Plus qu’une chimère : les ambitions européennes d’hyperloop

L’avenir de l’Europe pourrait être celui d’une connectivité améliorée, où les passagers pourraient se rendre de Paris à Madrid en seulement 90 minutes, avec presque aucune émission de gaz à effet de serre. C’est la promesse de la future technologie hyperloop : une mobilité transparente, à grande vitesse et respectueuse du climat.

Le concept a suscité une attention considérable sur tout le continent ces dernières années et a suscité un débat sur son potentiel, ses défis et ses perspectives d’avenir. Alors que plusieurs entreprises européennes testent déjà cette technologie, des problèmes clés doivent encore être résolus avant que les systèmes hyperloop puissent devenir opérationnels, tels que sa dépendance à des ressources telles que le lithium et les terres rares qui proviennent actuellement de Chine.

Essentiellement, le système hyperloop propose l’utilisation de tubes à basse pression et « quasi vide » pour propulser des nacelles, transportant des passagers ou transportant des marchandises, à des vitesses comprises entre 700 et 1 000 km/h, rivalisant avec les avions, tout en consommant beaucoup moins d’énergie. .

Les nacelles utiliseraient un moteur électrique linéaire, similaire à celui d’une voiture électrique, pour fonctionner à propulsion magnétique. Autrement dit, ils surferaient sur une onde magnétique. De plus, grâce à un mécanisme de «commutation», les modules pourraient changer de voie ou arriver à plusieurs destinations, éliminant ainsi le besoin de déplacer des composants dans l’infrastructure. En se tirant simplement vers la droite ou vers la gauche, le véhicule peut parcourir différents itinéraires.

Plusieurs entreprises à travers l’Europe sont à la pointe du développement de l’hyperloop. Le Néerlandais Hardt Hyperloop, l’Espagnol Zeleros et le Polonais Nevomo réalisent des avancées significatives.

Pour rendre leurs produits prêts à être commercialisés, ces entreprises ont mis en place plusieurs pistes d’essai à travers l’Europe. En Espagne, Zeleros Hyperloop vient de démarrer les tests d’un démonstrateur de 20 m dans le port de Sagunto, dans la région de Valence, pour déplacer des marchandises dans le port. Il sera éventuellement agrandi à 100 m. Selon Juan Vicén, co-fondateur et vice-président des relations institutionnelles chez Zeleros, l’un des rôles clés de l'”hypertrack” est de tester le moteur électrique linéaire, qui est 100 % électrique et peut être entièrement automatisé.

Aux Pays-Bas, Hardt Hyperloop utilise une piste d’essai de 30 m dans la ville de Delft, selon Mars Geuze, co-fondateur et directeur commercial de la société. Cela permet à l’entreprise de « démontrer la technologie principale », dit-il. Son objectif est de le tester dans les systèmes de transport public locaux à partir de 2026, pour qu’il soit pleinement opérationnel d’ici 2030.

Les entreprises travaillant sur la technologie hyperloop ont adopté une approche collaborative, axée sur la création de normes d’infrastructure ouvertes et de technologies interopérables et transfrontalières. “Aucun gouvernement ne veut acheter une infrastructure monopolisée : ils en veulent une qui leur permette d’avoir différents fournisseurs et des marchés publics appropriés”, déclare Geuze.

Conformément à cet état d’esprit collaboratif, le Centre européen Hyperloop de Groningen, aux Pays-Bas, construit une piste d’essai ouverte de 30 m de long qui comprend un changement de voie. Il sera ouvert à toute entreprise souhaitant tester ses systèmes hyperloop. L’achèvement de la piste d’essai est prévu pour le début de l’année prochaine, les tests devant commencer d’ici la mi-2024.

L’Union européenne a identifié la technologie hyperloop comme ayant le potentiel d’aider le bloc à atteindre ses objectifs de durabilité définis dans le Green Deal européen, et a activement investi dans sa réalisation par le biais d’initiatives réglementaires et de financement.

La Commission est actuellement engagée dans l’établissement d’un cadre réglementaire pour les systèmes hyperloop. Dans sa stratégie de mobilité durable et intelligente 2020, l’hyperloop a été identifiée comme une technologie de mobilité transformatrice, l’UE s’engageant à créer un environnement propice à son développement.

Le battage médiatique autour de cette technologie est dû à sa perspective convaincante – fournir une alternative au transport aérien, en particulier pour les vols à courte distance. Il offre des temps de trajet comparables sans les dommages environnementaux associés.

Un itinéraire reliant Rotterdam et Berlin, que Hardt Hyperloop explore, prendrait environ 100 minutes. Il n’y a pas de liaison aérienne directe entre ces villes aujourd’hui, ce qui oblige les passagers à prendre l’avion depuis Amsterdam ou à faire un trajet en train de huit heures.

