Fernando Alcoforado*
Cet article vise à présenter l’évolution des moyens de transport terrestre, des voies navigables, aérien et spatial à travers l’histoire et ses perspectives d’avenir. L’évolution des moyens de transport était essentielle pour le développement de l’humanité. Les moyens de transport ont été utilisés à travers l’histoire, que ce soit pour acheter de la nourriture, construire des bâtiments, traverser des rivières et des océans, faire la guerre, transporter des personnes et des marchandises et conquérir l’air et l’espace, etc. Durant la préhistoire, dans les communautés primitives, les hommes étaient des nomades et le mécanisme de transport était leurs propres jambes. Au cours de la vie, les gens se promenaient à la recherche de nourriture et d’abris, jusqu’à l’émergence de l’agriculture et de la domestication des animaux. Avec cela, est venue la nécessité de rester plus longtemps au même endroit et ainsi, la sédentarité a conduit à l’évolution des moyens de transport pour une utilisation dans les communautés primitives, pour l’échange avec d’autres communautés et même pour son utilisation dans les guerres. Il est à noter que l’utilisation d’animaux tels que les chevaux, les chameaux, les bœufs, parmi tant d’autres qui étaient – et sont toujours – utilisés comme force musculaire pour déplacer les transports date de cette époque. L’utilisation de joug de boeufs pour le transport de personnes et de marchandises est l’une des plus anciennes au monde [6].
Au fur et à mesure que l’humanité a évolué, les moyens de transport ont changé. La nécessité a amené l’homme à penser à des moyens de base pour l’aider à construire des bateaux pour traverser les rivières et utiliser les animaux comme force de traction. Déjà à la préhistoire, l’homme utilisait déjà les moyens de transport fluvial, avec de longs morceaux de bois. Plus tard, ils ont réussi à construire de petits bateaux. Le transport fluvial, ainsi que le transport terrestre, existent depuis l’aube de l’humanité. Initialement, les hommes utilisaient des troncs d’arbres attachés avec des fibres de feuilles pour traverser les rivières avec les premiers radeaux. Viennent ensuite les bateaux, les voiliers [12] puis les bateaux à vapeur [13]. La domestication des animaux a introduit une nouvelle façon de mettre le poids du transport sur des animaux plus forts, permettant de transporter des charges plus lourdes avec une plus grande vitesse et des temps de trajet plus courts. Des chevaux, des chameaux, des bœufs ou encore des êtres humains transportant des marchandises sur des chemins de terre, empruntant souvent des pistes de chasse, étaient utilisés comme moyens de transport terrestre [8].
Avec l’invention de la roue [10 et 11], dont les plus anciens enregistrements ont été retrouvés vers 6000 ans avant JC en Mésopotamie où se trouve aujourd’hui la Turquie, les moyens de transport ne sont plus seulement des animaux mais aussi des charrettes, tirées par des bœufs ou des chevaux qui s’intensifient le développement des moyens de transport. Les premières roues étaient en bois résistant, puis sont venues les jantes en métal et plus tard, la roue est également devenue une partie des machines industrielles. Jusqu’à aujourd’hui, il a une importance fondamentale dans notre quotidien. Il peut être utilisé dans les voitures, les avions, les motos, les planches à roulettes, les patins à roulettes, les charrettes, les vélos, etc. Des inventions telles que la roue et le traîneau à utiliser sur la glace ont contribué à rendre plus efficace le transport avec animaux à l’aide de véhicules. A partir de ce moment, une partie de l’humanité a acquis la capacité de transporter plus de marchandises et de personnes rapidement. Les routes pavées ont été construites par de nombreuses civilisations anciennes. Les empires perse et romain ont construit des rues et des routes pour permettre les échanges commerciaux et permettre à leurs armées de voyager plus rapidement.
Les transports des voie navigable (fluviaux, lacustres et maritimes), y compris les bateaux à rame et à voile, remontent aux temps primitifs, étant le seul moyen efficace de transporter de grandes quantités ou sur de longues distances jusqu’à la 1ère révolution industrielle. Les premiers bateaux étaient des pirogues fabriquées à partir de troncs d’arbres excavés. Le transport des voie navigable primitif était assuré par des bateaux qui utilisaient des rames comme les anciennes galères, ou le vent comme les voiliers, voire une combinaison des deux. Vers 2 500 av. En 800 avant JC, les Phéniciens ont établi des colonies en Espagne et en Afrique du Nord. L’utilisation des navires comme moyen de transport longue distance s’est produite il y a 5 000 ans avec l’invention du voilier. Les galères à aubes ont gagné une voile carrée sur un seul mât. Ils pouvaient donc naviguer au portant. L’utilisation de l’énergie éolienne a permis de déplacer des personnes et des marchandises sur des distances toujours plus grandes [16 and 49].
