Au début de son premier mandat en 2009, le président américain Barack Obama a soutenu le projet de construction d’une ligne ferroviaire à grande vitesse entre Los Angeles et San Francisco. Confronté à des coûts de production exorbitants (estimés à l’époque à environ 50-60 milliards de dollars), l’éminent homme d’affaires Elon Musk est sceptique. En 2013, il propose de remplacer le projet par un nouveau système qu’il baptise « Hyperloop alpha ». De petites capsules d’un diamètre de 2,20 mètres qui circuleront sur coussin d’air dans deux tubes d’air sous vide à une vitesse de plus de 1200 km/h avec un investissement initial estimé à 10 milliards de dollars.
Séduites par ce scénario futuriste, de nombreuses startups ont tenté de concrétiser cette idée. Près d’une décennie plus tard, cependant, les progrès restent limités. Virgin Hyperloop, financé par l’entrepreneur britannique Richard Branson, a dû être testé dans le désert du Nevada, atteignant 387 km/h. En novembre 2020, il a même transporté pour la première fois des passagers à une vitesse de 172 km/h, mais c’était avant que sa conversion en cargo ne soit annoncée. La section, qui devait voir le jour en 2020 à l’exposition universelle de Dubaï, n’est pas encore sortie de terre.
Pourtant, les contrats se multiplient. Hyperloop Transportation Technologies (HyperloopTT) a signé un accord le 21 mars 2022 pour ouvrir une ligne entre Venise et Padoue, en Italie, pour les Jeux olympiques d’hiver de 2026. Au Canada, TransPod a récemment levé 550 millions de dollars pour tenter de connecter Calgary à Edmonton. En France, le projet de site de test HyperloopTT à Toulouse reste dans l’impasse, mais le projet TransPod en Haute-Vienne se poursuit.
Concept Hyperloop Cheetah, qui est une variante du projet Hyperloop d’Elon Musk. Il est équipé de roues, de rangées de 3 sièges et d’écluses aux extrémités – RichMacf / Wikimedia CC BY-SA 4.0
On est donc encore très loin du but, comme nous l’expliquions avec Hervé de Tregoulode dans un récent article de recherche. Les effets de l’annonce l’emportent sur les résultats concrets car les défis techniques restent nombreux : la rigidité des canalisations installées entre les pylônes en extérieur ; assurez-vous que l’air dans les tuyaux ne franchit jamais le mur du son; comprimer et refroidir l’air d’admission… Au point que François Lacote, ancien CTO d’Alstom, n’hésite pas à qualifier Hyperloop de « monstrueuse arnaque tech-industrielle ».
A l’œil critique de l’ingénieur, on peut ajouter quelques considérations économiques en s’interrogeant sur la pertinence de ces « capsules », parfois présentées comme un « cinquième véhicule ». Il ne suffit pas de tenir compte de la vitesse physique : il faut aussi tenir compte de la vitesse économique.
l’argent cette fois
Les économistes ont depuis longtemps montré les avantages d’une vitesse accrue. En effet, le temps c’est de l’argent. Les usagers du TGV sont prêts à payer plus pour aller plus vite. Mais dans quelle mesure le surcoût est-il acceptable ? Parce que l’argent c’est aussi le temps. Combien d’heures de travail faudra-t-il pour acheter de la vitesse ?
En fait, nous parlons de diviser le chemin en deux étapes. Il y a du temps effectivement passé à voyager et, avant cela, du temps passé à travailler pour se permettre d’acheter un billet de train ou d’avion. Pendant cette première période, l’utilisateur semble se déplacer à une vitesse économique.
Prenons un exemple. Pour un voyage en Concorde il y a vingt ans (le dernier vol a eu lieu en 2003), le coût était proche d’un euro par kilomètre. Le salaire minimum net était alors de 6 € de l’heure, ce qui donnait une vitesse économique de 6 km par heure de travail et près de 2 000 heures de travail pour un aller-retour Paris-New York. En un mot, rien de « supersonique ».
Ce constat est également vrai pour les hauts salaires, par exemple 10 fois le Smic. La vitesse économique du Concorde n’était alors que de 60 km/h, alors qu’un vol subsonique coûtant 10 fois moins cher (10 centimes du kilomètre) correspondait à une vitesse économique de 600 km/h (et 60 km/h pour le smikard).
D’où l’échec commercial des vols supersoniques : Concorde n’a pas franchi la barrière de la vitesse économique. Symétriquement, le succès du transport aérien traditionnel, et plus encore des compagnies low-cost, dont les billets coûtent en moyenne 5 centimes le kilomètre, repose sur la tendance à l’augmentation de leur vitesse économique.
Dernier vol du Concorde entre New York et Londres le 24 octobre 2003 : Rien de supersonique aux yeux des économistes – Nicolas Asfouri/AFP (via The Conversation)Une vitesse physique élevée n’a pas vraiment d’importance lorsque la vitesse économique est faible. Car lorsque deux vitesses sont combinées (pour calculer la « vitesse généralisée » ici), c’est toujours la plus lente qui a le plus de poids dans les calculs.
