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L’AVENIR DES MOYENS DE TRANSPORT TERRESTRES, PAR EAU,
AÉRIENS ET SPATIAUX
Fernando Alcoforado*
Résumé : Cet article vise à présenter les innovations majeures attendues dans le futur dans les
transports terrestres (urbains, routiers et ferroviaires), par eau, aériens et spatiaux.
Mots clés : L'avenir des transports, les transports terrestres (urbains, routiers et ferroviaires) du
futur, les transports par eau du futur, les transports aériens du futur, les transports spatiaux du
futur.
Introduction
Cet article vise à présenter les innovations majeures attendues dans le futur dans les
transports terrestres (urbains, routiers et ferroviaires), navigables, aériens et spatiaux.
L'évolution des moyens de transport était essentielle pour le développement de
l'humanité. Les moyens de transport ont été utilisés tout au long de l’histoire, que ce soit
pour acquérir de la nourriture, réaliser des constructions, traverser des rivières et des
océans, faire la guerre, transporter des personnes et des marchandises, conquérir l’air et
l’espace, etc. À mesure que l’humanité évoluait, les moyens de transport ont changé. Le
transport terrestre, tout comme le transport navigable, existe depuis le début de
l’humanité. La domestication des animaux a introduit une nouvelle façon de placer le
poids du transport terrestre sur des animaux plus forts, permettant de transporter des
charges plus lourdes, avec une plus grande vitesse et des temps de trajet plus courts. Les
chevaux, les chameaux, les bœufs ou encore les êtres humains étaient utilisés comme
moyen de transport terrestre sur les chemins de terre. Avec l'invention de la roue, les
moyens de transport ne sont plus seulement des animaux mais aussi des charrettes, tirées
par des bœufs ou des chevaux, ce qui intensifie le développement des moyens de
transport. À partir de ce moment, une partie de l’humanité a acquis la capacité de
transporter rapidement davantage de marchandises et de personnes. Les routes pavées ont
été construites par de nombreuses civilisations anciennes. Aujourd’hui encore, la roue
revêt une importance fondamentale dans notre vie quotidienne. Il y a des roues sur les
voitures, les avions, les motos, les planches à roulettes, les patins à roulettes, les
charrettes, les vélos, etc. Ce n’est qu’après la première 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. De l’invention de la machine à vapeur est
née la locomotive, qui a permis le développement du chemin de fer, qui s’est rapidement
répandu dans les pays industrialisés et dans le reste du monde.
Le seul mode de transport de marchandises dans le commerce extérieur aux XVe et XVIe
siècles était le transport par eau. L'école de Sagres au Portugal a développé, au XVe siècle,
la technologie de construction des caravelles ainsi que les techniques de matelotage et de
navigation, nécessaires aux grands voyages de découverte. Ce type de navigation a été
utilisé principalement par l'humanité, jusqu'à l'émergence de la navigation à vapeur. La
diffusion de l'invention de la machine à vapeur a fait naître le rêve de déplacer de grands
navires sans dépendre des vents. C’est à partir du XIXème siècle qu’apparaissent les
bateaux à vapeur puis plus tard dotés de moteurs propulsés par des dérivés pétroliers. Les
navires sont de plus en plus produits pour transporter des marchandises en gros volumes
et spécifiquement pour chaque type de cargaison, en plus de les utiliser comme armes de
guerre. Avec le développement des bateaux à vapeur, le métro mis en service à Londres
en 1863 et les inventions du vélo entre 1817 et 1880, du dirigeable en 1852, de l'ascenseur
en 1853, du tramway électrique en 1881, de l'automobile en 1885, de la moto en 1885,
camions en 1895, avion en 1905, hélicoptère en 1907, fusée spatiale en 1925, drone en
2
1977, entre autres inventions, il y a eu une véritable explosion des possibilités dans le
domaine des transports. Tous ces moyens de transport comprennent des moyens destinés
au transport de personnes ou de marchandises. Les moyens de transport peuvent être
classés en trois catégories : terrestre, navigable, aérien et spatial.
Les moyens de transport terrestres se déplacent dans les rues des villes, les chemins de
terre, les autoroutes pavées et les voies ferrées en utilisant des trains, des tramways
électriques, des ascenseurs urbains, des plans inclinés, des téléphériques, des bus, des
métros, des automobiles, des camions, des vélos et des motos. Les voies navigables sont
celles qui se déplacent sur l'eau, à l'aide de canoës, de traversiers, de bateaux, de navires,
de sous-marins et de porte-avions. Ils sont classés en maritimes (mer), fluviales (rivière)
et lacustres (lac). Les moyens de transport aériens sont ceux qui se déplacent dans les airs
avec des avions, des hélicoptères, des ballons, des dirigeables et des drones. Les moyens
de transport spatial sont ceux qui se déplacent dans l'espace 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 destiné à l'exploration
spatiale. Les moyens de transport nécessitent des infrastructures et des véhicules adaptés.
Par infrastructure, nous entendons le réseau de transport urbain, le réseau routier, le réseau
ferroviaire, réseau du voie navigable, le réseau aérien et le réseau spatial qui sont utilisés,
ainsi que les terminaux tels que les gares routières, les gares ferroviaires, les stations de
métro, les terminaux portuaires, les aéroports, les centres de lancement de fusées et tous
types d'équipements similaires. Les véhicules, tels que les voitures, les vélos, les trains et
les avions, entre autres véhicules, ou les personnes ou les animaux eux-mêmes lorsqu'ils
se déplacent à pied, empruntent généralement n'importe quel réseau. On peut dire que les
moyens de transport ont permis à l'être humain d'occuper tous les espaces de la planète
Terre et ont contribué de manière décisive à promouvoir son développement économique
et social.
À quoi ressembleront les transports terrestres, fluviaux, aériens et spatiaux du futur ? Les
réponses à cette question sont présentées dans les rubriques présentées ci-dessous.
Les transports terrestres (urbains, routiers et ferroviaires) du futur
À quoi ressemblera le transport terrestre du futur [2][3][6][7][8] ? 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 routes
d'accès contrôlées par divers dispositifs utilisant l'intelligence artificielle et l'Internet des
objets (IOT) pour maintenir un trafic agile et sûr. Les moyens de transport prioritaires
seront le métro, le train, le vélo, le scooter, la marche et le Bus Rapid Transit (BRT). Les
systèmes de transport comporteront 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 créeront une interface avec d'autres modes de mobilité urbaine.
La fonction principale des lignes de bus classiques sera de relier les quartiers les plus
éloignés en lien avec les lignes de métro.
Les drones et les véhicules volants survoleront les rues de la ville, garantissant
respectivement plus de sécurité, de mobilité et de rapidité dans la livraison des produits
et des personnes [7]. Les rues disposeront de vastes pistes cyclables, en plus de
nombreuses voies exclusives pour les BRT alimentés à l'hydrogène, considéré par
l'Agence internationale de l'énergie (AIE) comme le carburant du futur, dont le plus grand
défi est la production d'hydrogène propre à grande échelle. Très utilisés, les métros et les
3
trains seront incontournables dans les métropoles. Les villes des régions métropolitaines
ne seront plus isolées des capitales, sachant que les lignes ferroviaires à grande vitesse
traverseront plusieurs communes [7]. La surveillance en temps réel permettra de contrôler
les intervalles des feux de circulation, en fonction du flux de circulation, afin d'éviter les
embouteillages. Les informations seront affichées aux arrêts de train et de bus, dans les
parkings publics et sur des écrans à divers endroits. Les gens pourront planifier, même
chez eux, l'utilisation des différents modes de transport, grâce à l'évolution des
applications, dont le fameux Global Positioning System (GPS) [7].
Le métro sera le principal moyen de transport public dans les grandes villes, ce 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 à de nombreuses personnes de
se déplacer sur une longue distance en peu de temps. Les trains seront en lévitation
magnétique dans des tubes sans air, atteignant des vitesses de 240 milles/heure à 720
milles/heure, et relieront différents quartiers des métropoles, approvisionnant souvent les
villes des régions métropolitaines. Des trains confortables à vitesse rapide seront courants
et éviteront les embouteillages de véhicules à moteur sur les autoroutes. La plupart des
lignes ferroviaires des principales capitales mondiales seront alimentées par des énergies
renouvelables telles que le solaire photovoltaïque et l'hydrogène [1][7].
Le système sans conducteur, c'est-à-dire sans chauffeur, sera pleinement opérationnel [7].
Les métros, les trains et les bus seront pilotés à distance grâce à un logiciel, offrant ainsi
plus de sécurité, de vitesse et de confort aux passagers, puisqu'il sera possible de contrôler
la vitesse, l'intervalle entre eux et même l'heure d'ouverture des portes. Grâce au système
sans conducteur, le métro pourra réduire les intervalles entre les trains et augmenter la
capacité d'accueil des passagers. De plus, une synchronisation parfaite des trains évitera
les arrêts brusques et contribuera à réduire la consommation d’énergie. Les trains seront
propulsés à l’énergie solaire et à l’hydrogène avec l’abandon du diesel du réseau
ferroviaire [7]. Les entreprises de transport et les fournisseurs utiliseront des ressources
telles que l'intelligence artificielle, l'Internet des objets, la vitesse du réseau et le big data
dans le but de permettre des systèmes de paiement plus efficaces et l'intégration de
modalités afin que les métros et les bus puissent être plus largement utilisés par la
population [ 7 ].