La Chine était une puissance maritime bien avant que les Portugais et les Espagnols n’explorent les océans. Les Chinois dominaient la technique de navigation et de construction navale [50]. Son plus grand représentant était un eunuque chinois musulman nommé Zheng He (1371-1433). Entre 1405 et 1433, il a navigué sept fois vers l’Asie du Sud-Est et l’océan Indien. Sa flotte était la plus grande du monde à l’époque. Il se composait de plus de 200 navires et d’environ 27 800 marins et soldats. Les Chinois les appelaient des « navires au trésor ». Les navires utilisés dans tout l’océan Indien retraçaient certains des mêmes itinéraires empruntés par Ibn Battuta (appelé le voyageur de l’Islam et le plus grand voyageur des temps pré-modernes). Marco Polo a également décrit les navires en déclarant qu’ils étaient principalement construits en bois appelé épicéa ou pin et avaient un plancher, appelé pont. Sur ce pont, il y avait généralement 60 chambres ou cabines, et dans certaines plus et dans d’autres moins et quatre mâts à voiles, auxquels ajoutaient souvent deux mâts, qui étaient levés et rangés quand ils le souhaitaient, avec deux voiles, selon le temps. L’école de Sagres au Portugal a également développé, au XVe siècle, la technologie de construction des caravelles, ainsi que les techniques de matelotage et de navigation, nécessaires aux grands voyages des découvertes [49].
La traversée de l’Atlantique par les Espagnols et les Portugais n’a été possible qu’avec la découverte des courants marins dans l’Atlantique Nord et l’Atlantique Sud.Ce type de navigation était utilisé principalement par l’humanité, jusqu’à l’émergence de la navigation à vapeur [13], à l’origine utilisée comme support du premier, jusqu’à ce qu’il devienne le moyen de propulsion exclusif et majoritaire à partir de 1845. L’évolution du transport fluvial accompagne le progrès humain, son évolution scientifique et technologique, ainsi que les mutations sociales et économiques de la société. Le seul module de transport de marchandises dans le commerce extérieur aux XVe et XVIe siècles était la voie navigable. C’est à partir du XIXe siècle qu’apparaissent les bateaux à vapeur et plus tard les moteurs alimentés par des dérivés du pétrole [13]. On fabrique des navires de plus en plus spécialisés pour le transport de cargaisons en gros volumes et spécifiques à chaque type de cargaison, en plus de les utiliser comme armes de guerre. Des canoës en bois aux grands navires tels que les paquebots modernes, il y a eu beaucoup de progrès.
La diffusion de l’invention de la machine à vapeur par James Watt a conduit au rêve de déplacer de grands navires sans dépendre du vent, ce qui est généralement associé à Robert Fulton, et son voyage sur la rivière Hudson en 1807. De façon moderne, ils sont utilisés dans bateaux à moteur diesel. Le développement de la propulsion à vapeur, des canons capables de tirer des grenades explosives et la construction de blindages en fer et en acier ont révolutionné la guerre navale. Le changement se fait progressivement. Les premiers navires “blindés” avec une armure de fer sont utilisés pour attaquer les ennemis. Au XVe siècle, le génie italien Léonard de Vinci, responsable de la création d’innombrables inventions, a développé l’idée d’un navire sous-marin, en plus d’une série d’autres projets d’exploration aquatique. Cependant, c’est le mathématicien anglais William Bourne qui s’est chargé d’analyser tous les aspects pratiques de l’utilisation du ballast pour la submersion, ouvrant la voie à la création des premiers prototypes d’un navire capable de fonctionner de manière submergée.
Le premier modèle de l’histoire du sous-marin a été créé en 1620, par le Hollandais Cornelis Drebbel. Entre les années 1578 et 1801, plusieurs projets d’amélioration ont été réalisés, tels que l’USS Turtle et le Nautilus. Vers 1890, avec la création du moteur à combustion interne et le perfectionnement des moteurs électriques, le sous-marin connaît une progression exponentielle. L’invention du sous-marin, navire spécialisé pour opérer sous l’eau, donne une nouvelle dimension à la guerre navale. Le sous-marin a d’abord été largement utilisé pendant la Première Guerre mondiale et est aujourd’hui utilisé par toutes les grandes marines. Les sous-marins allemands ont été utilisés pendant les deux guerres mondiales. A partir de 1955, apparaissent les premiers sous-marins nucléaires, une réalité qui modifie considérablement leur mode de fonctionnement. S’ils avaient auparavant eu besoin de revenir fréquemment à la surface, ils seraient désormais capables de rester sous l’eau pendant plusieurs années à la fois. Pendant la Seconde Guerre mondiale, les porte-avions ont été inventés.
