Aujourd’hui, le bateau représente un des quatre moyens de transports principaux. Il est utilisé majoritairement pour le transport de marchandises grâce aux 48,000 portes-conteneurs (des bateaux ayant une capacité énorme pouvant effectuer de très longues traversées) existants dans le monde. Le transport maritime, dominant le monde du commerce international (plus de 10 milliards de tonnes de marchandises transportées en 2015) a néanmoins d’autres utilités. Effectivement, le bateau est aussi utilisé en grande partie pour la pêche (159 millions de tonnes de poisson en 2015 selon la FAO). À moindre mesure, il sert aussi pour la plaisance et le tourisme avec les Ferrys et les navires de croisière.

         Le bateau est le plus ancien moyen de transport crée par l’homme. Il est possible de retracer l’évolution du bateau à travers quelques périodes:

• Invention des premiers bateaux pendant la préhistoire, ces bateaux ont pour simple utilité de se mouvoir sur l’eau pour pêcher. Ils sont fabriqués à l’aide de troncs d’arbres et d’outils en pierre.

• Le peuple d’Océanie a ensuite l’idée d’accrocher une peau de bête à une perche verticale vers 1000 avant J.C. La voile est née.

• La révolution industrielle permet ensuite un grand essor maritime au XIXème siècle. De nombreux bateaux sont créés avec de nouveaux moyens de déplacement, des propulsions mécaniques, parmi lesquelles des moteurs à vapeur (voir ci-dessous) avec le même fonctionnement que les moteurs à vapeur des trains, ou  simplement des moteurs à hélices . On voit apparaître de nombreux nouveaux types de bateaux comme les cargos ou même les bateaux scientifiques (comme l’énorme bateau de forage  JOIDES dans les années 70).

• Avec la démocratisation de l’avion au XXe siècle, le déplacement maritime humain se réduit considérablement, alors qu’il était au premier plan au XIXe siècle, pour assurer les liaisons avec les colonies, ou entre l’Europe et l’Amérique.
• Actuellement les navires de commerce sont prédominants dans la navigation maritime même si quelques autres bateaux assurent la sécurité ou sont utilisés  par les plaisanciers.

Un cargo chargé de conteneurs

            En conclusion, le bateau n’est plus, aujourd’hui, un moyen de transport important  utilisé par l’Homme pour se déplacer, se limitant à la plaisance. Il est le moyen de transport majeur pour les marchandises: il assure plus de 80% du transport de marchandises dans le monde, malgré sa vitesse peu élevée, mais grâce à son coût très faible. De plus, ce n’est pas un transport propre, ses émissions de CO2 sont loins d’être négligeables: 1120 milliards de kilos de CO2 en 2007 soit 4,5% des émissions totales. Il se révèle aussi être dangereux pour la faune marine et  les hommes en partie à cause des oxydes de soufre et d’azote que son gaz d’échappement dégage. À cela on peut rajouter les accidents des navires pétrolier, qui créent des marées noires. 

Sources:

Le bateau: https://fr.wikipedia.org/wiki/Bateau

Etude sur les transports maritimes: http://unctad.org/fr/PublicationsLibrary/rmt2014_fr.pdf

Trafic maritime: http://www.planetoscope.com/co2/680-emissions-de-co2-par-le-trafic-maritime-mondial.html

La pollution maritime: http://www.lemonde.fr/planete/article/2015/07/22/la-pollution-du-transport-maritime-plus-dangereuse-que-celle-du-transport-automobile_4694015_3244.html

             La sécurité dans les transports a toujours été une préoccupation importante pour les constructeurs mais aussi pour les autorités. Les accidents de la route à eux seuls représentent plus d’1 million de morts par an (O.M.S.) dans le monde. La sécurité au cours du siècle dernier s’est améliorée progressivement dans tous les transports, mais il reste beaucoup à faire.

Quelques chiffres :

– Sécurité routière. Le nombre de personnes tuées sur la route en Europe par exemple a été divisé par deux depuis 15 ans. L’insécurité routière touche néanmoins plus les pays pauvres : 90% des accidents mortels surviennent dans les pays où les revenus sont faibles ou intermédiaires. De plus, ces pays ne représentent que 48% des immatriculations mondiales totales. Les accidents de la route sont  la première cause de mortalité chez les 15-25 ans dans le monde.

Nombre de personnes tuées sur la route depuis 1990

– Sécurité aérienne : par rapport aux autres moyens de transports, le transport aérien est le plus sûr, et de loin (voir ci-dessous). Les accidents sont souvent surmédiatisés mais ce transport demeure très fiable. La sécurité aérienne s’est aussi considérablement améliorée ces dernières années.