Les trains qui circulent à des vitesses supérieures à 200 kilomètres par heure peuvent être
considérés comme à grande vitesse [4][9]. Le premier système ferroviaire à grande vitesse
a été mis en service 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
trains pouvant atteindre plus de 400 km/h. Les continents asiatique et européen disposent
des plus grands réseaux ferroviaires rapides qui transportent des passagers et des
marchandises. En Corée du Sud, il existe au total 1 104,5 km de voies pour 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 s'étend sur 621 km de long,
dont l'expansion amènera le pays à plus de 2 000 km de voies ferrées pour des services
rapides avec des trains fonctionnant à des vitesses allant jusqu'à 250 km/h ou 300 km/h.
L'Italie s'étend sur 1 467 km et les trains circulent à une vitesse maximale de 300 km/h.
Au Royaume-Uni, le réseau ferroviaire à grande vitesse compte 1 527 km de voies et
quatre lignes ferroviaires fonctionnant à une vitesse maximale de 200 km/h. En Suède, de
nombreux trains circulent à 200 km/h avec un total de 1 706 km de voies pour des services
rapides. Le Japon dispose de 2 764 km de services de trains rapides atteignant une vitesse
maximale de 320 km/h. La France compte 2 647 km de voies ferrées et 670 km en
construction. L'Allemagne dispose de 3 500 km de lignes, opérationnelles et en
4
construction, avec des trains atteignant des vitesses allant jusqu'à 300 km/h. L'Espagne
dispose de 3 240 km de voies ferrées et de trains pouvant atteindre des vitesses allant
jusqu'à 310 km/h. La Chine dispose de 35 000 km de lignes ferroviaires à grande vitesse.
Sur les lignes ferroviaires, la maintenance préventive sera effectuée par des drones
autonomes, des trains sans conducteur circuleront en toute sécurité à grande vitesse, le
fret sera automatiquement envoyé à destination et une technologie intelligente sera
conçue pour améliorer l'expérience des passagers et permettre des voyages sans billet. Il
y aura l'amélioration et la diffusion des systèmes de pilotage automatique à bord des
trains, ce qui optimisera encore les temps de trajet et mettra peut-être fin aux retards. Les
robots intelligents construiront de nouvelles infrastructures ferroviaires et moderniseront
les anciennes. Les progrès technologiques seront également essentiels pour améliorer
l’expérience utilisateur, en fournissant des informations précises sur les itinéraires en
temps réel et en permettant un accès ininterrompu au travail et aux divertissements lors
de vos déplacements via les réseaux Internet sans fil 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 faibles émissions de gaz à effet de serre. Le système fonctionnera à
des vitesses allant jusqu'à 150 km/h, étant capable de déplacer jusqu'à 180
conteneurs/heure individuellement et entièrement électriquement [5].
L'un des problèmes des systèmes de transport urbain est le manque de coordination entre
les différents modes de transport. Les gens veulent savoir comment se rendre d'un point
A à un point B le plus facilement possible, que ce soit à pied, à vélo, à moto, en métro,
en bus, en train, Uber ou en taxi - ou une combinaison de tout ou partie de ces moyens.
Dans le passé, nous ne disposions pas de suffisamment de données. Maintenant nous
avons. Et nous pourrons à tout moment compter sur nos smartphones connectés pour nous
aider à visualiser tout cela. L'application vous indiquerait le moyen le plus rapide
d'atteindre votre destination en combinant tous les moyens de transport intégrés, qu'il
s'agisse d'une voiture électrique, d'un métro, d'un bus ou d'un taxi. Il y aura une
prolifération de véhicules électriques. Des véhicules volants partagés, entièrement
électriques et progressivement autonomes, capables de décoller et d’atterrir
verticalement, traverseront le ciel des villes. À cette fin, les sommets des bâtiments
appartenant aux entreprises partenaires du transport aérien serviront de points de
décollage, d'atterrissage et de ravitaillement [7]. Les gens utiliseront de plus en plus de
scooters électriques partagés et/ou privés, entièrement durables, comme alternative au
métro ou au bus [7].
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 les transports urbains [3]. Les véhicules
autonomes existent donc déjà et il ne s’agit pas d’un projet futuriste [8]. L'idée est de
renforcer les transports publics. Ainsi, dans une ville intelligente, les gens peuvent se
débarrasser de leurs voitures, qui constituent une menace pour la santé de la population
en encombrant 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 comme véhicules autonomes. Des véhicules autonomes
publics ou privés nous relieront de chez nous à un pôle de transport. Il existe déjà des bus
sans conducteur dans le canton de Schaffhouse, en Suisse, qui circulent autour de la ville
de Neuhausen am Rheinfall et prennent et déposent des passagers tout en travaillant dans
la circulation [8]. Un employé peut prendre le contrôle du véhicule à partir d'une
télécommande, en cas d'imprévu.
5
À l’avenir, les autoroutes ne seront pas aussi dangereuses qu’elles le sont aujourd’hui.
Les véhicules n’auront pas de chauffeur et n’émettront pas de déchets polluants dans l’air.
Les autoroutes seront contrôlées par des technologies sophistiquées qui communiqueront
avec les voitures, extrairont l'énergie du Soleil, intégreront les infrastructures routières et
les systèmes GPS [6]. Les autoroutes du futur sont déjà en train d’être conçues. Les
autoroutes du futur seront dotées de panneaux solaires avancés qui généreront une énergie
propre et renouvelable et rechargeront sans fil les voitures électriques en mouvement ou
en stationnement. Les panneaux seront également dotés d'un éclairage LED et d'éléments
chauffants pour faire fondre la neige partout où elle existe. Les voitures électriques
devraient devenir courantes sur les routes du futur, car les progrès scientifiques
amélioreront considérablement les performances des batteries et le potentiel
d’augmentation du stockage de l’électricité. Les systèmes de navigation entièrement
automatisés permettront également de peupler les routes de voitures sans conducteur, ce
qui pourrait 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, grâce à la 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.
Sur la base de ce qui précède, les progrès extraordinaires des technologies de transport
terrestre qui se produiront à l’avenir contribueront au développement économique et
social de l’humanité.
Le transport par eau du futur
Le transport par eau désigne l’utilisation des rivières (transport fluvial), des lacs (transport
lacustre) et des mers et océans (transport maritime). L'utilisation des bateaux a été l'un
des premiers moyens de transport inventés par l'homme et a joué un rôle crucial pour le
développement de l'humanité. Depuis l’Antiquité, les bateaux sont utilisés comme moyen
de transport. Au début, les pirogues étaient utilisées pour la pêche et les activités de
transport sur de courtes distances. Les canoës sont considérés comme les premiers navires
utilisés pour transporter des personnes et des marchandises. Au fil du temps, des voiliers
ont été inventés, qui se déplaçaient grâce à la force du vent. Le développement des navires
et la découverte de nouvelles techniques de navigation ont permis à l'être humain de
traverser des rivières, des mers et des océans, de parcourir de longues distances pour le
transport de passagers et de marchandises, en plus de les utiliser comme armes de guerre.
Depuis les canoës en bois jusqu'aux grands navires d'aujourd'hui, tels que les paquebots
modernes, de nombreux progrès ont été réalisés. Après les caravelles sont venus les
premiers bateaux à vapeur qui apparus il y a environ 200 ans avec des bateaux utilisant
des moteurs à vapeur pour déplacer de grands navires et qui ont fait naître le rêve de ne
pas dépendre des vents. Les premiers bateaux à vapeur ont permis d'accélérer les voyages
maritimes et de développer le commerce extérieur. De nos jours, les moteurs diesel sont
utilisés sur les navires [9].
À quoi ressemblera le transport fluvial du futur [10][11][12][13]] ? Les navires du futur
bénéficieront de technologies de plus en plus sophistiquées. Les navires intelligents
deviendront partie intégrante de la réalité qui nous entoure. Il est également important de
souligner les avancées majeures 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 de l'énergie propre et renouvelable, apportant plus de durabilité au
secteur. On s'attend à ce que des navires propulsés par l'énergie solaire soient conçus, car
nous constatons de grands progrès dans les études de cette technologie et son applicabilité
6
à grande échelle ou même dans l'utilisation civile de l'énergie nucléaire comme source de
propulsion. 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 sur les voies de navigation. Installer des « voiles
de rotor » pour l’un de vos pétroliers est un moyen de réduire les coûts de carburant et les
émissions de carbone. La société finlandaise à l’origine de cette technologie, Norsepower,
affirme qu’il s’agit du premier système de modernisation de l’énergie éolienne sur un
pétrolier. Certaines applications idéales pour l'utilisation de l'énergie éolienne et solaire
comprennent les bateaux de croisière, les catamarans touristiques, les bateaux de pêche,
les navires de ravitaillement offshore, les navires de recherche, les pétroliers, les cargos,
les navires de patrouille et les navires à passagers. L’industrie maritime étudie les
innovations qui placeront inévitablement la navigation à un niveau plus durable. On
s'attend à ce que dans les 10, 20 ou 30 prochaines années, des navires alimentés par
l'énergie solaire apparaissent, car de grands progrès sont réalisés dans les études sur cette
technologie et son applicabilité à grande échelle. Il y aura même une utilisation civile de
l’énergie nucléaire comme source de propulsion et des ports intelligents [15]. De
nouvelles technologies peuvent être ajoutées aux infrastructures portuaires, basées sur le
concept de l'industrie 4.0 dans l'automatisation et la numérisation des ports grâce à la
robotique, au big data, à l'internet des objets (IoT), à la blockchain et à l'intelligence
artificielle. Les cargos utiliseront des batteries qui seront alimentées par l'énergie solaire
et éolienne grâce à des accords avec des entreprises opérant à proximité des ports où les
bateaux seront amarrés. Là, ils peuvent être rechargés et faire remplacer leurs batteries
[16].
