Le 19 juin 1992, dans la baie de Kobe, un étrange navire de 30 mètres glisse sur l’eau sans un bruit de moteur, sans hélice visible, sans le moindre panache d’écume propulsé par une turbine. Son nom : Yamato 1. Sa particularité : il avance grâce à un principe physique qu’on enseigne d’ordinaire dans les amphithéâtres de physique, pas sur les chantiers navals.

Construit par Mitsubishi Heavy Industries pour le compte de la Ship & Ocean Foundation (devenue depuis l’Ocean Policy Research Foundation), ce navire a été bâti au début des années 1990 à Wadasaki-cho, dans le quartier de Hyogo-ku à Kobe. Un projet lancé dès 1985, porté par une ambition simple sur le papier : se passer totalement des pièces mécaniques mobiles qui équipent tous les bateaux depuis un siècle et demi.

Sommaire

1. La force de Laplace plutôt qu’une hélice
2. Un rendement qui a douché les espoirs
3. Une impasse scientifique, pas un échec inutile

La force de Laplace plutôt qu’une hélice

Aucune pale ne tourne sous la coque du Yamato 1. Le navire embarque deux propulseurs magnétohydrodynamiques (MHD) dépourvus de pièces mobiles, qu’il opère pour la première fois avec succès dans le port de Kobe en juin 1992. Le fonctionnement tient en une phrase de physicien : un dispositif MHD applique un champ magnétique à un fluide conducteur d’électricité, en l’occurrence l’eau de mer utilisée dans les propulseurs du Yamato 1.

Concrètement, un courant électrique traverse l’eau salée perpendiculairement au champ créé par des aimants supraconducteurs. La rencontre de ces deux forces génère ce qu’on appelle la force de Laplace, qui accélère l’eau et l’éjecte vers l’arrière, propulsant ainsi le navire vers l’avant. Ni piston, ni arbre de transmission, ni hélice : juste de l’électricité, du magnétisme et de l’eau salée qui font le travail.

Pour générer ces champs magnétiques suffisamment puissants, il fallait des aimants supraconducteurs, donc refroidis à des températures extrêmes. Le Yamato-1 utilisait des bobines supraconductrices refroidies à l’hélium liquide jusqu’à -269 degrés Celsius pour générer des champs magnétiques d’environ 4 teslas. Un détail technique qui a son importance : maintenir de l’hélium liquide à bord d’un navire en mouvement, ce n’est pas une mince affaire logistique. Le système de refroidissement cryogénique des électroaimants avait d’ailleurs été confié à un spécialiste, Kobe Steel, tandis que Toshiba concevait le second propulseur aux côtés de Mitsubishi.

Un rendement qui a douché les espoirs

Sur le papier, les calculs faisaient rêver. Certains articles de l’époque évoquaient une propulsion électromagnétique supraconductrice pouvant théoriquement atteindre des vitesses proches de 100 nœuds, soit environ 200 km/h. La réalité des essais en mer a été nettement plus modeste.

Lors de sa première sortie dans la baie de Kobe, une défaillance mineure (un « quench », c’est-à-dire une perte soudaine de supraconductivité) sur l’aimant tribord a limité le navire à une vitesse de croisière de 6 nœuds au lieu des 8 espérés ce jour-là. Une fois les réglages affinés, le Yamato 1 a pu atteindre sa vitesse maximale de croisière, mais celle-ci plafonnait de toute façon à 8 nœuds, soit environ 15 km/h, très loin des 12 nœuds initialement visés par les ingénieurs et à des années-lumière des projections théoriques les plus optimistes.

Le vrai problème n’était pas tant la vitesse que le rendement énergétique. Son efficacité n’atteignait qu’environ 15 %, ce qui est extrêmement faible comparé aux systèmes conventionnels, l’eau de mer étant un mauvais conducteur électrique et les aimants supraconducteurs nécessitant un refroidissement constant. Pour faire avancer 185 tonnes d’acier et d’aluminium à peine plus vite qu’un joggeur, il fallait engloutir une quantité d’électricité disproportionnée. Le navire embarquait deux générateurs principaux de 2 000 kW chacun, rien que pour alimenter deux propulseurs qui, ensemble, ne délivraient qu’une poussée limitée.

Le calcul était sans appel : un moteur diesel classique aurait consommé infiniment moins pour un résultat identique, voire supérieur. Des vitesses plus élevées étaient par ailleurs pratiquement impossibles à atteindre sans une avancée majeure vers des aimants plus puissants et plus légers, une rupture technologique qui n’est jamais arrivée.

Une impasse scientifique, pas un échec inutile

Le programme n’a jamais eu de suite directe. Malgré la conception de plusieurs prototypes de navires à propulsion MHD par Mitsubishi dans les années 1990, aucun Yamato 2 plus puissant n’a été réalisé. Le Yamato 1 restera donc unique en son genre : le seul navire de taille réelle à avoir jamais transporté des passagers grâce à cette technologie. D’ailleurs, seul le prototype japonais Yamato-1 à taille réelle a jamais transporté des humains, en 1992.

Après ses essais, le navire a rejoint le Kobe Maritime Museum, où il est resté exposé au public pendant deux décennies, témoin muet d’une impasse technologique. Il a finalement été démantelé en 2016, victime du manque de place et de l’absence de perspective de relance du projet. L’un de ses deux propulseurs MHD a échappé à la ferraille : il est aujourd’hui visible au Ship Science Museum de Tokyo, pour les curieux qui voudraient contempler de près ce mécanisme sans hélice ni turbine.

Le paradoxe du Yamato 1, c’est qu’il a parfaitement rempli sa mission scientifique en démontrant l’échec pratique de son propre principe. La recherche sur la propulsion MHD n’a d’ailleurs jamais complètement disparu : des laboratoires américains, notamment à l’Argonne National Laboratory et à la Penn State University, ont continué à explorer des architectures alternatives avec des aimants de différentes puissances. Mais trente ans après les essais de Kobe, aucun navire commercial ne flotte grâce à la force de Laplace. La physique fonctionnait ; l’ingénierie, elle, butait sur un mur bien plus prosaïque : celui du rendement énergétique et du poids des aimants.

Sources : cir.nii.ac.jp | techeblog.com