Risques d’accidents mortels pour 100 millions de voyageurs au kilomètre

(http://www.tuxboard.com/infographies-moyen-de-transport-le-plus-sur/)

• Améliorer la sécurité technique des véhicules. Les constructeurs améliorent régulièrement la qualité des véhicules et des systèmes de sécurité. Quelques innovations des dernières années :
  • Airbag conducteur et passager dans les voitures
  • Système de maintien en éveil lors de sortie de route pour les voitures ou camions
  • Système automatique de contrôle du profil des roues de trains ou évaluation de l’état de la voie en temps réel
  • Système de GPS très sophistiqué dans les avions afin de connaître parfaitement leur position
  • Système de pilotage automatique afin de ‘limiter les erreurs humaines’ dans les avions

Test d’airbag

• Mettre en place des réglementations claires et strictes. Les autorités dans les pays développés ont mis en place des lois strictes qui limitent, contrôlent les transports et réduisent le nombre de morts :
  • Limitations de vitesse, radars
  • Contrôle de la conduite en état d’ébriété. Signalisation mais aussi répréhension.
  • Obligation du port de la ceinture de sécurité (voiture, avion…)
  • Normes de réglementation pour les constructeurs (ceintures, airbag, crash tests)
  • Casques pour les motocyclistes
  • Réglementation concernant la distraction lors de la conduite (smartphone, système de navigation)

• Créer des infrastructures de qualité. Comme nous l’avons noté, nous ne sommes pas égaux face au risque dans les transports. Les pays moins développés sont les plus exposés. La qualité des infrastructures joue un rôle important sur la sécurité :
  • Qualité des routes
  • Etat de la signalisation
  • Organisation du contrôle aérien
  • Modulation et contrôle du trafic routier ou aérien

• Eduquer les conducteurs, pilotes. Il est aussi fondamental de former et éduquer correctement les conducteurs, pilotes et capitaines. Ils doivent passer des tests régulièrement (ceux ci ne doivent pas avoir de problèmes de vision). La prévention auprès des automobilistes (notamment les jeunes) vis à vis de l’alcool au volant est primordiale.

La sécurité, c’est une obligation. Mais le train est déjà sûr, la plupart des accidents surviennent à cause d’erreurs humaines.     Jean Marc Rolland, Alstom

Un besoin majeur pour le futur

           L’augmentation régulière du trafic dans les transports, de sa densité et de sa vitesse nécessite une gestion rigoureuse du risque si l’on ne veut pas voir augmenter les chiffres du nombre de décès liés aux transports. Les problèmes de sécurité dans les transports ne sont pas une fatalité. Les Nations Unies ont fixé un objectif ambitieux pour la sécurité routière, qui est de diminuer de moitié le nombre total des morts et blessés d’ici 2020. Grâce à des progrès techniques constants, des réglementations plus strictes, de bonnes infrastructures, les transports peuvent devenir plus sûrs. C’est l’affaire de tous : des constructeurs, des autorités publiques mais aussi des conducteurs et pilotes. Le risque terroriste pose aujourd’hui et pour le futur un nouveau problème de sécurité fondamental notamment dans les transports en communs (métro, avion, bus). C’est un paramètre important à prendre en compte dans les innovations futures.

Sources

Site Internet OMS: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs358/fr/

Site internet WHO: http://www.who.int/violence_injury_prevention/road_safety_status/report/state_of_road_safety_fr.pdf

Site Internet du figaro magasine: http://www.lefigaro.fr/societes/2013/07/08/20005-20130708ARTFIG00484-les-avions-gagnent-en-securite.php

Une question de survie ?

              Le secteur des transports est responsable de 23% des émissions de CO2 générées par l’homme; celles-ci pourraient doubler d’ici 2050 à cause de l’augmentation démographique et de l’utilisation plus importantes des transports (voitures, avions..).

      Ce n’est néanmoins pas une fatalité et plusieurs études sérieuses (Intergovernmental Panel on Climate Change’s Fifth Assessment Report) démontrent qu’avec une réelle volonté politique et des innovations technologiques à venir, il serait possible de réduire cet impact de moitié. Il faudrait pour cela une adhésion massive aux véhicules électriques et aux moyens de transport en commun.