Les grands navires brûlent du pétrole lourd, un carburant à haute teneur en soufre qui
produit une grande quantité d'oxyde de soufre et de composés d'oxyde d'azote. Les
émissions de CO2 d'un grand navire équivaut à celles de plus de 83 000 automobiles.
Comme il y a 100 000 navires, ils polluent l'équivalent de 830 millions de voitures. Les
experts affirment que la grande révolution du futur dans l’industrie maritime sera la
propulsion des navires au GNL (Gaz Naturel Liquéfié). L'utilisation du GNL apporte non
seulement une réduction des coûts pour l'armateur, principalement liés à la maintenance,
mais surtout des gains environnementaux. Par rapport aux moteurs traditionnels, cela
représente une réduction de 99 % des émissions de dioxyde de soufre, de 85 % de dioxyde
d'azote et de 20 % de dioxyde de carbone. Les progrès réalisés dans le remplacement du
pétrole lourd par le GNL dans la propulsion des navires permettront d'atteindre l'objectif
de l'Organisation maritime internationale (OMI) de réduction de 40 % des émissions de
gaz à effet de serre d'ici 2050 [15].
La compagnie maritime mondiale Maersk prévoit d'installer des « voiles de rotor » pour
ses pétroliers afin de réduire les coûts de carburant et les émissions de carbone. La société
à l'origine de cette technologie, la société finlandaise Norsepower, affirme qu'il s'agit du
premier système de modernisation de l'énergie éolienne sur un pétrolier [19]. Il convient
de souligner les grands progrès réalisés dans l’applicabilité de l’énergie éolienne à la
propulsion des navires. L'énergie éolienne, avec l'installation de voiles de rotor, génère
une énergie propre et renouvelable comme source auxiliaire de propulsion, apportant ainsi
plus de durabilité au secteur naval dans un avenir proche. De grands progrès dans la
réduction de la consommation de carburant sont également réalisés grâce à des systèmes
de récupération de chaleur plus efficaces, des types de peinture et même de profonds
changements dans la conception des coques des navires, tous générant moins d'émissions
de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Les navires seront équipés de sonars
7
sophistiqués pour éviter les collisions avec les icebergs ou de méthodes permettant une
meilleure utilisation de l'énergie. Des navires comme ceux-ci feront un meilleur usage
des courants marins et pourraient même éviter d’autres dommages à l’écosystème [14].
Outre les voitures autonomes, le tour des navires autonomes pourrait venir. Un nouveau
porte-conteneurs électrique sans équipage est en cours de construction en Norvège par
deux sociétés. Le cargo électrique, destiné au transport maritime à courte distance, aura
dans un premier temps un équipage toujours présent, mais, en 2022, le navire est passé
en fonctionnement autonome (après les autorisations nécessaires). Ce navire baptisé «
Tesla des mers » sera dirigé depuis un centre de contrôle embarqué lors des premiers
voyages. Il sera ensuite contrôlé de manière autonome via GPS [10]. Les collisions
possibles seront évitées grâce à une combinaison de capteurs [17]. Le premier cargo
entièrement électrique et autonome a été construit en Norvège en 2021. Le Yara Birkeland
voyagera de Herøya à Brevik avec seulement trois centres de contrôle à distance
supervisant le voyage. Yara a développé le concept pour la première fois en 2017 et
prévoyait de mettre les voiles en 2020, mais la pandémie de COVID-19 a retardé le
voyage. Ce n’est pas le premier navire sans équipage à s’aventurer, mais c’est le premier
modèle entièrement électrique. C'est un navire avec une vitesse maximale de 13 nœuds
grâce à ses deux systèmes de propulsion de 900 kW et il est important de dire que sa
batterie géante de 7 MWh mettra un certain temps à se charger. Cependant, Yara en
vaudra la peine pour les gains environnementaux [18].
L'une des technologies les plus durables à l'étude concerne les cargos sans citernes de
ballast, qui visent à assurer la stabilité du navire en évitant le rejet de ballast d'eau salée,
qui, une fois vidé, peut avoir de graves impacts environnementaux en raison de l'insertion
de micro-organismes non indigènes, tels que, par exemple, les épidémies de choléra et la
propagation de la moule dorée, qui provoque de graves problèmes d'encrassement des
cuves, des canalisations et même des centrales hydroélectriques. Les réglementations
relatives à l'évacuation de ces eaux sont devenues de plus en plus restrictives et, à une
époque de changement, les navires qui utilisent des ballasts seront pénalisés. Il convient
de noter que les navires utilisent actuellement de l'eau dans les ballasts pour maintenir la
stabilité, la sécurité et l'efficacité opérationnelle, en particulier lorsque le navire n'est pas
chargé. Le changement des cargos sans ballasts consiste à remplacer les ballasts par des
« tubes longitudinaux » structurels, avec admission à la proue et déchargement à la poupe,
qui créent un débit constant d'eau salée locale et favorisent la pression nécessaire pour
générer la stabilité du navire. L'éventuelle mise en œuvre d'une telle technologie dans la
construction navale pourrait avoir des impacts positifs sur l'environnement et sur les coûts
d'exploitation du navire, puisqu'une série de mesures et d'équipements actuellement
utilisés pour atténuer les risques de déversement de micro-organismes dans les navires ne
seront pas nécessaires. [15].
Le transport aérien du futur
Le principal avantage du transport aérien est son agilité à réaliser des déplacements
longue distance dans un laps de temps court. Le transport aérien a un haut niveau de
sécurité, offre moins de risques de dommages aux marchandises transportées car la
manutention est moindre que dans les autres modes, cependant, il génère un impact
environnemental important, notamment une pollution atmosphérique et sonore. Le
transport aérien est le deuxième moyen de transport le plus sûr au monde après
l’ascenseur d’un immeuble. À quoi ressemblera le transport aérien du futur ? 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 [20][21][22]. Il
8
existe des avions supersoniques, électriques, autonomes et même des avions ressemblant
à des drones géants pour transporter des passagers dans les centres urbains [24]. La
recherche de moyens plus efficaces de voler et de transporter des passagers dans le ciel,
en émettant moins de gaz polluants (voire en les éliminant) constitue le plus 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
actuellement, ce sont des avions électriques d’une capacité d’un peu plus de 10 passagers
et d’une autonomie d’environ 300 km. Une autre option évaluée dans ce domaine est la
propulsion hybride, combinant motorisations conventionnelles et électriques. Les avions
électriques ne devraient pas évoluer si rapidement qu’ils supplantent les avions à réaction
à court ou moyen terme. Il existe déjà, par exemple, des avions électriques utilisés dans
les écoles de pilotage et les compagnies aériennes de la 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,
assez lourdes et peu efficaces, comparées à la puissance élevée des moteurs à réaction et
des turbopropulseurs. Une autre source d’électricité étudiée pour les avions sont les
générateurs alimentés à l’hydrogène, une technologie qui doit encore mûrir pour devenir
véritablement viable. Il y aura une invasion des eVTOL (acronyme en anglais de Electric
Vertical Takeoff and Landing 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 [20]. Boom a la proposition qui se rapproche le plus de ce
qu’était l’avion supersonique Concorde. Il s'agit d'un avion supersonique capable
d'atteindre Mach 2,2 (2 355 km/h) et d'emporter 55 passagers sur des vols allant jusqu'à
8 000 km. Un prototype réduit de l'avion 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 « sonic boom », le bang sonique
inconfortable généré par le passage d'un avion à vitesse supersonique. Ce sera la fin des
avions quadrimoteurs qui, dans un passé pas si lointain, étaient synonymes de sécurité et
de grande capacité. Aujourd’hui, ces machines éternelles que sont les 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 quadrimoteurs sont de nouveaux gros-porteurs bimoteurs
de pointe comme l'Airbus A350 et le Boeing 787. Boeing travaille sur le nouveau 777X,
le plus gros avion bimoteur jamais conçu. Des avions plus petits, auparavant réservés aux
vols intérieurs, pourront effectuer des voyages internationaux entre les continents.
Des chercheurs de l’Université technique de Delft, aux Pays-Bas, ont réussi à faire voler
pour la première fois un prototype du nouvel avion commercial Flying-V, considéré
comme un nouvel avion susceptible de changer l’aviation à l’avenir [21]. Avec une forme
en V assez différente des avions commerciaux traditionnels, le Flying-V a une conception
conçue pour avoir une consommation de carburant plus efficace. La principale différence
est que la cabine passagers, le compartiment à bagages et les réservoirs de carburant sont
situés sur les ailes de l'avion. Les turbines, quant à elles, sont situées au-dessus des ailes,
dans une partie plus centrale de l'avion que d'habitude et proche du centre de gravité. Des
modèles informatiques estiment que les changements de format permettent de réduire la
consommation de carburant de 20 % à celle des avions les plus avancés du marché.