Ce n’est qu’après la 1ère révolution industrielle (XVIIIe siècle) que la quantité et l’efficacité des moyens de transport se sont développées, avec les progrès de la science et de la technologie. A partir de l’invention de la machine à vapeur, la locomotive a été développée qui a permis le développement du chemin de fer [3], qui s’est rapidement étendu aux pays industrialisés et au reste du monde. Les chemins de fer ont été créés par l’ingénieur anglais Richard Trevithick au 19ème siècle. Cependant, les wagons étaient propulsés par des chevaux. Le premier tronçon de chemin de fer a été créé le 27 septembre 1825, en Angleterre. Depuis, ce moyen de transport s’est répandu dans le monde entier. Les chemins de fer n’ont été rendus possibles qu’avec la machine à vapeur, qui est l’appareil qui utilise la vapeur d’eau pour donner du mouvement à d’autres machines. Plus tard, avec le développement des bateaux à vapeur [13], de métro qui commence à circuler à Londres en 1863 [17] et l’invention du tramway électrique en 1881 [25 et 50], de l’automobile en 1885 [52] et des camions en 1895 [4], de la bicyclette entre 1817 et 1880 [18], de la moto en 1885 [52], de le dirigeable en 1852 [22 et 23], de l’avion en 1905 [54], de l’hélicoptère en 1907 [15], de l’ascenseur en 1853 [24], des pipelines en 1885 [55], de drone en 1977 [19] et de la fusée spatiale en 1925 [21], entre autres, il y a eu une véritable explosion des possibilités dans le domaine des transports. Tous ces moyens de transport regroupent les moyens destinés au transport de personnes ou de marchandises. Les moyens de transport peuvent être classés en terres, canalisations, voies navigables, air et espace.
Parmi les moyens de transport mentionnés ci-dessus, il convient de souligner l’invention de l’avion, qui fut l’une des plus grandes inventions de l’humanité dans son histoire, car il défiait la force de gravité tout en restant dans les airs. En 400 avant JC, Taretto Architectes essaya de construire une machine capable de voler et, quelque temps plus tard, Léonard de Vinci élabora ses projets, entre 1480 et 1505, lorsqu’il réalisa un grand nombre d’études sur le vol, parmi lesquelles des études sur des cerfs-volants, des planeurs basés sur la structure du squelette des oiseaux. Les versions modernes de ces conceptions prouvent que la plupart d’entre elles pouvaient réellement voler. L’invention de l’avion est attribuée à Santos Dumont et aux frères Wright qui, à la même époque, en 1905 et 1906, développèrent leur avion. Les frères Orville et Wilbur Wright et Santos Dumont ont joué un rôle très important dans le développement de l’aviation. A partir de cette époque, les moteurs d’avions ont été grandement améliorés, avec une augmentation notable de la puissance. Cette grande série d’avancées technologiques, ainsi que l’impact social et économique croissant que les avions ont commencé à produire dans le monde entier, font de l’aviation l’une des plus grandes inventions de l’humanité.
Les moyens de transport terrestre se déplacent sur les rues de la ville, les chemins de terre, les routes pavées et sont classés en rail, route et métro avec l’utilisation du train [3], du tramway [25 et 51], des ascenseurs urbains [56], des plans inclinés [26 et 56], téléphériques [27], bus [57], métro [17], automobile [53], camion [4], vélo [18] et moto [52]. Les canalisations ou moyens de transport tubulaires sont ceux réalisés au moyen de tubes comme gazoducs et oléoducs, pour transporter les gaz et fluides les plus sûrs et les plus économiques qui existent pour de grandes quantités. Les moyens de transport pour voies navigables sont ceux qui se déplacent dans l’eau, au moyen de canoës, de ferries, de bateaux, de navires, de sous-marins et de porte-avions. Ils sont classés comme maritimes (mer), fluviaux (rivière) et lacustres (lac). Les moyens de transport aérien sont ceux qui se déplacent dans les airs (avions, hélicoptères, ballons, dirigeables et drones). Les moyens de transport spatial sont ceux qui se déplacent dans l’espace sidéral à l’aide de fusées et/ou d’engins spatiaux pour déplacer des astronautes, des satellites artificiels, des sondes spatiales, des robots, des rovers ou tout autre type d’équipement pour l’exploration spatiale. Les moyens de transport nécessitent des infrastructures et des véhicules adaptés. Par infrastructure, nous entendons le réseau de transport routier, pipelinier, ferroviaire, voies navigables, aérien, spatial, etc. qui est utilisé, ainsi que les terminaux tels que les gares routières, des chemins de fer, des métros, les ports, les aéroports, les centres de lancement de fusées et toutes sortes d’équipements similaires. Les véhicules, tels que les voitures, les vélos, les trains et les avions, entre autres véhicules, ou les animaux ou les personnes eux-mêmes lorsqu’ils voyagent à pied, circulent généralement sur n’importe quel réseau. On peut dire que les moyens de transport ont permis aux êtres humains d’occuper tous les espaces de la planète Terre et ont contribué de manière décisive à favoriser son développement économique et social.
