• D'Emma

     

    Nom : LAHEURTE

    Prénom : Emma

    Classe : 1ère S1

    Membre du groupe : SCHWARTZ Laura – LAHEURTE Emma 

    Thème national : « avancées scientifiques et réalisations techniques ».

     Sujet : Les trains à lévitation magnétique

     Disciplines: SVT et Physique
    Problématique : le phénomène de supraconductivité et de lévitation utilisé par  le Maglev japonais peut-il être une solution d’avenir dans les transports ?


     

     

    Nous avons choisi dans le thème avancées scientifiques et réalisations techniques un sujet qui traite des trains à lévitation magnétique et tous les phénomènes le concernant.

     

    J’ai choisi ce sujet car il porte sur un problème crucial : le réchauffement climatique et ses conséquences sur notre avenir. La science peut apporter des réponses en mettant en œuvre des énergies autres que celles reposant sur la combustion des énergies fossiles. Le train MAGLEV est une réponse à ce défi. Ce sujet qui combine les SVT et la physique nous a également permis de faire une expérience originale de lévitation qui concrétise les lois  de la physique développées dans notre TPE, grâce à l’appui de quelques personnes de l’IUT Science et Génie des matériaux de Forbach. Ce contact remontait à notre visite de l’IUT avec le Lycée pendant laquelle nous avons pu échanger avec certaines personnes. L’idée nous est venue d’aller les rencontrer pour leur faire part de notre projet et dans l’idée d’avoir des informations sur les matériaux supraconducteurs. Nous avons été très bien accueillies et la proposition de réaliser ensemble une expérience nous a beaucoup motivée dans ce projet. Nous voulions aussi, une fois notre projet abouti le rendre accessible à tous. Pour cela nous avons créé un blog qui est une manière plus originale de présenter notre travail.

    Après quelques hésitations sur la façon d’aborder le problème, les trains à lévitation magnétique sont apparus comme une réponse possible au problème des émissions de CO2 et la problématique est devenue : le phénomène de supraconductivité et de lévitation, utilisé par le train Maglev peut-il être une solution d’avenir dans les transports ?

    Le travail effectué peut se scinder en deux parties. Une première partie constituée d’un travail de recherche sur internet a permis de recueillir des données car nous ne connaissions que très peu de choses au départ sur le sujet. Pour la partie SVT,  il a fallu  faire un tri dans les nombreux sites qui existent sur les émissions de carbone et d'une manière plus générale sur les gaz à effet de serre. Nous avons parfois trouvé des informations contradictoires. Nous avons donc privilégié  les données plus sûres de l'INSEE. Pour la partie Physique il a fallu comprendre le phénomène de lévitation qui repose à la fois sur la supraconductivité et sur le diamagnétisme. Il a fallu faire un tri là aussi car certaines explications semblaient très compliquées.

    La deuxième partie la plus intéressante concerne la manipulation pour mettre en évidence l’expérience de la lévitation et l’aide de l’IUT dans la réalisation a été une source de motivation. Elle nous a posé des difficultés malgré l’aide du personnel de l’IUT. Car il y avait plusieurs problèmes à régler comme le choix du matériau supraconducteur, des aimants et de la plaque support en fer. Notre modèle de locomotive devait supporter les très basses températures et contenir l'azote liquide sans que celle-ci s’évapore trop rapidement. Il a fallu aussi réfléchir au maintien des pastilles supraconductrices. Le premier essai réalisé en polystyrène n’a pas fonctionné. Et pour finir la réalisation de la voie avec la mise en place des aimants n'a pas été facile car la force d’attraction était importante. Plusieurs aimants se sont cassés en les décollant de la plaque de fer. Il a fallu également respecter des consignes de sécurité pour l’utilisation de l’azote. Lors des essais nous nous sommes rendues compte d’un problème d’équilibre de la locomotive qui dans les premiers moments du refroidissement lévitait de manière importante. Malgré ces difficultés notre expérience est parfaitement réussie. Le train sous l'action d'une impulsion se déplace rapidement et sans frottement au-dessus de la piste aimantée. Le moment où celle-ci « décolle » des aimants et se déplace au-dessus des aimants sans aucun contact reste un moment magique même si nos recherches ont permis d’expliquer la lévitation de notre locomotive.

    Les résultats de notre recherche nous permettent de répondre à la problématique de ce TPE, et nous montrent que le Maglev japonais est une solution d’avenir pour le transport. La preuve : plusieurs pays se lancent dans cette aventure à grands renforts d’investissements coûteux. Le Maglev n’est que le prototype d’une technologie qui connaitra sûrement des avancées technologiques, peut-être sous la forme de matériaux supraconducteurs à température ambiante.

    Au début nous avons travaillé sans plan réel et sans méthode et nous avons perdu beaucoup de temps. Nous avions scindé le TPE en deux parties : la partie SVT pour moi et pour Laura la partie Physique. On s’est rendu compte que cette façon de travailler qui semblait simple au début a posé beaucoup de problèmes. Chacun finalement ne sachant pas trop ce que l’autre faisait. Aussi après plusieurs semaines d’hésitations, plutôt que de se répartir les différentes parties, chacune d’entre nous a rassemblé des données sur les deux parties en prenant soin de noter les sources pour les retrouver facilement. Une fois ce travail terminé, nous nous sommes souvent réunies pour présenter à l’autre sa vision du projet et ce qu’elle avait compris de la lévitation magnétique. Nous avons ensuite effectué une synthèse à partir des données rassemblées par chacune. Ce travail a été compliqué car il a fallu faire des choix sans donner l’impression à l’autre de vouloir privilégier son point de vue. C’est au moment de rassembler nos informations que nous nous sommes enfin mis d’accord sur un plan.

    Au travers la réalisation du TPE j’ai pu mesurer toute l’importance d'une bonne organisation. Le fait de travailler à deux m’est apparu comme un avantage et en même temps une contrainte. Une contrainte car il a fallu se mettre d’accord et adopter des positions communes. Combien de fois à l’issue de nos séances nous avions eu le sentiment de « ne pas avancer ». Nous aurions gagné en efficacité si dès le début nous avions réalisé un plan de travail. Un avantage car chacun a pu apporter au TPE sa vision du sujet, sa motivation et ses recherches. Le TPE me semble donc plus riche grâce à ce travail à deux.