9
L'avionneur Airbus est également partenaire du projet. Il faudra peut-être encore des
années, voire des décennies, avant qu'un avion de grande taille ne soit achevé, mais les
tests du premier prototype ont constitué une étape importante dans le développement du
nouvel avion. Le projet prévoit un avion d'une capacité de 314 passagers. Airbus présente
des modèles d'avions propulsés à l'hydrogène afin d'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 au 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 [22]. Deux des
avions suivent une conception similaire à celle des avions à moteur à combustion, mais
l'une des conceptions est plus révolutionnaire et montre ce que pourrait être l'avion du
futur. Il s’agit d’un modèle en forme de « V », avec des ailes intégrées au 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 [25].
Depuis le début des années 1990, l'aviation commerciale a commencé à développer des
technologies qui rendaient l'avion de plus en plus automatisé, réduisant ainsi
progressivement l'importance du pilote dans le fonctionnement de l'avion, dans le but de
réduire les accidents aériens causés par l'erreur humaine. Les constructeurs d’avions
commerciaux continuent de rechercher des moyens d’améliorer les avions, de les rendre
plus sûrs, plus efficaces et plus silencieux. Dans le même temps, les pilotes, les
contrôleurs de l’espace aérien et les mécaniciens sont de mieux en mieux formés, et les
avions sont de plus en plus inspectés pour éviter les accidents causés par une erreur
humaine ou mécanique. Malgré les problèmes croissants auxquels est actuellement
confrontée l’aviation en général, on estime que le 21e siècle sera celui de grands progrès
pour l’aviation. On estime qu'à l'avenir, l'utilisation de pilotes sera réduite, remplacée par
le contrôle à distance avec l'utilisation d'ordinateurs [23]. La recherche de moyens plus
efficaces de voler et de transporter des passagers dans le ciel, en émettant moins de gaz
polluants (voire en les éliminant) constitue le plus grand défi de l'industrie aéronautique
pour les années à venir. Ce changement nécessitera une reformulation technologique des
avions et des habitudes des passagers. Les compagnies aériennes Finnair, de Finlande, et
Widerøe, de Norvège, ont récemment annoncé leur intention d'introduire des avions de
passagers électriques dans leurs flottes d'ici 2026. Au Canada, où l'utilisation de petits
avions commerciaux est également bien adoptée, Harbour Air teste des hydravions
équipés de propulseurs électriques. Les progrès de la technologie des moteurs et les
nouvelles solutions aérodynamiques ont contribué à réduire considérablement la
consommation de carburant des avions commerciaux, ouvrant la possibilité d’itinéraires
de plus en plus longs. Profitant de cette évolution, des avions plus petits, auparavant
réservés aux vols intérieurs, se sont lancés dans les voyages internationaux entre les
continents. Les jets de la série 737 MAX de Boeing ont de bons chiffres d'autonomie.
L'utilisation d'avions plus petits et moins chers par rapport aux gros-porteurs ouvre une
nouvelle niche sur le marché des voyages internationaux en proposant des billets moins
chers [27].
Une autre grande invention en cours est l’avion hybride, conçu pour décoller et atterrir
verticalement grâce à des rotors inclinables. Ce type d’avion connaît une croissance
rapide à mesure que les concepteurs et les startups réalisent qu’il s’agit de l’avenir de
l’avion. VoltAero, une startup française de l'aviation, développe un avion hybride qui
pourrait devenir une « Tesla » du ciel, popularisant la technologie et la rendant accessible
au plus grand nombre. L'avion a été conçu pour avoir une autonomie de vol allant jusqu'à
3,5 heures, avec une portée de 1 287 km, volant jusqu'à 8 fois par jour avec une durée de
vol totale de 10 heures. Construit en matériaux composites, l'avion sera proposé en trois
10
versions : le Cassio 330, avec quatre sièges et un système de propulsion hybride d'une
puissance de 330 kW, le Cassio 480, avec six sièges et une propulsion hybride de 480
kW. Le troisième modèle est le Cassio 600, doté de 10 sièges et d'une propulsion hybride
de 600 kW. Sa vitesse de croisière est estimée à 370 km/h, et en mode tout électrique
l'autonomie est de 200 km [27]. L'avion hybride utilisera deux moteurs d'une puissance
continue de 45 kW. Un troisième moteur alimenté au biocarburant et modifié avec l'aide
de l'équipe Formula E Solution F, déplace l'hélice arrière et recharge les batteries des
moteurs électriques. Le système de propulsion hybride électrique est fiable. Le projet E-
Fan a été le premier avion entièrement électrique doté de deux moteurs à traverser la
Manche en 2015. Il a également travaillé pendant 10 ans sur le développement de piles à
combustible chez General Motors. VoltAero aurait dû commencer les livraisons de son
nouvel avion fin 2022, initialement dans la configuration quatre places Cassio 330 [28].
Le transport spatial du futur
Le transport spatial revêt une grande importance pour l’humanité étant donné la nécessité
de promouvoir les voyages intergalactiques des êtres humains jusqu’aux confins de
l’Univers et même vers des univers parallèles. Cette action est nécessaire en raison de la
nécessité pour les êtres humains de quitter la planète Terre et de coloniser d'autres mondes
du système solaire ou en dehors de celui-ci, et même d'accéder à des univers parallèles,
pour éviter leur extinction avec l'apparition d'éventuels événements catastrophiques tels
que l'éruption de volcans qui pourrait conduire à l'extinction de la vie sur Terre comme
cela s'est déjà produit dans le passé, au refroidissement du noyau terrestre avec la
compromission du champ magnétique terrestre qui nous protège des menaces venues de
l'espace, à la collision avec la planète Terre d'astéroïdes, de comètes, planètes du système
solaire et planètes orphelines, la Terre étant frappée par l'émission de rayons gamma des
étoiles supernovae qui pourraient conduire à l'extinction de la vie sur Terre comme cela
s'est déjà produit dans le passé, la séparation continue de la Lune de la Terre et de ses
conséquences catastrophiques sur le climat de la planète, mort du Soleil, collision entre
les galaxies d'Andromède et de la Voie lactée et fin de l'Univers. Le plus grand défi
humain est la production de fusées capables d’atteindre des vitesses proches de la vitesse
de la lumière (300 000 km/s). Avec ce niveau de vitesse, il serait possible d'atteindre la
Lune en 1,3 s, le Soleil en 8min20s, Pluton en 5h21s et il faudrait 100 mille ans pour
parcourir d'un bout à l'autre notre galaxie, la Voie Lactée, 163 mille ans pour atteindre la
galaxie la plus proche et 93 milliards d'années pour traverser l'Univers visible. Pour cela,
nous aurions donc besoin d’un vaisseau spatial qui se déplacerait à une vitesse
absurdement élevée pour que l’humanité atteigne les confins de l’Univers avec une
vitesse proche de la vitesse de la lumière.
Pour atteindre l'orbite terrestre à une distance de 100 km au-dessus du niveau de la mer,
les fusées actuelles nécessitent des tonnes de carburant et d'oxydants pour assurer une
propulsion adéquate afin d'atteindre environ 40 320 km/h pour échapper à la gravité
terrestre. Ce grand volume de carburant nécessite également beaucoup d'espace sur le
vaisseau spatial [28]. La fusée spatiale actuellement utilisée est un engin qui se déplace
en expulsant derrière lui un flux de gaz à grande vitesse. Son objectif est d'envoyer des
objets (notamment des satellites artificiels, des sondes spatiales et des rovers) et/ou des
engins spatiaux et des hommes dans l'espace à des vitesses supérieures à 40 320 km/h
pour vaincre l'attraction gravitationnelle de la Terre et atteindre des altitudes supérieures
à 100 km au-dessus du niveau de la mer. Une fusée se compose d’une structure, d’un
moteur de propulsion à réaction et d’une charge utile. La structure sert à abriter les
réservoirs de carburant et de comburant (comburant) ainsi que la charge utile (équipage,
passagers et équipements). Ces fusées doivent également transporter un comburant pour
11
réagir avec le carburant. Ce mélange de gaz surchauffés est ensuite détendu dans un tube
divergent, le Tube de Laval, également connu sous le nom de Bell Tube, pour diriger le
gaz en expansion vers l'arrière, et ainsi propulser la fusée vers l'avant [32]. Dans les
conditions actuelles, pour 2 kilogrammes de personnes, d’objets ou de charge utile, il faut
130 kilogrammes de fusée, ce qui limite le nombre d’astronautes et de matériel envoyés
sur chaque vol et augmente de façon exponentielle le coût des missions. La plupart des
fusées actuelles transportent une charge utile représentant 1,5 % de leur taille totale. Par
charge utile, nous entendons les personnes et les objets [33].
À quoi ressemblera le futur transport spatial ? Un nouveau moteur développé par deux
ingénieurs nord-américains présente 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 [29]. Le Fernis aspire
passivement l'air d'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 la quantité d’oxydants transportés par une fusée jusqu’à 20 %. En théorie, cela
signifie que les fusées équipées de cette technologie pourraient être plus compactes ou
allouer plus d’espace dans le compartiment aux charges utiles telles que les personnes et
les équipements. L'Agence spatiale européenne (ESA) a décidé d'investir dans une
technologie dont on rêvait depuis le début de l'exploration spatiale, à savoir disposer d'un
vaisseau spatial vaisseau spatial capable de décoller d'un aéroport, comme un avion
ordinaire, devenant une fusée traditionnelle une fois qu'il dépasse les limites de
l'atmosphère la plus dense et entre en orbite et revient au sol sur la même piste d'où il a
décollé [30]. La société Reaction Engines, chargée de développer les premières pièces du
moteur révolutionnaire qui équipera ce vaisseau spatial du futur, affirme qu'il s'agit d'un
vaisseau spatial réutilisable, capable de décoller d'un aéroport conventionnel, de placer
en orbite une charge utile de 20 tonnes et retour au sol sur la même piste d'où il a décollé.