A quoi ressembleront les transports voies navigables, terrestres, aériens et spatiaux de demain ? Les réponses à cette question sont présentées dans les paragraphes décrits ci-dessous :
Le transport des voies navigables du futur
A quoi ressemblera le transport des voies navigables de demain [31, 32, 33 and 34] ? Les navires du futur bénéficieront de technologies de plus en plus sophistiquées. Les navires intelligents deviendront une partie intégrante de la réalité qui nous entoure. Les navires sont déjà équipés de sonars pour éviter les collisions avec les icebergs ou de moyens permettant une meilleure utilisation de l’énergie. Les experts disent que la grande révolution du futur dans l’industrie de la construction navale sera la propulsion des navires utilisant le GNL (Gaz Naturel Liquéfié). Les navires qui utilisent ce combustible fossile, l’un des plus propres qui existent, sont déjà une réalité et son applicabilité augmente d’année en année. Ces avancées pourraient permettre d’atteindre l’objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre d’ici 2050. Il est également important de souligner les grandes avancées dans un avenir proche dans l’application de l’énergie solaire et éolienne comme source auxiliaire de propulsion, avec l’installation de voiles de rotor pour générer une énergie propre et renouvelable, apportant plus de durabilité au secteur. On s’attend à ce que des navires à énergie solaire soient conçus, car nous voyons une grande avancée dans les études de cette technologie et son applicabilité à grande échelle ou même l’utilisation civile de l’énergie nucléaire comme source de propulsion. De nouvelles technologies peuvent être ajoutées aux infrastructures portuaires, en respectant le concept de l’industrie 4.0 dans l’automatisation et la numérisation des ports via la robotique, les mégadonnées (big data), l’Internet des objets (IoT), la blockchain et l’intelligence artificielle. Les cargos seront alimentés par des batteries utilisant l’énergie solaire et éolienne.
Plus de 200 ans après que le premier bateau à vapeur a commencé à traverser l’océan, l’énergie éolienne retrouve son chemin vers les voies maritimes. L’installation de « voiles de rotor » pour l’un de vos pétroliers est un moyen de réduire les coûts de carburant et les émissions de carbone. L’entreprise à l’origine de la technologie, Norsepower, en Finlande, affirme qu’il s’agit du premier système de modernisation d’énergie éolienne sur un pétrolier. Certaines applications idéales pour l’utilisation de l’énergie éolienne et solaire comprennent les navires de croisière, les catamarans de tourisme, les bateaux de pêche, les navires de ravitaillement offshore, les navires de recherche, les pétroliers, les cargos, les patrouilleurs et les navires à passagers. Un nouveau porte-conteneurs est en cours de construction en Norvège par deux sociétés. Le cargo électrique pour le transport maritime à courte distance aura dans un premier temps un équipage toujours présent, mais en 2022, le navire passera en fonctionnement autonome. La “Tesla des mers” devrait être pilotée à partir d’un centre de contrôle embarqué lors des premiers voyages, puis contrôlée de manière autonome via GPS [34].
Le transport terrestre du futur
A quoi ressemblera le transport terrestre du futur [35, 36, 37, 38] ? Comme la concentration de la plupart des gens se fera dans les centres urbains, les gouvernements locaux encourageront l’utilisation de moyens de transport qui suivent la tendance des villes intelligentes et durables, interconnectées par des voies d’accès contrôlées par divers appareils qui utilisent l’intelligence artificielle et l’internet des objets pour le maintien d’un transit agile et sûr. Les moyens de transport prioritaires seront les métros, les trains, les vélos, les scooters, à pied et les Bus Rapid Transit (BRT). Les systèmes de transport comprendront des technologies telles que la robotique, l’Internet des objets (IOT), des applications et des systèmes de collecte plus modernes. Les solutions ITS (Intelligent Transportation Systems) surveilleront en temps réel tout ce qui se passe dans le système de bus et s’interfaceront avec les autres modes de mobilité urbaine. Les lignes de bus classiques auront pour fonction principale de relier les quartiers les plus éloignés articulés avec des lignes de métro.
Des drones et des véhicules volants survoleront les rues de la ville, assurant respectivement plus de sécurité, de mobilité et de rapidité dans la livraison des produits et des personnes [38]. Les rues seront dotées de vastes pistes cyclables, en plus de nombreuses voies réservées aux BRT alimentés à l’hydrogène, qui est considéré par l’Agence internationale de l’énergie (AIE) comme le carburant du futur dont le grand défi est la production d’hydrogène propre sur une grande échelle. Largement utilisés, les métros et les trains seront fondamentaux dans les métropoles. Les villes des régions métropolitaines ne seront plus isolées des capitales, compte tenu du fait que les lignes ferroviaires à grande vitesse traverseront plusieurs communes [38]. La surveillance en temps réel permettra de contrôler les intervalles des feux de circulation, en fonction du flux de circulation, pour éviter les embouteillages. Les informations seront affichées aux arrêts de train et de bus, dans les parkings publics, sur des affichages dispersés à divers endroits. Les gens pourront programmer, même à domicile, l’utilisation de différents modes de transport, grâce à l’évolution des applications, dont le fameux Global Positioning System (GPS) [38].