Prenons l’exemple d’un cycliste montant un col dans les Alpes à 10 km/h et descendant à 60 km/h pour rejoindre le point de départ. Sa vitesse moyenne n’est pas de 35 km/h (somme de deux vitesses divisée par deux), mais de 17,1 km/h. Pour la plupart des mathématiciens, il s’agit de la moyenne harmonique et non de la moyenne arithmétique. Le lecteur curieux pourra calculer que même en descendant du col à la vitesse de la lumière, le cycliste atteint à peine les 20 km/h.
C’est un peu la même chose quand on combine vitesse économique et vitesse physique. Le premier correspond à la montée, le second à la descente.
Quel gain de temps et pour qui ?
En se projetant dans l’imaginaire de Jules Verne, la recherche de la vitesse nous fait rêver. Ceci est implicitement considéré comme un signe de progrès, mais parfois au risque d’aller à l’encontre du bon sens si la vitesse économique reste faible pour la majorité.
La généralisation des transports ferroviaires, puis routiers et aériens a été possible car ils ont permis d’augmenter la vitesse de déplacement. Mais la plus grande réussite de ces modes de transport est leur démocratisation, qui n’a été rendue possible que par une augmentation générale de la vitesse économique.
Même avec le prix du litre d’essence à 2 €, un Smic horaire permet aujourd’hui de parcourir environ 100 km en petite voiture, contre 30 km au début des années 1970. En 1980, un billet d’avion aller retour vers la Tunisie nécessitait 123 heures au Smic contre 15 heures en 2020.
L’augmentation de la vitesse physique n’a aucun intérêt si elle ne se démocratise pas. Cependant, il sera très difficile pour des projets comme Hyperloop de proposer des coûts de transport accessibles au plus grand nombre en raison de leur faible débit potentiel.
Par flux on entend le nombre de passagers pouvant être transportés sur l’axe en une heure. Aujourd’hui, nous pouvons accueillir de 1 000 à 1 200 voyageurs dans une rame TGV à deux éléments et deux étages. Avec les systèmes de signalisation modernes, il est possible de faire passer 15 trains par heure et donc 15 000 à 18 000 voyageurs par heure.
Les trains TGV peuvent transporter jusqu’à 18 000 personnes par heure sur un seul essieu : les voitures de 20 places semblent avoir beaucoup de mal à suivre cette capacité – Philippe Lopez/AFP (via The Conversation)Dans les capsules Hyperloop transportant 20 personnes, il faudrait un départ toutes les quatre secondes pour arriver au même résultat. Le problème semble techniquement insoluble, mais surtout d’un point de vue sécuritaire. En cas de problème avec une capsule, comment puis-je m’assurer qu’un certain nombre des éléments suivants ne tombent pas dans cette capsule ?
Se concentrer sur la vitesse physique est inutile si le débit est faible, même si l’investissement requis est gigantesque. Comment justifier des infrastructures valant des dizaines de milliards d’euros si elles ne profitent qu’à quelques privilégiés ?
On peut objecter que la construction du réseau ferroviaire a également nécessité des investissements en capital très importants. Au XIXe siècle, un kilomètre de chemin de fer coûtait quinze fois plus qu’un kilomètre de route. Mais le chemin de fer nous a permis d’augmenter le volume de trafic de telle manière que nous avons pu amortir le coût de construction des infrastructures. Dans les années 1970, l’ingénieur Michel Valrave a démontré qu’il en était de même pour les premières conceptions de lignes à grande vitesse.
Ainsi, la question de la capacité est cruciale car elle détermine les coûts privés et publics. Ensuite, nous aborderons des questions de nature profondément démocratique. Si l’État finance la construction d’infrastructures, comment justifier la mobilisation des impôts de tous pour servir quelques privilégiés ? C’est un peu comme la décision de subventionner les voyages spatiaux pour les milliardaires (pour qui la vitesse économique est, soit dit en passant, de 100 mètres par heure pour le SMIC).
Pour Hyperloop, même si la démocratisation devient un jour possible, n’oublions pas que la recherche de vitesse est structurellement confrontée à des rendements décroissants. En doublant la vitesse des trains entre Paris et Lyon, le temps de trajet a été divisé par deux, passant de 4 à 2 heures. Mais en doublant encore une fois la vitesse (de 250 à 500 km/h), on ne gagne qu’une heure et qu’une demi-heure, la multipliant encore par deux (1000 km/h). Le gain de temps sera de plus en plus minime à tel point que la question se pose : le jeu en vaut-il la chandelle ? C’est également un problème rencontré par des projets comme Hyperloop.
Cette analyse a été rédigée par Yves Crozet, professeur émérite des sciences à Lyon et économiste des transports à l’université Lyon Lumière 2.
L’article original a été publié sur le site Web de The Conversation.
Grand fan de mangas et d’animes, je n’aime bien écrire qu’à propos de ses sujets, c’est pour ca que j’écris pour 5 minutes d’actus. Au quotidien de décortique, donne mes avis sur les différents épisodes et chapitres des mangas que j’aime lire.