Des énergies propres et renouvelables pour les transports

          Une multitude d’idées et d’innovations technologiques pourraient voir le jour dans les années a venir et contribuer à réduire la facture énergétiques des transports. Nous ne citerons ici que quelques exemples :

• Les véhicules à essence : ils se développent rapidement et ont réduits drastiquement leurs émissions de CO2. Entre 1995 et 2011, les émissions de CO2 des voitures à essence ou diesel ont diminué de 30%. Certains modèles aujourd’hui ont un impact écologique global similaire aux voitures hybrides.

Réduction de l’émission de CO2 des voitures depuis 1995

• Les voitures hybrides (essence et électrique). Elles se développent rapidement actuellement dans le monde car elles conservent les avantages de l’électrique sans les inconvénients au niveau de l’autonomie. Toyota, le constructeur le plus avancé sur le sujet, annonce que les émissions de CO2 de ses véhicules produits en 2050 seront réduites de 90% par rapport à ceux produits en 2010.

• Les voitures électriques : elles n’émettent pas directement de carbone ni de particules fines et ne font pas de bruit. Leur impact écologique est donc presque nul et uniquement lié à la production d’électricité. Elles représentent donc une solution viable au problème d’émission de C02, leur limits étant pour l’instant l’autonomie (max 200/300 km) liée à la production de batteries électriques plus performantes.

Comparatifs des émissions CO2 – L’électrique

            Ce graphique met en lumière qu’une voiture électrique pollue tout de même, mais déjà moins qu’une voiture à essence. Les données en bleues, « du puit au réservoir », montrent la pollution dégagée par l’extraction de la source d’énergie, le pétrole par exemple.

• Les véhicules solaires : Une voiture solaire est une voiture qui recharge ses batteries uniquement grâce à l’énergie solaire. La capacité des batteries et des panneaux solaires limitent encore le poids des véhicules et leur autonomie. Néanmoins certains prototypes comme Nuna III ont réussi à parcourir plus de 3000 km en autonomie.
• L’hyperloop : voir l’article consacré à l’Hyperloop.

Un Enjeu Politique

              Afin de faciliter cette transition énergétique dans les transports, il est fondamental que les gouvernements prennent conscience de cet enjeu et incitent leurs pays à modifier leurs comportements. L’accord de Paris de la COP 21, entré en vigueur en Décembre 2016, signé par 195 pays, marque un tournant politique dans la prise de conscience et la mise en place de vrais plans d’actions afin de limiter les émissions de CO2. L’objectif est de limiter l’augmentation de la température d’ici 2050 de 2 degrés grâce a un contrôle plus grand des émissions de CO2.

            L’impact des transports sur les émissions de CO2 représente 23% des émissions totales, mais ces émissions croissent très rapidement. Les objectifs de la COP 21 ne pourront être atteints sans un contrôle dans les transports. En effet, 60% des plans d’actions de la COP 21 étaient en fait destinés à contrôler et limiter l’impact des transports, c’est dire son importance.

L’exemple du transport aérien

           Le transport aérien doit faire face à une accélération du trafic importante (Environ 5% par an) qui nécessite des efforts significatifs, et une volonté politique forte, afin de limiter son impact sur l’écologie. Notamment :

• Développer des infrastructures aéroportuaires afin de répondre à la demande croissante et minimiser l’impact sur l’environnement.
• Limiter l’impact sonore des avions.
• Réduire la consommation des moteurs des avions. Par exemple, un A 380 aujourd’hui consomme 4 fois moins qu’un Aeronef en 1960 (3L de kérosène Vs 12L pour le transport d’un passager sur 100 km).
• Renouveler la flotte des avions des différentes compagnies par des avions plus écologiques.

Sources: 

Site Internet Gouvernement sur le développement durable:

http://www.developpement-durable.gouv.fr/Politique-et-prevention-de-l.html

Site Internet les Voix du Monde:

http://www.rfi.fr/france/20151203-cop21-transports-voiture-electrique-climat-segolene-royal

Site Internet des échos:

http://www.lesechos.fr/industrie-services/tourisme-transport/021529754252-pourquoi-le-transport-aerien-est-loublie-de-la-cop-21-1181237.php

Site Climate Central Website.

http://www.climatecentral.org/news/transportation-emissions-could-be-halved-by-2050-19721

Sources :

Site Internet de l’IMtech: https://blogrecherche.wp.imt.fr/2016/01/21/transports-intelligents-la-communication-avant-lautonomie/

SiteInternetEurope1:http://cdn2europe1.new2.ladmedia.fr/var/europe1/storage/images/europe1/technologies/voiture-sans-chauffeur-psa-va-concurrencer-google-769346/15418032-1-fre-FR/Voiture-sans-chauffeur-PSA-va-concurrencer-Google.jpg