Le métro sera le principal moyen de transport en commun qui réduira considérablement les émissions de gaz à effet de serre. L’une des technologies utilisées par ce moyen de transport sera l’Hyperloop, qui permettra le déplacement de nombreuses personnes, sur une longue distance, dans un court laps de temps. Les trains léviteront magnétiquement dans des tubes sans air, atteignant des vitesses de 240 mph à 720 mph, et interconnecteront plusieurs quartiers de métropole, alimentant souvent les villes des régions métropolitaines. Des trains confortables et rapides seront courants et éviteront les embouteillages sur les autoroutes. La plupart des chemins de fer des principales capitales mondiales seront alimentés par des énergies renouvelables telles que le solaire photovoltaïque et l’hydrogène [38].
Le système sans conducteur sera pleinement opérationnel [38]. Les métros et les trains (et, qui sait, les bus) seront conduits à distance via un logiciel, offrant plus de sécurité, de vitesse et de confort aux passagers, car il sera possible de contrôler la vitesse, l’intervalle entre eux et même le temps d’ouverture des portes. Grâce au système sans conducteur, le métro pourra réduire les intervalles entre un train et un autre et obtenir une augmentation de la capacité de passagers. De plus, la parfaite synchronisation des trains évitera les arrêts brusques et contribuera à la réduction de la consommation d’énergie. Les trains seront propulsés à l’énergie solaire et à l’hydrogène avec l’abandon du diesel du réseau ferroviaire [58]. Les transporteurs et les fournisseurs utiliseront des ressources telles que l’intelligence artificielle, l’internet des objets, la vitesse du réseau et les mégadonnées (big data) afin de permettre des systèmes de paiement plus efficaces et l’intégration des modalités, afin que les métros et les bus puissent être plus largement utilisés par la population [38] .
Les trains circulant à plus de 200 kilomètres à l’heure peuvent être considérés comme à grande vitesse [47 and 48]. Le premier système ferroviaire à grande vitesse a commencé ses activités au Japon en 1964 et était connu sous le nom de train à grande vitesse. Vingt-sept pays dans le monde disposent actuellement de trains à grande vitesse, avec des rames pouvant atteindre plus de 400 km/h. Les continents d’Asie et d’Europe concentrent les plus grands réseaux ferroviaires rapides qui transportent des passagers et des marchandises. En Corée du Sud, il y a un total de 1 104,5 km de voies ferrées pour les trains rapides, et 425 km supplémentaires sont attendus prochainement. La vitesse maximale des trains en service régulier est actuellement de 305 km/h. La Turquie est longue de 621 km, dont l’extension portera le pays au-delà de 2 000 km de voies ferrées pour des services rapides avec le train circulant à des vitesses allant jusqu’à 250 km/h ou 300 km/h. L’Italie a une longueur de 1 467 km et les trains circulent à une vitesse maximale de 300 km/h. Au Royaume-Uni, le chemin de fer à grande vitesse compte 1 527 km de voies avec quatre lignes ferroviaires fonctionnant à des vitesses maximales de 200 km/h. En Suède, de nombreux trains circulent à 200 km/h. Il y a un total de 1706 km de voies pour des services rapides. Le Japon dispose de 2 764 km de services de trains rapides qui atteignent une vitesse maximale de 320 km/h. La France compte 2 647 km de voies en plus des 670 km en construction. L’Allemagne compte 3 500 km de lignes, entre opérationnelles et en construction, avec des trains atteignant des vitesses allant jusqu’à 300 km h. L’Espagne dispose de 3 240 km de voies et de trains qui atteignent des vitesses allant jusqu’à 310 km/h. La Chine possède 35 000 km de lignes à grande vitesse.
