Depuis toujours, l’homme s’inspire de la nature pour créer ses inventions. Saviez-vous que le nez du train à grande vitesse, le shinkansen, s’est inspiré de la nature ? Dans cet article, nous allons comprendre un peu pourquoi le train à grande vitesse possède un nez et ce qui l’a amené à avoir cela.
Les premiers trains à grande vitesse du Japão atteignaient une vitesse moyenne de 200 km/h. Des chercheurs japonais tentaient toujours d’améliorer la vitesse du train à grande vitesse, mais ils ont fait face à un grand problème. Le son émis par le train à grande vitesse était très fort, en sortant d’un tunnel, il se produisait une explosion sonique et une vibration qui atteignait jusqu’à 400 mètres de distance. Le son réveillait les personnes qui vivaient à proximité. Et perturbait la vie sauvage.
La solution de ce problème a été trouvée par Eiji Nakatsu, ingénieur et observateur d’oiseaux. En observant le martin-pêcheur se nourrir, il a remarqué que l’oiseau pouvait plonger à haute vitesse sans éclabousser beaucoup d’eau. Il s’est demandé comment le martin-pêcheur s’adaptait si rapidement à la transition de la faible résistance de l’air à la forte résistance de l’eau. Son nom en anglais KingFisher peut être littéralement traduit par pêcheur roi.
Le nez du martin-pêcheur
Le train a eu sa projection et sa conception autour de 1989 et 1995. L’objectif était de permettre aux passagers de voyager d’Osaka à Hakata en environ 2 heures et demie, cela exigeait une vitesse moyenne de 350 Km/h. Le problème était le bruit, la vibration et les ondes de pression.
La forme de la tête du martin-pêcheur lui permet de glisser dans l’air et de plonger dans l’eau pour attraper les poissons. Il est l’animal le plus efficace lorsqu’il s’agit de transition de basse pression à haute pression. Ainsi, Eiji Nakatsu a remodelé le nez du train à grande vitesse en imitant le martin-pêcheur et en éliminant le bruit.
Grâce au martin-pêcheur, la pression de l’air produite par le train a été réduite de 30%, il voyage plus silencieusement, 10% plus vite et utilise 15% d’électricité en moins. Ainsi, lorsque le shinkansen traverse un tunnel, il ne produit pas un grand fracas.
Autres inspirations de la nature pour le train à grande vitesse
Le martin-pêcheur n’est pas le seul animal qui a inspiré des pièces du train à grande vitesse. Le pantographe, une pièce qui relie le train à la source d’énergie, faisait aussi du bruit. Des chercheurs japonais ont utilisé la face concave de la chouette et ses ailes dentelées pour remodeler le pantographe et absorber ce bruit.
Un autre animal qui a influencé la modélisation du pantographe a été le Pingouin. Il a une forme qui permet de se déplacer facilement à travers l’eau pour attraper des poissons. L’axe de sustentation du pantographe a été remodelé comme le corps d’un Pingouin pour diminuer la résistance au vent et ainsi diminuer le bruit aérodynamique.
Grâce à ces inspirations de la nature, la génération de trains à grande vitesse du Japon est devenue de plus en plus rapide et silencieuse. Ainsi, plus de 64 millions de personnes peuvent voyager tranquillement en sécurité et en paix, dans l’une des inventions les mieux conçues et les plus sûres du monde. Les Japonais ont tellement confiance en leurs projets que le train à grande vitesse n’a même pas de ceinture de sécurité. Le transport ferroviaire produit la plus petite quantité de gaz à effet de serre, en plus d’être plus rapide et plus sûr. Grâce au shinkansen, plus de 2 000 morts dans le trafic sont évitées au Japão.
Non seulement le train à grande vitesse, mais diverses autres inventions humaines ont eu des inspirations dans la nature. Quelle leçon pouvons-nous en tirer ? Je trouve personnellement difficile que quelque chose comme cela soit apparu par hasard.
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