Site Internet de la voiture Autonome: http://voitureautonome.com

                  Depuis la fin du XIXe siècle, les avancées technologiques ont permis à l’Homme de réaliser un rêve: voler. L’avion assure aujourd’hui 13% du transport de passagers et de marchandises. Il est le moyen de transport ayant la plus forte croissance dans le monde (5% / an). Il a récemment atteint la barre des 3 milliards de passagers par an, et il est prévu que ce chiffre double dans les 15 prochaines années. Voici les grandes dates qui marque l’histoire de l’aviation:

• 1902, les premiers planeurs : après plusieurs essais à travers le monde, les frères Wright réalisent le premier vol d’un planeur.
• Les premiers avions motorisés : le 14 Octobre 1897, le français Clément réalise le premier décollage motorisé. Entre 1900 et 1903, les frères Wright expérimentent des avions motorisés sur de longues distances et réalisent plus de 800 vols.
• Années 1910, les premiers vols autonomes : le 25 Juillet 1909, Louis Blériot traverse la manche. En 1910, Henri Coanda réalise le premier vol d’un avion à moteur à réaction. En 1913, Roland Garros traverse la méditerranée.
• 1914, le premier vol commercial : P.E Fansler ouvre la première ligne commerciale entre St Petersbourg et Tampa (Floride)
• 1919, fondation de  KLM : c’est la plus vieille compagnie aérienne existante
• Années 50 à 2000, les grandes Innovations technologiques : le premier avion de ligne à réaction est mis en circulation dès 1952. Sa vitesse dépasse 800 km/h. En 1958,  le Boeing 707 apparait.
• 1969, premier vol du Concorde : C’est l’avion supersonique capable de transporter 128 passagers sur plus de 1000 km à la vitesse de M 2.02 (deux fois la vitesse du son).
• 25 juillet 2000, seul accident du Concorde :  suite à cet accident, les vols du Concorde disparaitront.
• 2009, l’avion solaire Impulse : Un avion à moteur électrique fonctionnant à l’énergie solaire. Il a récemment fait un tour du monde.

              L’avion a, comme tous les moyens de transports, un impact sur l’environnement. Les émissions de CO2 par passager et par vol sont supérieures à celle du transport ferroviaire et routier (environ 40 fois plus) . Les avions ont également un impact de nuisance sonore important.

                 Maintenant, il convient d’expliquer brièvement les phénomènes permettant à un avion de voler. Tout d’abord, voici les forces qui s’exercent sur un avion:

                Il y a la poussée, force horizontale donnée par les moteurs, à cette poussée s’oppose la trainée, formée par la pression exercée sur l’avion (voir L’aérodynamique).  Lorsque l’avion se met en mouvement, il crée un vent allant dans la direction opposée, et la forme bombée des ailes fait que la différence de pression est telle entre le dessous et le dessus que l’air peut « porter » l’avion, d’ou la « portance ». À cette  portance vient s’opposer le poids de l’avion, force exercée à cause de l’interaction gravitationnelle.

               Néanmoins, le phénomène de portance ne suffit pas à expliquer toutes les actions qui permettent à un avion de voler; par exemple: comment vole-t-il sur le dos, ou comment un avion avec des ailes non bombées peut-il voler ? Il existe deux théories  pour compléter l’explication du phénomène de portance: celle se basant sur les études de Bernoulli et celle s’appuyant sur les théories Newtoniennes.

La théorie de Bernoulli:  

             Selon cette explication, la forme bombée des ailes ferait se déplacer l’air plus rapidement sur l’extrados qu’au niveau de l’intrados. Or, un flux d’air qui circule à grande vitesse provoque une dépression, d’où la portance. Cette explication n’est que partiellement bonne, elle n’explique toujours pas comment des avions peuvent voler sur le dos…

Coupe d’une aile d’avion

http://www.lavionnaire.fr/SiteImgAero/ProfilAile.png

La théorie de Newton: 

              Si la force exercée par le flux du vent était dirigée dans le même sens que la forme de l’aile, il n’y aurait même pas de portance. C’est pour cela que la forme de l’aile est bombée et surtout inclinée: si la surface de l’aile forme un angle avec la direction du vent, le flux d’air est dévié par la force exercée par le poids de l’aile.

             À partir de là, on peut faire appel à la troisième loi de Newton, celle des actions réciproques: toute force qui s’exerce dans une direction génère une force identique dans la direction opposée (toute force se compense). Puisque le flux de l’air est dévié par l’aile, une action mécanique est exercée vers le bas, donc une seconde force se crée vers le haut (3ième loi de Newton). On peut augmenter l’angle de la force de la portance en augmentant l’angle d’attaque de l’aile (son inclinaison).