Cette technologie pourrait devenir une réalité dans moins d’une décennie. Une autre
alternative consiste à utiliser des avions à réaction pour transporter des fusées
conventionnelles sur plusieurs kilomètres dans l'atmosphère, puis à larguer les véhicules,
qui achèvent par eux-mêmes la dernière étape du voyage dans l'espace [28]. Conçu par la
NASA, l'avion X-43 est équipé d'un moteur-fusée pour fournir la poussée initiale du
véhicule. Un moteur révolutionnaire qui peut faire progresser la technologie
astronautique est le moteur Scramjet, capable d'atteindre des vitesses hypersoniques
jusqu'à 15 fois la vitesse du son. La NASA a testé avec succès un moteur de ce type en
2004.
Une autre idée serait de construire une fusée en forme de voile qui serait accélérée par le
vent solaire, lui permettant d'atteindre une plus grande vitesse et de parcourir de plus
grandes distances. Le vaisseau spatial concept a été nommé Skylon, et le moteur hybride
qui l'équipera s'appelle Sabre, qui est un moteur hybride sans précédent capable de «
respirer » de l'air lorsqu'il est dans l'atmosphère, comme un moteur à réaction, devenant
une fusée lorsqu'il atteint l'espace [34] [35] [36]. Une autre possibilité de progrès dans la
technologie des moteurs-fusées est l'utilisation de la propulsion nucléaire, dans laquelle
un réacteur nucléaire chauffe un gaz, produisant un jet utilisé pour produire une poussée
[34] [35] [36]. Il existe d'autres types de moteurs de fusée, tels que les moteurs nucléaires
thermiques, qui surchauffent un gaz à des températures élevées, en utilisant la chaleur
générée par les réactions nucléaires, notamment par le processus de fission nucléaire, où
le combustible nucléaire est bombardé de neutrons, conduisant à la fission. du noyau des
atomes. Ce gaz est ensuite détendu dans le tube de Laval, comme dans les fusées
12
chimiques. Ce type de fusée a été développé et testé aux États-Unis dans les années 1960,
mais n’a jamais été utilisé. Les gaz expulsés par ce type de fusée peuvent être radioactifs,
ce qui rend déconseillé leur utilisation à l'intérieur de l'atmosphère terrestre, mais ils
peuvent être utilisés à l'extérieur de celle-ci. Ce type de fusée a l’avantage de permettre
des rendements bien supérieurs à ceux des fusées chimiques classiques, car ils permettent
d’accélérer les gaz d’échappement à des vitesses beaucoup plus élevées. Actuellement,
c'est la Russie qui se démarque dans le développement de moteurs nucléaires thermiques
[34] [35] [36].
Le plus grand défi scientifique et technologique de l'humanité est représenté par la
nécessité d'entreprendre des voyages spatiaux et interstellaires. Pour cela, nous aurions
besoin d’un vaisseau spatial qui se déplace à une vitesse absurdement élevée – quelque
chose de proche de la vitesse de la lumière (300 000 km/s). En plus de ne pas disposer
d'une technologie de fusée qui développe des vitesses proches de celle de la lumière, le
voyage interstellaire serait irréalisable pour les êtres humains même si nous avions ces
fusées car avec des vitesses proches de celle de la lumière il y aurait des conséquences
négatives sur la vie de l'équipage et des passagers. et pour les gens eux-mêmes. Pour que
l'être humain puisse réaliser des missions spatiales de longue distance, il est nécessaire de
trouver des formes plus avancées de propulsion de fusées pour atteindre des distances de
centaines ou de milliers d'années-lumière, étant donné que, selon les scientifiques, les
fusées chimiques actuelles sont limitées par la vitesse maximale de gaz d'échappement.
D'autres alternatives proposées par les scientifiques consisteraient à utiliser la propulsion
nucléaire thermique, un moteur solaire/ionique comme nouvelle forme de propulsion de
fusée, ainsi que la création d'un réacteur à fusion dans lequel une fusée extrairait
l'hydrogène de l'espace interstellaire et le liquéfierait. La NASA souhaite tester des fusées
à propulsion nucléaire d'ici 2027. La technologie avancée de propulsion nucléaire
thermique permettra au vaisseau spatial d'être plus rapide, d'avoir des temps de trajet plus
courts et permettra également une livraison de fret plus agile vers une nouvelle base
lunaire et des missions robotiques encore plus loin. Grâce à cette technologie, les
astronautes pourront voyager vers et depuis l’espace lointain plus rapidement que jamais.
La nouvelle propulsion a le potentiel de permettre des missions habitées vers Mars. Selon
la NASA, une fusée thermique à propulsion nucléaire peut être trois à quatre fois plus
efficace que les fusées conventionnelles et réduire le temps de trajet jusqu'à la planète
rouge, soit de 8 mois à 2 mois [33]. Le moteur ionique a emmené un navire aux confins
du système solaire. La sonde est la première mission d'exploration spatiale à utiliser un
moteur ionique au lieu de propulseurs conventionnels, alimentés par des réactions
chimiques. Le système de propulsion ionique sera adopté dans la prochaine génération de
vaisseaux spatiaux de la NASA. Le propulseur utilise l'énergie électrique pour créer des
particules de carburant chargées magnétiquement, généralement sous forme de gaz
xénon, accélérant ces particules à des vitesses très élevées. Qu’il s’agisse de l’énergie du
Soleil ou de l’atome, elle serait utilisée pour ioniser (ou charger positivement) un gaz
inerte comme le xénon ou le krypton. Les ions accélérés seraient expulsés du propulseur,
propulsant le navire vers l’avant. Si au début le vaisseau spatial avançait lentement, avec
le temps l'accélération serait progressive et inexorable, atteignant une vitesse proche de
celle de la lumière, permettant à un être humain d'atteindre des étoiles proches, comme
Alpha Centauri, à 4,3 années-lumière [33] .
La propulsion Bussard est une autre méthode de propulsion pour les engins spatiaux qui
pourrait accélérer jusqu'à une vitesse proche de la vitesse de la lumière et constituerait un
type d'engin spatial très efficace. La source de combustible la plus évidente proposée par
Bussard est la fusion de l’hydrogène, car l’hydrogène est considéré comme le composant
13
le plus courant du gaz interstellaire. Un champ électromagnétique pourrait attirer les ions
positifs du milieu interstellaire et les forcer à pénétrer dans le statoréacteur. Un voyage
spatial ultra-rapide proche de la vitesse de la lumière serait cependant mortel pour
l'homme, selon une publication d'Edelstein et Edelstein dans Natural Science qui rapporte
que l'hydrogène présent dans tout avion capable de voyager à la vitesse de la lumière
l'empêcherait également de faire le voyage à cette vitesse car, à mesure que la vitesse du
navire se rapprochait de celle de la lumière, l'hydrogène H interstellaire se transformerait
en un rayonnement intense qui tuerait rapidement les passagers et détruirait les
instruments électroniques. De plus, la perte d'énergie due aux rayonnements ionisants
traversant l'extérieur du navire représenterait une augmentation croissante de la chaleur
qui nécessiterait d'importantes réserves d'énergie pour refroidir le navire. Même s’il était
possible de créer un vaisseau capable de se déplacer à des vitesses proches de celle de la
lumière, il ne serait pas capable de transporter des personnes. Il existe une limite de vitesse
naturelle imposée par des niveaux sûrs de rayonnement dû à l'hydrogène, ce qui signifie
que les humains ne peuvent pas voyager à plus de la moitié de la vitesse de la lumière, à
moins qu'ils ne souhaitent une mort rapide et immédiate [33].
La théorie de la relativité générale impose de sévères restrictions aux voyages
interstellaires. L’une d’elles est la plus évidente : rien ne peut être accéléré à des vitesses
supérieures à celle de la lumière, qui est d’environ 300 000 km/s. Même si nous pouvions
voyager à cette vitesse, il nous faudrait encore beaucoup de temps pour atteindre d’autres
étoiles et leurs systèmes planétaires respectifs. La théorie de la relativité générale a ouvert
de nouveaux domaines scientifiques et a permis à des idées telles que la création d'un
moteur de distorsion de voyager vers n'importe quel coin de l'Univers. Le concept
d’espace de distorsion n’est pas nouveau. Il s’agit d’un type de moteur qui permet au
vaisseau spatial de se déplacer à des vitesses supérieures à la vitesse de la lumière. Il s’agit
d’une technologie qui permettrait de créer une « bulle » dans l’espace-temps. Cette bulle
pourrait créer une sorte de pont entre deux points de l’espace. Les voyages vers des
destinations situées à des années-lumière de la Terre resteront toujours hors de notre
portée, mais la technologie de distorsion spatiale, si elle existe un jour, pourrait être la
solution aux voyages interstellaires [31].