Sur les lignes ferroviaires, la maintenance préventive sera effectuée par des drones autonomes, il y aura des trains sans conducteur circulant en toute sécurité à grande vitesse, les charges seront automatiquement envoyées à leur destination et une technologie intelligente sera conçue pour améliorer l’expérience des passagers et permettre les déplacements sans billet. Il y aura une amélioration et une diffusion des systèmes de direction automatique sur les trains, ce qui optimisera encore les temps de trajet et pourrait mettre fin aux retards. Des robots intelligents construiront de nouvelles infrastructures ferroviaires et moderniseront les anciennes. Les progrès technologiques seront également essentiels pour améliorer l’expérience utilisateur, fournir des informations précises en temps réel sur les trajets domicile-travail et permettre un accès ininterrompu au travail et aux loisirs tout en voyageant via des réseaux Internet sans fil (sans fil et/ou 5G). La technologie de lévitation magnétique exceptionnellement silencieuse et efficace utilisée dans le système de transport entièrement automatisé permettra également au système de servir d’alternative peu encombrante et à faible émission de gaz à effet de serre. Le système fonctionnera à des vitesses allant jusqu’à 150 km par heure, pouvant déplacer jusqu’à 180 conteneurs/heure individuellement et entièrement électrique [39]. L’un des problèmes des systèmes de transport urbain est le manque de coordination entre les différents modes de transport. Nous voulons savoir comment aller de A à B le plus facilement possible, que ce soit à pied, à vélo, à moto, en métro, en bus, en train, en Uber ou en taxi – ou un mélange de certains ou de tous. Dans le passé, nous n’avions pas assez de données. Maintenant nous avons. Et nous pourrons compter sur nos smartphones connectés à tout moment pour nous aider à tout visualiser. L’application vous indiquera le moyen le plus rapide d’arriver à destination en mélangeant tous les moyens de transport intégrés, que ce soit la voiture électrique, le métro, le bus ou le taxi.
Il y aura une prolifération de véhicules électriques. Des véhicules volants partagés, entièrement électriques et progressivement autonomes, capables de décoller et d’atterrir à la verticale, sillonneront le ciel des villes. Pour cela, les toits des bâtiments des entreprises partenaires des services de transport aérien fonctionneront comme points de décollage, d’atterrissage et de ravitaillement [38]. Les gens utiliseront de plus en plus des scooters électriques partagés et/ou privés entièrement durables comme alternative au métro ou au bus [38]. L’automobile du futur sera de plus en plus autonome, plus électrique, plus connectée et partagée. Les véhicules électriques et autonomes semblent être les principaux moteurs de la transformation cruciale qui aura lieu dans le transport des villes [37]. Les véhicules autonomes existent donc déjà et ce n’est pas un projet futuriste [35]. L’idée est de renforcer les transports en commun. Ainsi, dans une ville intelligente, les gens peuvent se débarrasser de leur voiture qui constitue une menace pour la santé de la population en congestionnant nos villes et en compromettant la qualité de l’air avec l’utilisation de combustibles fossiles. Dans de nombreux pays, les bus et autres systèmes de transport sans conducteur sont testés en tant que véhicules autonomes. Des véhicules autonomes publics ou privés nous relieront de notre maison à un nœud de transport. Il existe déjà des bus sans conducteur dans le canton de Schaffhouse, en Suisse, qui circulent dans la ville de Neuhausen am Rheinfall, prenant et déposant des passagers tout en dégageant la circulation [35]. Il n’y a même pas de volant dedans. Un employé à l’intérieur du bus peut prendre le contrôle du véhicule à partir d’une télécommande, en cas d’imprévu.
À l’avenir, les autoroutes ne seront pas aussi dangereuses qu’elles le sont aujourd’hui. Les véhicules n’auront pas de chauffeurs et n’émettront pas de déchets polluants dans l’air. Les autoroutes seront contrôlées par des technologies sophistiquées qui communiquent avec les voitures, extraient l’énergie du Soleil, intègrent les infrastructures routières et les systèmes GPS [40]. Les autoroutes du futur commencent déjà à être conçues. Les autoroutes du futur seront dotées de panneaux solaires avancés qui produiront une énergie propre et renouvelable et rechargeront sans fil les voitures électriques en mouvement ou en stationnement. Les panneaux auraient également un éclairage LED et des éléments chauffants pour faire fondre la neige. Les voitures électriques sont susceptibles de devenir monnaie courante sur les routes du futur, car le développement scientifique améliorera considérablement les performances des batteries et le potentiel d’augmentation du stockage d’électricité. Des systèmes de navigation entièrement automatisés permettront également aux routes de se peupler de voitures sans conducteur qui pourraient modifier la conception et l’exploitation des autoroutes et offrir des avantages en matière de sécurité et d’environnement. Les véhicules deviendront de plus en plus « intelligents », ce qui, avec une combinaison du véhicule connecté et de l’Internet des objets, permettra aux voitures de transmettre et de recevoir des informations sur le trafic, la vitesse, la météo et les risques potentiels pour la sécurité.