              Ces deux explications réunies permettent d’expliquer partiellement et simplement comment un avion vole, grâce au phénomène de portance. Mais en réalité le phénomène est plus complexe.

Sources:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/39/Concorde_216_%28G-BOAF%29_last_flight.jpg

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Leonardo_Design_for_a_Flying_Machine%2C_c._1488.jpg

             Notre société actuelle est caractérisée par une modernisation rapide soutenue par une accélération technique et une augmentation du rythme de vie. Le temps est donc devenu dans la société un paramètre important, il représente une valeur, comme l’argent.   Les villes et les mégalopoles se sont agrandies et se déplacer nécessite plus de temps qu’avant, notamment pour rejoindre son lieu de travail. Le tourisme de courte durée s’est généralisé, on voyage maintenant loin pour un week-End. On voyage plus, plus loin, plus  confortablement, et plus vite. Doit-on considérer la vitesse comme un paramètre majeur à prendre en compte pour le développement des futurs moyens de transports ?

              En effet, l’amélioration technologique doit pouvoir répondre à ce besoin et nous permettre de gagner du temps. Les ordinateurs, par exemple, nous aident aujourd’hui à réaliser une multitude de tâches plus rapidement. Néanmoins, nous sommes dans un cercle vicieux où la rapidité obtenue grâce à la technologie est sans cesse contre balancée par un besoin accru d’en faire plus et d’aller encore plus vite. Nous devenons continuellement plus productifs, mais aussi de plus en plus dépendants d’une amélioration constante de la technologie qui nous entoure.

              Les transports se sont aussi adaptés à ce besoin de vitesse toujours plus élevé. Prenons une distance donnée: le trajet entre Los Angeles et San Francisco. Pour ce trajet de 600 KM, il fallait:

– En 1750, une semaine à dos de cheval

– En 1830, quatre jours avec les premiers trains

– En 1950, 12 heures en train

– En 2010, 1h30 en avion

– En 2030, peut-être 30 min en hyperloop…

              On voit que depuis 1750, le temps pour parcourir ce trajet a été divisé par 100. Il est donc évident que l’amélioration de la vitesse semble être un besoin constant pour les transports.

           Maintenant, si l’on regarde les avancées technologiques récentes, une nouvelle question se pose, serons nous toujours à la recherche d’une augmentation de vitesse dans le futur ? Nous avons réalisé depuis des décennies des progrès majeurs sur le sujet: tous les transports vont nettement plus vite aujourd’hui qu’il y a 30 ans. Certains projets ont repoussé les limites sur le sujet.

• Le Concorde, entré en service en 1976, atteignait une vitesse de croisière de Mac 2,02 (2145 km/h),
• Le Maglev, le nouveau prototype de train magnétique japonais (600 km/h).
• Récemment, le projet de l’Hyperloop one (la capsule voyageant à la vitesse du son) propose également un objectif de vitesse s’approchant de la vitesse d’un avion.

          Par ailleurs, certains diront que l’Homme a créé la sonde Voyager 1, qui va à plus de 60 000 km/h et que la  limite réelle en terme de vitesse est ce seuil de 60 000km/h. Mais il faut relativiser. Oui, l’être humain a besoin de se déplacer toujours plus rapidement, mais l’heure n’est pas encore à la téléportation. De plus, cette vitesse est atteinte dans le vide intersidéral, sur terre il y a des forces qui s’exercent, des frottements, et surtout le corps humain a également des limites…

             En outre, cette notion de vitesse ne doit pas être prise en compte au détriment d’autres notions, comme le  confort, la sécurité ou la capacité (plus un transport est volumineux, moins il aura de chances d’atteindre des vitesses très élevées). Selon Arnaud Plichet, Directeur Technique RATP Amérique:

« La vitesse de déplacement constitue un enjeu majeur mais doit être considérée en fonction de l’environnement extérieur, du mode de transport et des besoins des utilisateurs ».

              Au final, la vitesse est bien un paramètre important dans l’élaboration des futurs moyens de transports, mais, vu les avancées technologiques récentes, ce paramètre pèsera peut être moins désormais que celui de la sécurité ou du respect de l’environnement par exemple.

Source:

Site Internet le Monde: http://internetactu.blog.lemonde.fr/2013/03/22/la-technologie-est-elle-responsable-de-lacceleration-du-monde/