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* Fernando Alcoforado, 84, a reçoit la Médaille du Mérite en Ingénierie du Système CONFEA / CREA,
membre de l'Académie de l'Education de Bahia, de la SBPC - Société Brésilienne pour le Progrès des
Sciences et l'IPB - Institut Polytechnique de Bahia, ingénieur de l'École Polytechnique UFBA et docteur en
Planification du Territoire et Développement Régional de l'Université de Barcelone, professeur d'Université
(Ingénierie, Économie et Administration) et consultant dans les domaines de la planification stratégique,
de la planification d'entreprise, planification du territoire et urbanisme, systèmes énergétiques, a été
Conseiller du Vice-Président Ingénierie et Technologie chez LIGHT S.A. Entreprise de distribution
d'énergie électrique de Rio de Janeiro, coordinatrice de la planification stratégique du CEPED - Centre de
recherche et de développement de Bahia, sous-secrétaire à l'énergie de l'État de Bahia, secrétaire à
la planification de Salvador, 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), A humanidade ameaçada e as
estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021), A escalada da ciência e da
tecnologia e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade (Editora CRV, Curitiba, 2022),
est l'auteur d'un chapitre du livre Flood Handbook (CRC Press, Boca Raton, Floride, États-Unis, 2022),
How to protect human beings from threats to their existence and avoid the extinction of humanity (Generis
Publishing, Europe, Republic of Moldova, Chișinău, 2023) et A revolução da educação necessária ao Brasil
na era contemporânea (Editora CRV, Curitiba, 2023).

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L’AVENIR DES MOYENS DE TRANSPORT TERRESTRES, PAR EAU, AÉRIENS ET SPATIAUX.pdf

  • 1. 1 L’AVENIR DES MOYENS DE TRANSPORT TERRESTRES, PAR EAU, AÉRIENS ET SPATIAUX Fernando Alcoforado* Résumé : Cet article vise à présenter les innovations majeures attendues dans le futur dans les transports terrestres (urbains, routiers et ferroviaires), par eau, aériens et spatiaux. Mots clés : L'avenir des transports, les transports terrestres (urbains, routiers et ferroviaires) du futur, les transports par eau du futur, les transports aériens du futur, les transports spatiaux du futur. Introduction Cet article vise à présenter les innovations majeures attendues dans le futur dans les transports terrestres (urbains, routiers et ferroviaires), navigables, aériens et spatiaux. L'évolution des moyens de transport était essentielle pour le développement de l'humanité. Les moyens de transport ont été utilisés tout au long de l’histoire, que ce soit pour acquérir de la nourriture, réaliser des constructions, traverser des rivières et des océans, faire la guerre, transporter des personnes et des marchandises, conquérir l’air et l’espace, etc. À mesure que l’humanité évoluait, les moyens de transport ont changé. Le transport terrestre, tout comme le transport navigable, existe depuis le début de l’humanité. La domestication des animaux a introduit une nouvelle façon de placer le poids du transport terrestre sur des animaux plus forts, permettant de transporter des charges plus lourdes, avec une plus grande vitesse et des temps de trajet plus courts. Les chevaux, les chameaux, les bœufs ou encore les êtres humains étaient utilisés comme moyen de transport terrestre sur les chemins de terre. Avec l'invention de la roue, les moyens de transport ne sont plus seulement des animaux mais aussi des charrettes, tirées par des bœufs ou des chevaux, ce qui intensifie le développement des moyens de transport. À partir de ce moment, une partie de l’humanité a acquis la capacité de transporter rapidement davantage de marchandises et de personnes. Les routes pavées ont été construites par de nombreuses civilisations anciennes. Aujourd’hui encore, la roue revêt une importance fondamentale dans notre vie quotidienne. Il y a des roues sur les voitures, les avions, les motos, les planches à roulettes, les patins à roulettes, les charrettes, les vélos, etc. Ce n’est qu’après la première 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. De l’invention de la machine à vapeur est née la locomotive, qui a permis le développement du chemin de fer, qui s’est rapidement répandu dans les pays industrialisés et dans le reste du monde. Le seul mode de transport de marchandises dans le commerce extérieur aux XVe et XVIe siècles était le transport par eau. L'école de Sagres au Portugal a développé, au XVe siècle, la technologie de construction des caravelles ainsi que les techniques de matelotage et de navigation, nécessaires aux grands voyages de découverte. Ce type de navigation a été utilisé principalement par l'humanité, jusqu'à l'émergence de la navigation à vapeur. La diffusion de l'invention de la machine à vapeur a fait naître le rêve de déplacer de grands navires sans dépendre des vents. C’est à partir du XIXème siècle qu’apparaissent les bateaux à vapeur puis plus tard dotés de moteurs propulsés par des dérivés pétroliers. Les navires sont de plus en plus produits pour transporter des marchandises en gros volumes et spécifiquement pour chaque type de cargaison, en plus de les utiliser comme armes de guerre. Avec le développement des bateaux à vapeur, le métro mis en service à Londres en 1863 et les inventions du vélo entre 1817 et 1880, du dirigeable en 1852, de l'ascenseur en 1853, du tramway électrique en 1881, de l'automobile en 1885, de la moto en 1885, camions en 1895, avion en 1905, hélicoptère en 1907, fusée spatiale en 1925, drone en
  • 2. 2 1977, entre autres inventions, il y a eu une véritable explosion des possibilités dans le domaine des transports. Tous ces moyens de transport comprennent des moyens destinés au transport de personnes ou de marchandises. Les moyens de transport peuvent être classés en trois catégories : terrestre, navigable, aérien et spatial. Les moyens de transport terrestres se déplacent dans les rues des villes, les chemins de terre, les autoroutes pavées et les voies ferrées en utilisant des trains, des tramways électriques, des ascenseurs urbains, des plans inclinés, des téléphériques, des bus, des métros, des automobiles, des camions, des vélos et des motos. Les voies navigables sont celles qui se déplacent sur l'eau, à l'aide de canoës, de traversiers, de bateaux, de navires, de sous-marins et de porte-avions. Ils sont classés en maritimes (mer), fluviales (rivière) et lacustres (lac). Les moyens de transport aériens sont ceux qui se déplacent dans les airs avec des avions, des hélicoptères, des ballons, des dirigeables et des drones. Les moyens de transport spatial sont ceux qui se déplacent dans l'espace 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 destiné à l'exploration spatiale. Les moyens de transport nécessitent des infrastructures et des véhicules adaptés. Par infrastructure, nous entendons le réseau de transport urbain, le réseau routier, le réseau ferroviaire, réseau du voie navigable, le réseau aérien et le réseau spatial qui sont utilisés, ainsi que les terminaux tels que les gares routières, les gares ferroviaires, les stations de métro, les terminaux portuaires, les aéroports, les centres de lancement de fusées et tous types d'équipements similaires. Les véhicules, tels que les voitures, les vélos, les trains et les avions, entre autres véhicules, ou les personnes ou les animaux eux-mêmes lorsqu'ils se déplacent à pied, empruntent généralement n'importe quel réseau. On peut dire que les moyens de transport ont permis à l'être humain d'occuper tous les espaces de la planète Terre et ont contribué de manière décisive à promouvoir son développement économique et social. À quoi ressembleront les transports terrestres, fluviaux, aériens et spatiaux du futur ? Les réponses à cette question sont présentées dans les rubriques présentées ci-dessous. Les transports terrestres (urbains, routiers et ferroviaires) du futur À quoi ressemblera le transport terrestre du futur [2][3][6][7][8] ? 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 routes d'accès contrôlées par divers dispositifs utilisant l'intelligence artificielle et l'Internet des objets (IOT) pour maintenir un trafic agile et sûr. Les moyens de transport prioritaires seront le métro, le train, le vélo, le scooter, la marche et le Bus Rapid Transit (BRT). Les systèmes de transport comporteront 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 créeront une interface avec d'autres modes de mobilité urbaine. La fonction principale des lignes de bus classiques sera de relier les quartiers les plus éloignés en lien avec les lignes de métro. Les drones et les véhicules volants survoleront les rues de la ville, garantissant respectivement plus de sécurité, de mobilité et de rapidité dans la livraison des produits et des personnes [7]. Les rues disposeront de vastes pistes cyclables, en plus de nombreuses voies exclusives pour les BRT alimentés à l'hydrogène, considéré par l'Agence internationale de l'énergie (AIE) comme le carburant du futur, dont le plus grand défi est la production d'hydrogène propre à grande échelle. Très utilisés, les métros et les