Le transport aérien du futur
A quoi ressemblera le transport aérien de demain ? L’industrie aéronautique travaille au développement de plusieurs projets d’avions qui promettent de révolutionner le transport aérien dans les années et décennies à venir [41, 42, 43 et 44]. Ce sont des avions supersoniques, électriques, autonomes et même qui ressemblent à un drone géant pour transporter des passagers dans les centres urbains. La recherche de moyens plus efficaces de voler et de transporter des passagers dans les cieux émettant moins de gaz polluants (voire de mise à zéro) est le grand défi de l’industrie aéronautique pour les années à venir. Ce changement nécessitera une refonte technologique des avions. Il existe des études sur les avions électriques, les voitures volantes, les avions supersoniques, entre autres innovations. La solution de l’avion électrique ne fonctionne pas encore pour les gros porteurs. Ce qui peut être construit, pour le moment, ce sont des avions électriques d’une capacité d’un peu plus de 10 passagers et d’un rayon d’action d’environ 300 km. Une autre option évaluée dans ce domaine est la propulsion hybride, combinant moteurs conventionnels et électriques. On ne s’attend pas à ce que les avions électriques évoluent si rapidement qu’ils déboulonnent les jets à court ou moyen terme. Il existe déjà, par exemple, des avions électriques utilisés dans les écoles de pilotage et les compagnies aériennes de catégorie sous-régionale qui envisagent d’adopter des avions électriques au cours de cette décennie. Les avions électriques utilisent des batteries électriques, le « carburant » de ce nouveau type d’avion, qui sont assez lourdes et peu performantes, comparées à la puissance élevée des moteurs à réaction et des turbopropulseurs. Une autre source électrique à l’étude pour les avions est celle des générateurs alimentés à l’hydrogène, une technologie qui doit encore mûrir jusqu’à ce qu’elle devienne vraiment viable. Il y aura l’invasion des eVTOL (Electric Landing and Vertical Take-off Aircraft) appelés « voitures volantes » comme alternative au transport urbain.
Il y aura un retour à la fabrication d’avions de passagers supersoniques. Boom Technologies et Aerion Corporation travaillent sur la conception de nouveaux avions de passagers supersoniques [41]. Boom a la proposition la plus proche de Concorde. Il s’agit d’un jet supersonique capable d’atteindre Mach 2,2 (2 355 km/h) et de transporter 55 passagers sur des vols allant jusqu’à 8 000 km. Un prototype de l’avion réduit sera testé. Les constructeurs garantissent qu’ils résoudront les problèmes qui ont accompagné la carrière du Concorde, comme la consommation de carburant extrêmement élevée et l’effet du « bang sonique », l’inconfortable bang sonique généré par le passage d’un avion à vitesse supersonique. Il y aura la fin des quadrimoteurs, qui, dans un passé pas si lointain, étaient synonymes de sécurité et de grande capacité. De nos jours, ces machines, immortalisées sous la forme des géants Boeing 747 et Airbus A380, tombent en désuétude dans le transport de passagers. Ils sont trop coûteux à exploiter, nécessitent plus d’entretien et consomment d’énormes quantités de carburant. L’alternative à ces mastodontes à quatre moteurs est de nouveaux gros-porteurs bimoteurs à la pointe de la technologie (avions gros-porteurs) tels que l’Airbus A350 et le Boeing 787. Boeing travaille sur le nouveau 777X, le plus gros avion bimoteur de tous les temps. Les jets plus petits, auparavant limités aux vols intérieurs, pourront voyager à l’international entre les continents.
Des chercheurs de l’Université technique de Delft, aux Pays-Bas, ont réussi pour la première fois à faire voler un prototype du nouvel avion commercial Flying-V, présenté comme un nouvel avion qui pourrait changer l’aviation à l’avenir [42]. Avec une forme en V assez différente des avions commerciaux traditionnels, le Flying-V a une conception pensée pour avoir une consommation de carburant plus efficace. La principale différence est que la cabine passagers, la soute et les réservoirs de carburant sont situés dans les ailes de l’avion. Les moteurs, quant à eux, sont au-dessus des ailes, situés dans une partie plus centrale de l’avion que d’habitude et près du centre de gravité. Des modèles informatiques ont estimé que les changements de forme permettent une consommation de carburant inférieure de 20% à celle des avions les plus avancés du marché. Cela peut encore prendre des années ou des décennies pour qu’un avion pleine grandeur soit terminé, mais le test du premier prototype a été une étape importante dans le développement du nouvel avion. Le projet prévoit un avion d’une capacité de 314 passagers. Airbus propose des conceptions d’avions propulsés à l’hydrogène pour éviter les émissions de gaz à effet de serre d’ici 2035. Il s’agit d’un modèle en forme de « V » avec des ailes intégrées dans le corps de l’avion. Selon l’entreprise, le large fuselage ouvre plusieurs options pour le stockage et la distribution d’hydrogène, ainsi que pour l’aménagement de la cabine [43].
