g lors de montées ou de plongées rapides, dont les effets peuvent aller bien au-delà du simple fait d'atteindre le sac de vomi. Les pilotes ou les astronautes qui sont dans une condition physique optimale sont connus pour s'évanouir dans ces conditions de pression amplifiées - qu'en est-il alors du navetteur moyen ? 

Kevin Cordonnier, professeur à l'Université Western, a réalisé des études approfondies sur le flux sanguin du cœur et vers le cerveau, et en particulier sur la façon dont les forces d'accélération et de décélération peuvent les affecter. Il convient que même s'il y aura des problèmes physiologiques, ils ne sont pas insurmontables. 

"La plupart des êtres humains peuvent tolérer des forces allant jusqu'à 2g", explique le Dr Shoemaker. "Pour résoudre les problèmes potentiels d'accélération linéaire, nous n'avons pas à obliger chaque passager à porter des combinaisons G de pilote de chasse. Les garder assis face à la direction de la piste, par exemple, peut minimiser les effets de l'accélération linéaire." 

La solution que les concepteurs de TransPod envisagent pour répartir ces intervalles sur l'ensemble du parcours consiste, par exemple, à cibler des "rafales" d'accélération d'environ 0.1 g, similaires à ce que nous ressentirions dans un métro qui accélère. En tapotant doucement sur l'accélérateur ou le frein, on espère que, tout comme dans les décollages et atterrissages d'avions, ces changements seront minimisés à des niveaux tolérables. 

En fait, c'est tout écart par rapport à une ligne droite qui aurait un effet beaucoup plus important sur le passager. Appelées moment cinétique par les physiciens, ce sont les forces qui rendent à nouveau excitantes les torsions et les virages dans les montagnes russes ; même les non-amateurs de sensations fortes en font l'expérience lorsqu'ils négocient une courbe prononcée. Toute déviation de direction peut donc faire perdre l'équilibre à l'usager du métro ; par exemple, les véhicules avec des centres de gravité élevés peuvent même basculer. 

Les trains à grande vitesse actuels ont un mécanisme d'inclinaison (ou d'inclinaison) où les forces d'inertie sont atténuées en se penchant dans la direction de la courbe. Comme un cycliste qui s'incline pendant un virage ou l'élévation sur la partie extérieure d'un circuit automobile, cela contrecarre dans une certaine mesure ces forces de rotation. TransPod a incorporé des spécifications d'auto-inclinaison dans ses prototypes pour répondre à l'accélération latérale. Mais même avec ces mécanismes, Mme Lai admet que s'écarter de la ligne droite théorique - et les effets du moment cinétique - auront un impact sur les vitesses auxquelles leurs conceptions fonctionneront.  

"Nous ne voulons pas dépasser 0.4 g d'accélération latérale, et comme la géographie dictera toutes les courbures de piste, nous devrons ajuster nos vitesses en conséquence." 

C'est peut-être sûr, mais sera-t-il confortable ? 

Surmonter ces problèmes n'est essentiellement qu'un début; car pour que quelque chose soit vraiment considéré comme un transport en commun, il doit être non seulement sûr mais aussi confortable - non seulement pour le voyageur d'affaires, mais aussi pour la grand-mère, le tout-petit ou celui qui a peut-être un problème de santé. Tout le monde ne roulera pas quelque chose simplement parce que c'est rapide, surtout si le compromis est un trajet difficile ou inconfortable.  

Les concepteurs de TransPod ont intégré l'ergonomie dans leurs modèles de conception et leurs prototypes, car ils reconnaissent qu'un état d'esprit de navetteur détendu et accessible est essentiel pour les personnes souhaitant essayer quelque chose de nouveau. 

"C'est l'une de nos principales considérations chez TransPod", déclare Mme Lai. "Notre conception garantit que le trajet sera encore plus confortable que ce que vous vivez dans un avion ou un train. Nous intégrons certains éléments clés dans notre système de lévitation pour gérer la quantité de vibrations auxquelles ce nouveau système sera confronté à grande vitesse.  

La conception ergonomique peut aller au-delà de la simple création de sièges confortables. Le professeur Alan Salmoni suppose que parce que nous avons affaire à un nouveau paradigme concernant les vitesses et les forces élevées, nous devrons peut-être revoir les effets possibles des mouvements répétitifs et des fréquences de vibration, soit du mouvement de la voiture de tourisme, soit des mécanismes et des moteurs qui alimentent ce. 

"A ces vitesses, nous avons des études limitées sur des choses que nous tenons maintenant pour acquises, comme les effets vibratoires, que ce soit à court ou à long terme sur le corps humain", explique le Dr Salmoni. "Maintenant, alors que les effets sont en effet négligeables pour les passagers des trains à grande vitesse, par exemple, nous ne sommes pas vraiment sûrs de ces effets à des vitesses beaucoup plus élevées, ou s'il existe des fréquences vibratoires plus intenses affectant le corps humain." 

« En particulier s'il y a une condition médicale cachée, comme des vaisseaux sanguins affaiblis, ou si la personne est sujette au décollement de la rétine… serait-elle plus à risque ? Honnêtement, je ne peux pas dire. 

Le Dr Shoemaker est d'accord et propose que les autorisations médicales obtenues avant le voyage en avion soient également requises pour le voyageur présumé d'Hyperloop. En fait, il considère le développement continu d'Hyperloop comme un domaine dans lequel poursuivre ses intérêts de recherche. 

"J'adorerais me porter volontaire pour monter sur l'un de ces (pods) et apporter tous mes instruments et mesurer la réaction du corps humain à ces changements soudains de vitesse ou de direction." 

Même si nous voulons le monter, sera-t-il construit ? 

Alors que certaines projections économiques promettent qu'Hyperloop sera moins cher à long terme, l'investissement dans l'infrastructure signifiera une injection massive de capitaux. Les estimations varient énormément car les calculs devraient inclure les coûts en dehors de la construction de la voie, par exemple, le terrain doit être approprié pour le système et les urbanistes doivent être consultés pour savoir où les stations doivent être installées. Et pour faire de systèmes comme Hyperloop une réalité, les gouvernements et les communautés doivent être totalement engagés dans leur développement. 

Des entreprises comme TransPod reconnaissent et comprennent l'attitude « attendre et voir » qui prévaut parmi les parties prenantes potentielles, en particulier avec des technologies innovantes, perturbatrices et bien sûr coûteuses. Pour cette raison, TransPod a engagé des discussions avec les gouvernements sur la meilleure approche pour mettre en œuvre ce système, en fonction de leurs besoins perçus.    

Une première application, par exemple, concerne le transport de marchandises. Non seulement cela mettra en évidence les avantages économiques du transport de marchandises à un rythme beaucoup plus rapide, mais cela peut également commencer à familiariser le public avec le système et faciliter la transition pour éventuellement embarquer des passagers.