  • 3. 3 trains seront incontournables dans les métropoles. Les villes des régions métropolitaines ne seront plus isolées des capitales, sachant que les lignes ferroviaires à grande vitesse traverseront plusieurs communes [7]. La surveillance en temps réel permettra de contrôler les intervalles des feux de circulation, en fonction du flux de circulation, afin d'éviter les embouteillages. Les informations seront affichées aux arrêts de train et de bus, dans les parkings publics et sur des écrans à divers endroits. Les gens pourront planifier, même chez eux, l'utilisation des différents modes de transport, grâce à l'évolution des applications, dont le fameux Global Positioning System (GPS) [7]. Le métro sera le principal moyen de transport public dans les grandes villes, ce 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 à de nombreuses personnes de se déplacer sur une longue distance en peu de temps. Les trains seront en lévitation magnétique dans des tubes sans air, atteignant des vitesses de 240 milles/heure à 720 milles/heure, et relieront différents quartiers des métropoles, approvisionnant souvent les villes des régions métropolitaines. Des trains confortables à vitesse rapide seront courants et éviteront les embouteillages de véhicules à moteur sur les autoroutes. La plupart des lignes ferroviaires des principales capitales mondiales seront alimentées par des énergies renouvelables telles que le solaire photovoltaïque et l'hydrogène [1][7]. Le système sans conducteur, c'est-à-dire sans chauffeur, sera pleinement opérationnel [7]. Les métros, les trains et les bus seront pilotés à distance grâce à un logiciel, offrant ainsi plus de sécurité, de vitesse et de confort aux passagers, puisqu'il sera possible de contrôler la vitesse, l'intervalle entre eux et même l'heure d'ouverture des portes. Grâce au système sans conducteur, le métro pourra réduire les intervalles entre les trains et augmenter la capacité d'accueil des passagers. De plus, une synchronisation parfaite des trains évitera les arrêts brusques et contribuera à réduire la consommation d’énergie. Les trains seront propulsés à l’énergie solaire et à l’hydrogène avec l’abandon du diesel du réseau ferroviaire [7]. Les entreprises de transport et les fournisseurs utiliseront des ressources telles que l'intelligence artificielle, l'Internet des objets, la vitesse du réseau et le big data dans le but de permettre des systèmes de paiement plus efficaces et l'intégration de modalités afin que les métros et les bus puissent être plus largement utilisés par la population [ 7 ]. Les trains qui circulent à des vitesses supérieures à 200 kilomètres par heure peuvent être considérés comme à grande vitesse [4][9]. Le premier système ferroviaire à grande vitesse a été mis en service 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 trains pouvant atteindre plus de 400 km/h. Les continents asiatique et européen disposent des plus grands réseaux ferroviaires rapides qui transportent des passagers et des marchandises. En Corée du Sud, il existe au total 1 104,5 km de voies pour 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 s'étend sur 621 km de long, dont l'expansion amènera le pays à plus de 2 000 km de voies ferrées pour des services rapides avec des trains fonctionnant à des vitesses allant jusqu'à 250 km/h ou 300 km/h. L'Italie s'étend sur 1 467 km et les trains circulent à une vitesse maximale de 300 km/h. Au Royaume-Uni, le réseau ferroviaire à grande vitesse compte 1 527 km de voies et quatre lignes ferroviaires fonctionnant à une vitesse maximale de 200 km/h. En Suède, de nombreux trains circulent à 200 km/h avec un total de 1 706 km de voies pour des services rapides. Le Japon dispose de 2 764 km de services de trains rapides atteignant une vitesse maximale de 320 km/h. La France compte 2 647 km de voies ferrées et 670 km en construction. L'Allemagne dispose de 3 500 km de lignes, opérationnelles et en
  • 4. 4 construction, avec des trains atteignant des vitesses allant jusqu'à 300 km/h. L'Espagne dispose de 3 240 km de voies ferrées et de trains pouvant atteindre des vitesses allant jusqu'à 310 km/h. La Chine dispose de 35 000 km de lignes ferroviaires à grande vitesse. Sur les lignes ferroviaires, la maintenance préventive sera effectuée par des drones autonomes, des trains sans conducteur circuleront en toute sécurité à grande vitesse, le fret sera automatiquement envoyé à destination et une technologie intelligente sera conçue pour améliorer l'expérience des passagers et permettre des voyages sans billet. Il y aura l'amélioration et la diffusion des systèmes de pilotage automatique à bord des trains, ce qui optimisera encore les temps de trajet et mettra peut-être fin aux retards. Les robots intelligents construiront de nouvelles infrastructures ferroviaires et moderniseront les anciennes. Les progrès technologiques seront également essentiels pour améliorer l’expérience utilisateur, en fournissant des informations précises sur les itinéraires en temps réel et en permettant un accès ininterrompu au travail et aux divertissements lors de vos déplacements via les réseaux Internet sans fil 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 faibles émissions de gaz à effet de serre. Le système fonctionnera à des vitesses allant jusqu'à 150 km/h, étant capable de déplacer jusqu'à 180 conteneurs/heure individuellement et entièrement électriquement [5]. L'un des problèmes des systèmes de transport urbain est le manque de coordination entre les différents modes de transport. Les gens veulent savoir comment se rendre d'un point A à un point B le plus facilement possible, que ce soit à pied, à vélo, à moto, en métro, en bus, en train, Uber ou en taxi - ou une combinaison de tout ou partie de ces moyens. Dans le passé, nous ne disposions pas de suffisamment de données. Maintenant nous avons. Et nous pourrons à tout moment compter sur nos smartphones connectés pour nous aider à visualiser tout cela. L'application vous indiquerait le moyen le plus rapide d'atteindre votre destination en combinant tous les moyens de transport intégrés, qu'il s'agisse d'une voiture électrique, d'un métro, d'un bus ou d'un taxi. Il y aura une prolifération de véhicules électriques. Des véhicules volants partagés, entièrement électriques et progressivement autonomes, capables de décoller et d’atterrir verticalement, traverseront le ciel des villes. À cette fin, les sommets des bâtiments appartenant aux entreprises partenaires du transport aérien serviront de points de décollage, d'atterrissage et de ravitaillement [7]. Les gens utiliseront de plus en plus de scooters électriques partagés et/ou privés, entièrement durables, comme alternative au métro ou au bus [7]. 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 les transports urbains [3]. Les véhicules autonomes existent donc déjà et il ne s’agit pas d’un projet futuriste [8]. L'idée est de renforcer les transports publics. Ainsi, dans une ville intelligente, les gens peuvent se débarrasser de leurs voitures, qui constituent une menace pour la santé de la population en encombrant 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 comme véhicules autonomes. Des véhicules autonomes publics ou privés nous relieront de chez nous à un pôle de transport. Il existe déjà des bus sans conducteur dans le canton de Schaffhouse, en Suisse, qui circulent autour de la ville de Neuhausen am Rheinfall et prennent et déposent des passagers tout en travaillant dans la circulation [8]. Un employé peut prendre le contrôle du véhicule à partir d'une télécommande, en cas d'imprévu.
  • 5. 5 À l’avenir, les autoroutes ne seront pas aussi dangereuses qu’elles le sont aujourd’hui. Les véhicules n’auront pas de chauffeur et n’émettront pas de déchets polluants dans l’air. Les autoroutes seront contrôlées par des technologies sophistiquées qui communiqueront avec les voitures, extrairont l'énergie du Soleil, intégreront les infrastructures routières et les systèmes GPS [6]. Les autoroutes du futur sont déjà en train d’être conçues. Les autoroutes du futur seront dotées de panneaux solaires avancés qui généreront une énergie propre et renouvelable et rechargeront sans fil les voitures électriques en mouvement ou en stationnement. Les panneaux seront également dotés d'un éclairage LED et d'éléments chauffants pour faire fondre la neige partout où elle existe. Les voitures électriques devraient devenir courantes sur les routes du futur, car les progrès scientifiques amélioreront considérablement les performances des batteries et le potentiel d’augmentation du stockage de l’électricité. Les systèmes de navigation entièrement automatisés permettront également de peupler les routes de voitures sans conducteur, ce qui pourrait 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, grâce à la 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. Sur la base de ce qui précède, les progrès extraordinaires des technologies de transport terrestre qui se produiront à l’avenir contribueront au développement économique et social de l’humanité. Le transport par eau du futur Le transport par eau désigne l’utilisation des rivières (transport fluvial), des lacs (transport lacustre) et des mers et océans (transport maritime). L'utilisation des bateaux a été l'un des premiers moyens de transport inventés par l'homme et a joué un rôle crucial pour le développement de l'humanité. Depuis l’Antiquité, les bateaux sont utilisés comme moyen de transport. Au début, les pirogues étaient utilisées pour la pêche et les activités de transport sur de courtes distances. Les canoës sont considérés comme les premiers navires utilisés pour transporter des personnes et des marchandises. Au fil du temps, des voiliers ont été inventés, qui se déplaçaient grâce à la force du vent. Le développement des navires et la découverte de nouvelles techniques de navigation ont permis à l'être humain de traverser des rivières, des mers et des océans, de parcourir de longues distances pour le transport de passagers et de marchandises, en plus de les utiliser comme armes de guerre. Depuis les canoës en bois jusqu'aux grands navires d'aujourd'hui, tels que les paquebots modernes, de nombreux progrès ont été réalisés. Après les caravelles sont venus les premiers bateaux à vapeur qui apparus il y a environ 200 ans avec des bateaux utilisant des moteurs à vapeur pour déplacer de grands navires et qui ont fait naître le rêve de ne pas dépendre des vents. Les premiers bateaux à vapeur ont permis d'accélérer les voyages maritimes et de développer le commerce extérieur. De nos jours, les moteurs diesel sont utilisés sur les navires [9]. À quoi ressemblera le transport fluvial du futur [10][11][12][13]] ? Les navires du futur bénéficieront de technologies de plus en plus sophistiquées. Les navires intelligents deviendront partie intégrante de la réalité qui nous entoure. Il est également important de souligner les avancées majeures 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 de l'énergie propre et renouvelable, apportant plus de durabilité au secteur. On s'attend à ce que des navires propulsés par l'énergie solaire soient conçus, car nous constatons de grands progrès dans les études de cette technologie et son applicabilité