Les vols à travers l’Europe devraient augmenter en fréquence dans un proche avenir, les estimations suggérant une croissance de 44 % entre 2019 et 2050. Dans le scénario le plus extrême, le nombre de vols pourrait augmenter jusqu’à 76 %. Une telle augmentation de la demande exercerait une pression importante sur l’industrie aéronautique et, plus important encore, sur l’environnement.

L’aviation est l’une des sources d’émissions de gaz à effet de serre à la croissance la plus rapide depuis les années 1990.
Selon le rapport environnemental 2022 de l’aviation européenne, les émissions de carbone de l’aviation en Europe devraient tripler, voire quadrupler si elles ne sont pas contrôlées.

L’industrie aéronautique a exprimé son engagement à atteindre la neutralité carbone d’ici 2050, mais il est peu probable que des changements aussi importants soient apportés dans ce délai limité. Le secteur de l’aviation sera difficile à décarboner. Il est peu probable que les vols électriques et à hydrogène soient une caractéristique importante de l’aviation commerciale d’ici 2050.

La technologie Hyperloop conduirait à une diminution substantielle des émissions. De plus, l’intégration de panneaux solaires, placés sur les tubes, générerait de l’énergie pour alimenter l’ensemble du système. Cela s’aligne sur l’engagement de l’UE d’atteindre la neutralité carbone d’ici 2050, comme indiqué dans le Green Deal européen.

Cette technologie peut également être intégrée aux systèmes de transport existants. De cette façon, “cela prendrait moins de temps pour obtenir les permis de construire et l’acquisition des terres”, explique Lucienne Krosse, experte de l’Institut européen d’innovation et de technologie (EIT) sur la technologie hyperloop.

Anticipant la croissance de la demande de passagers, certains aéroports, comme Schiphol à Amsterdam, explorent déjà la possibilité d’utiliser la technologie hyperloop pour remplacer les vols de courte distance. En collaboration avec Hardt Hyperloop, l’aéroport propose la mise en place d’un réseau hyperloop le reliant aux principaux aéroports d’Allemagne, de Belgique et de France qui sont actuellement desservis par des vols directs depuis Schiphol.

Les deux estiment que sur les 73 millions de passagers prévus voyageant entre ces villes, environ 12,5 millions opteraient pour le voyage en hyperloop. Cette approche transformatrice positionnerait Schiphol comme une plaque tournante multimodale, intégrant à la fois des vols et des connexions hyperloop, assurant sa proéminence continue en tant que centre de transport européen vital.

Pourtant, la technologie n’est pas sans défis. Il nécessite des quantités importantes de lithium et d’éléments de terres rares tels que le néodyme et le samarium, pour lesquels l’Europe dépend actuellement fortement des importations en provenance de Chine. À l’heure actuelle, Pékin contrôle environ 80 à 90 % du raffinage du lithium et 90 % de la capacité mondiale de traitement des terres rares.

Des tensions géopolitiques entre la Chine et l’Europe ou des crises mondiales imprévues, similaires à la pandémie de Covid-19, pourraient potentiellement perturber la chaîne d’approvisionnement de ces ressources vitales.

Il y a un “besoin d’avoir nos propres systèmes de batteries”, déclare Vicén de Zeleros, ajoutant qu’il ne le perçoit pas comme un risque élevé pour l’entreprise. Cela est dû à l’émergence de plus de gigafactories en Europe. Ces installations de production de batteries, d’une capacité totale de plusieurs gigawattheures (GWh), sont en plein essor. D’ici 2030, ils pourraient aider l’Europe à atteindre une part de 20 % de la production mondiale de batteries, tandis que la part de la Chine tomberait à 60-65 %.

Hardt’s Geuze souligne également que la demande d’aimants et de batteries de l’hyperloop, ainsi que la nécessité correspondante pour les matières premières dont ils dépendent, ne représentent qu’une petite fraction de la demande mondiale globale.

Pour les batteries, cette demande limitée est principalement attribuée à l’utilisation de la charge inductive. Les pods Hyperloop sont équipés de batteries relativement petites qui peuvent être chargées à plusieurs points le long de la piste grâce à une charge inductive.

Le coût pourrait présenter un autre défi, même si les prévisions actuelles semblent suggérer que les coûts de construction d’une voie hyperloop sont comparables à ceux de la construction d’un itinéraire de train à grande vitesse. Après consultation avec des sociétés d’hyperloop et des entités ferroviaires, telles que la Deutsche Bahn, ainsi que des sociétés de transport, Krosse estime que les coûts de construction seraient de 30 millions d’euros par kilomètre.