Le transport spatial du futur
A quoi ressemblera le transport spatial du futur ? Pour atteindre l’orbite terrestre à une distance de 100 km au-dessus du niveau de la mer, les fusées ont besoin de tonnes de carburant et d’oxydants pour assurer une propulsion adéquate afin d’atteindre environ 28 440 km/h pour échapper à la gravité terrestre. Ce grand volume de carburant prend également beaucoup de place sur le vaisseau spatial [59]. Un nouveau moteur en cours de développement par deux ingénieurs nord-américains propose cependant une alternative pour optimiser la quantité d’oxydants transportés par les fusées et réduire le coût des lancements. Il s’agit du système de propulsion à aspiration d’air Fernis, une technologie qui combine les caractéristiques d’un moteur-fusée conventionnel et d’un moteur à réaction [45]. Fernis aspire passivement l’air par une extrémité, puis le comprime et le combine avec du kérosène et de l’oxygène gazeux dans une chambre de combustion. Une fois terminé, le système pourrait réduire jusqu’à 20 % la quantité d’oxydants transportés par une fusée. En théorie, cela signifie que les fusées équipées de cette technologie pourraient être plus compactes ou allouer plus d’espaces de compartiment pour les charges utiles.
Une autre alternative consiste à utiliser des avions à réaction pour transporter des fusées conventionnelles sur plusieurs kilomètres dans l’atmosphère, puis à relâcher les véhicules, qui achèvent seuls la dernière étape du voyage spatial [45]. Conçu par la NASA, l’avion X-43 est doté d’un moteur-fusée pour donner un premier coup de pouce au véhicule. Ensuite, un système de jets d’air respirable hypersonique, connu sous le nom de scramjet, prend le contrôle du véhicule. Il y a, cependant, un défi fondamental appliqué à ce système que, pour atteindre la vitesse nécessaire pour atteindre l’orbite terrestre, une grande quantité de propulseurs est nécessaire. En ajoutant du carburant et d’autres matériaux, la fusée devient plus lourde, ce qui rend difficile pour le véhicule d’atteindre les vitesses nécessaires. Cette alternative diffère de Fernis, qui correspond à un système en orbite à une seule étape, c’est-à-dire qu’il conduit des véhicules qui atteignent l’orbite terrestre sans l’aide de dispositifs externes et n’ont besoin de détacher aucune de leurs pièces de machinerie pendant le voyage. Cette catégorie comprend également la technologie SABRE, un concept de moteur hybride à réaction hypersonique et moteur-fusée développé par la société britannique Reaction Engine. Le Sabre est un moteur hybride sans précédent capable de « respirer » de l’air dans l’atmosphère, comme un moteur à réaction, se transformant en fusée lorsqu’il frappe l’espace.
L’Agence spatiale européenne (ESA) a décidé de miser sur une technologie dont on rêve depuis le début de l’exploration spatiale, à savoir avoir un engin spatial capable de décoller d’un aéroport, comme un avion ordinaire, devenant ainsi une fusée traditionnelle qui dépasse les limites de l’atmosphère plus dense et entre en orbite et revient au sol sur la même piste d’où il a décollé [46]. La société Reaction Engines, chargée de développer les premières pièces du moteur révolutionnaire qui équipera cet engin spatial du futur, affirme qu’il s’agit d’un engin spatial réutilisable, capable de décoller d’un aéroport conventionnel, mettant en orbite une charge utile de 20 tonnes et retournant au sol sur la même piste d’où il a décollé. Cette technologie pourrait devenir une réalité dans moins d’une décennie.
Pour ces raisons, les avancées extraordinaires des technologies de transport de la préhistoire à l’ère contemporaine ont contribué au développement économique et social de l’humanité et leurs avancées à l’avenir favoriseront des avancées encore plus importantes pour le bien de l’humanité.
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* Fernando Alcoforado, 81, a reçoit la Médaille du Mérite en Ingénierie du Système CONFEA / CREA, membre de l’Académie de l’Education de Bahia, ingénieur et docteur en planification territoriale et développement régional pour l’Université de Barcelone, professeur universitaire et consultant dans les domaines de la planification stratégique, planification d’entreprise, planification régionale et planification énergétique, il est l’auteur de ouvrages Globalização (Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC- O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo, 1998), Um Projeto para o Brasil (Editora Nobel, São Paulo, 2000), Os condicionantes do desenvolvimento do Estado da Bahia (Tese de doutorado. Universidade de Barcelona,http://www.tesisenred.net/handle/10803/1944, 2003), Globalização e Desenvolvimento (Editora Nobel, São Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea (EGBA, Salvador, 2008), The Necessary Conditions of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2010), Amazônia Sustentável- Para o progresso do Brasil e combate ao aquecimento global (Viena- Editora e Gráfica, Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, 2011), Os Fatores Condicionantes do Desenvolvimento Econômico e Social (Editora CRV, Curitiba, 2012), Energia no Mundo e no Brasil- Energia e Mudança Climática Catastrófica no Século XXI (Editora CRV, Curitiba, 2015), As Grandes Revoluções Científicas, Econômicas e Sociais que Mudaram o Mundo (Editora CRV, Curitiba, 2016), A Invenção de um novo Brasil (Editora CRV, Curitiba, 2017), Esquerda x Direita e a sua convergência (Associação Baiana de Imprensa, Salvador, 2018), Como inventar o futuro para mudar o mundo (Editora CRV, Curitiba, 2019) et A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021).
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