Ce montant est similaire au coût moyen de 25 millions d’euros par kilomètre pour les infrastructures à grande vitesse, tel qu’indiqué par la Cour des comptes européenne. Les dépenses d’entretien de l’hyperloop devraient être inférieures à celles des voies ferrées, qui sont exposées aux conditions météorologiques et nécessitent un entretien plus fréquent. L’infrastructure ferroviaire existante peut ne pas être à jour, car elle a été construite il y a des décennies, et peut nécessiter des investissements substantiels pour son amélioration.

Cependant, certains des coûts associés diminueront avec le temps, explique Ethan Siegel, astrophysicien théoricien américain et écrivain scientifique. Alors que l’infrastructure du train à grande vitesse est testée et testée, explique-t-il, l’hyperloop entraîne actuellement des coûts supplémentaires à la fois dans sa phase de preuve de concept et dans la phase ultérieure de construction d’un prototype viable. “Si ces entreprises construisent un système hyperloop, ce sera le premier du genre”, dit-il. “La première fois que vous faites quelque chose coûte toujours plus cher que la vingtième fois que vous le faites.”

Le développement de cette technologie nécessitera également un certain budget pour les défis inattendus, souligne Siegel, c’est pourquoi il faut déterminer si “les coûts totaux prévus incluent des marges d’erreur pour faire face aux incidents”, qui devraient être d’environ 20 % des coûts finaux, il dit.

La poussée vers le développement de cette nouvelle technologie a des critiques faisant valoir que ces fonds devraient plutôt être redirigés vers l’amélioration des infrastructures déjà existantes.

“Les solutions, comme les trains et [other] les transports en commun sont déjà disponibles, mais manquent de soutien pour être plus développés », explique Lorelei Limousin, militante pour le climat et la mobilité de Greenpeace. La Commission européenne devrait se concentrer, dit-elle, sur la transformation du système de transport pour le rendre durable et accessible à tous. Avec des alternatives de train de moins de six heures déjà existantes pour certains des itinéraires de vol les plus fréquentés d’Europe, Limousin déclare que “l’hyperloop n’est qu’une distraction par rapport à ce que nous devrions vraiment faire pour faire face à nos défis actuels”.

En réponse à ces inquiétudes, Vicén, de l’espagnol Zeleros, affirme que son entreprise et d’autres qui se concentrent sur l’hypermobilité visent à créer une « alternative aux vols sur des distances où il n’y a pas de concurrence ferroviaire avec l’aviation. Par exemple, vous ne pensez jamais à prendre un train de Valence à Paris. Vous prendriez un avion. Il mentionne également le problème de l’interopérabilité auquel les trains à grande vitesse sont toujours confrontés en Europe car ils ont été construits selon des normes et des paradigmes nationaux différents.

Pour que l’hyperloop soit une alternative viable aux trains et aux avions, il doit également offrir une expérience sûre à ses passagers. Voyager à des vitesses aussi élevées soulève de nombreuses questions concernant la sécurité des passagers qui doivent encore être traitées de manière adéquate, notamment la possibilité de dysfonctionnements, de défaillances du système et de détournements.

Vicén insiste sur le fait que des recherches approfondies sont consacrées à assurer la sécurité, y compris la fourniture de sorties de secours tous les 10 km. “Si deux pods sont distants de deux minutes et demie, c’est déjà assez de temps pour les faire partir de manière viable vers des issues de secours différentes”, a-t-il déclaré.
dit.

L’UE a déjà réalisé des investissements financiers substantiels dans la technologie hyperloop. En 2018, l’IET alloué 5 M€ à Hardt Hyperloop pour la recherche et le développement afin d’accélérer le développement de la technologie hyperloop. En 2021, la Commission a ajouté 15 millions d’euros supplémentaires. Zeleros, en partenariat avec d’autres organisations à travers l’UE, a reçu 250 000 € du pool de financement Horizon 2020 pour faciliter le développement d’un écosystème d’hyperloop, réunissant les institutions de R&D, les acteurs de l’industrie, les régulateurs et les besoins sociétaux avec les développeurs d’hyperloop.

Dans la déclaration conjointe du Parlement européen, du Conseil de l’Union européenne et de la Commission européenne sur les priorités législatives de l’UE pour 2023 et 2024, les trois organes conviennent spécifiquement d’« agir sur le cadre réglementaire de l’hyperloop ». Bien que la Commission européenne ait initialement prévu d’inclure le cadre réglementaire dans son programme de travail 2023, elle l’a reprogrammé pour 2024.