  • 6. 6 à grande échelle ou même dans l'utilisation civile de l'énergie nucléaire comme source de propulsion. 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 sur les voies de navigation. Installer des « voiles de rotor » pour l’un de vos pétroliers est un moyen de réduire les coûts de carburant et les émissions de carbone. La société finlandaise à l’origine de cette technologie, Norsepower, affirme qu’il s’agit du premier système de modernisation de l’énergie éolienne sur un pétrolier. Certaines applications idéales pour l'utilisation de l'énergie éolienne et solaire comprennent les bateaux de croisière, les catamarans touristiques, les bateaux de pêche, les navires de ravitaillement offshore, les navires de recherche, les pétroliers, les cargos, les navires de patrouille et les navires à passagers. L’industrie maritime étudie les innovations qui placeront inévitablement la navigation à un niveau plus durable. On s'attend à ce que dans les 10, 20 ou 30 prochaines années, des navires alimentés par l'énergie solaire apparaissent, car de grands progrès sont réalisés dans les études sur cette technologie et son applicabilité à grande échelle. Il y aura même une utilisation civile de l’énergie nucléaire comme source de propulsion et des ports intelligents [15]. De nouvelles technologies peuvent être ajoutées aux infrastructures portuaires, basées sur le concept de l'industrie 4.0 dans l'automatisation et la numérisation des ports grâce à la robotique, au big data, à l'internet des objets (IoT), à la blockchain et à l'intelligence artificielle. Les cargos utiliseront des batteries qui seront alimentées par l'énergie solaire et éolienne grâce à des accords avec des entreprises opérant à proximité des ports où les bateaux seront amarrés. Là, ils peuvent être rechargés et faire remplacer leurs batteries [16]. Les grands navires brûlent du pétrole lourd, un carburant à haute teneur en soufre qui produit une grande quantité d'oxyde de soufre et de composés d'oxyde d'azote. Les émissions de CO2 d'un grand navire équivaut à celles de plus de 83 000 automobiles. Comme il y a 100 000 navires, ils polluent l'équivalent de 830 millions de voitures. Les experts affirment que la grande révolution du futur dans l’industrie maritime sera la propulsion des navires au GNL (Gaz Naturel Liquéfié). L'utilisation du GNL apporte non seulement une réduction des coûts pour l'armateur, principalement liés à la maintenance, mais surtout des gains environnementaux. Par rapport aux moteurs traditionnels, cela représente une réduction de 99 % des émissions de dioxyde de soufre, de 85 % de dioxyde d'azote et de 20 % de dioxyde de carbone. Les progrès réalisés dans le remplacement du pétrole lourd par le GNL dans la propulsion des navires permettront d'atteindre l'objectif de l'Organisation maritime internationale (OMI) de réduction de 40 % des émissions de gaz à effet de serre d'ici 2050 [15]. La compagnie maritime mondiale Maersk prévoit d'installer des « voiles de rotor » pour ses pétroliers afin de réduire les coûts de carburant et les émissions de carbone. La société à l'origine de cette technologie, la société finlandaise Norsepower, affirme qu'il s'agit du premier système de modernisation de l'énergie éolienne sur un pétrolier [19]. Il convient de souligner les grands progrès réalisés dans l’applicabilité de l’énergie éolienne à la propulsion des navires. L'énergie éolienne, avec l'installation de voiles de rotor, génère une énergie propre et renouvelable comme source auxiliaire de propulsion, apportant ainsi plus de durabilité au secteur naval dans un avenir proche. De grands progrès dans la réduction de la consommation de carburant sont également réalisés grâce à des systèmes de récupération de chaleur plus efficaces, des types de peinture et même de profonds changements dans la conception des coques des navires, tous générant moins d'émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Les navires seront équipés de sonars
  • 7. 7 sophistiqués pour éviter les collisions avec les icebergs ou de méthodes permettant une meilleure utilisation de l'énergie. Des navires comme ceux-ci feront un meilleur usage des courants marins et pourraient même éviter d’autres dommages à l’écosystème [14]. Outre les voitures autonomes, le tour des navires autonomes pourrait venir. Un nouveau porte-conteneurs électrique sans équipage est en cours de construction en Norvège par deux sociétés. Le cargo électrique, destiné au transport maritime à courte distance, aura dans un premier temps un équipage toujours présent, mais, en 2022, le navire est passé en fonctionnement autonome (après les autorisations nécessaires). Ce navire baptisé « Tesla des mers » sera dirigé depuis un centre de contrôle embarqué lors des premiers voyages. Il sera ensuite contrôlé de manière autonome via GPS [10]. Les collisions possibles seront évitées grâce à une combinaison de capteurs [17]. Le premier cargo entièrement électrique et autonome a été construit en Norvège en 2021. Le Yara Birkeland voyagera de Herøya à Brevik avec seulement trois centres de contrôle à distance supervisant le voyage. Yara a développé le concept pour la première fois en 2017 et prévoyait de mettre les voiles en 2020, mais la pandémie de COVID-19 a retardé le voyage. Ce n’est pas le premier navire sans équipage à s’aventurer, mais c’est le premier modèle entièrement électrique. C'est un navire avec une vitesse maximale de 13 nœuds grâce à ses deux systèmes de propulsion de 900 kW et il est important de dire que sa batterie géante de 7 MWh mettra un certain temps à se charger. Cependant, Yara en vaudra la peine pour les gains environnementaux [18]. L'une des technologies les plus durables à l'étude concerne les cargos sans citernes de ballast, qui visent à assurer la stabilité du navire en évitant le rejet de ballast d'eau salée, qui, une fois vidé, peut avoir de graves impacts environnementaux en raison de l'insertion de micro-organismes non indigènes, tels que, par exemple, les épidémies de choléra et la propagation de la moule dorée, qui provoque de graves problèmes d'encrassement des cuves, des canalisations et même des centrales hydroélectriques. Les réglementations relatives à l'évacuation de ces eaux sont devenues de plus en plus restrictives et, à une époque de changement, les navires qui utilisent des ballasts seront pénalisés. Il convient de noter que les navires utilisent actuellement de l'eau dans les ballasts pour maintenir la stabilité, la sécurité et l'efficacité opérationnelle, en particulier lorsque le navire n'est pas chargé. Le changement des cargos sans ballasts consiste à remplacer les ballasts par des « tubes longitudinaux » structurels, avec admission à la proue et déchargement à la poupe, qui créent un débit constant d'eau salée locale et favorisent la pression nécessaire pour générer la stabilité du navire. L'éventuelle mise en œuvre d'une telle technologie dans la construction navale pourrait avoir des impacts positifs sur l'environnement et sur les coûts d'exploitation du navire, puisqu'une série de mesures et d'équipements actuellement utilisés pour atténuer les risques de déversement de micro-organismes dans les navires ne seront pas nécessaires. [15]. Le transport aérien du futur Le principal avantage du transport aérien est son agilité à réaliser des déplacements longue distance dans un laps de temps court. Le transport aérien a un haut niveau de sécurité, offre moins de risques de dommages aux marchandises transportées car la manutention est moindre que dans les autres modes, cependant, il génère un impact environnemental important, notamment une pollution atmosphérique et sonore. Le transport aérien est le deuxième moyen de transport le plus sûr au monde après l’ascenseur d’un immeuble. À quoi ressemblera le transport aérien du futur ? 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 [20][21][22]. Il
  • 8. 8 existe des avions supersoniques, électriques, autonomes et même des avions ressemblant à des drones géants pour transporter des passagers dans les centres urbains [24]. La recherche de moyens plus efficaces de voler et de transporter des passagers dans le ciel, en émettant moins de gaz polluants (voire en les éliminant) constitue le plus 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 actuellement, ce sont des avions électriques d’une capacité d’un peu plus de 10 passagers et d’une autonomie d’environ 300 km. Une autre option évaluée dans ce domaine est la propulsion hybride, combinant motorisations conventionnelles et électriques. Les avions électriques ne devraient pas évoluer si rapidement qu’ils supplantent les avions à réaction à court ou moyen terme. Il existe déjà, par exemple, des avions électriques utilisés dans les écoles de pilotage et les compagnies aériennes de la 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, assez lourdes et peu efficaces, comparées à la puissance élevée des moteurs à réaction et des turbopropulseurs. Une autre source d’électricité étudiée pour les avions sont les générateurs alimentés à l’hydrogène, une technologie qui doit encore mûrir pour devenir véritablement viable. Il y aura une invasion des eVTOL (acronyme en anglais de Electric Vertical Takeoff and Landing 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 [20]. Boom a la proposition qui se rapproche le plus de ce qu’était l’avion supersonique Concorde. Il s'agit d'un avion supersonique capable d'atteindre Mach 2,2 (2 355 km/h) et d'emporter 55 passagers sur des vols allant jusqu'à 8 000 km. Un prototype réduit de l'avion 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 « sonic boom », le bang sonique inconfortable généré par le passage d'un avion à vitesse supersonique. Ce sera la fin des avions quadrimoteurs qui, dans un passé pas si lointain, étaient synonymes de sécurité et de grande capacité. Aujourd’hui, ces machines éternelles que sont les 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 quadrimoteurs sont de nouveaux gros-porteurs bimoteurs de pointe comme l'Airbus A350 et le Boeing 787. Boeing travaille sur le nouveau 777X, le plus gros avion bimoteur jamais conçu. Des avions plus petits, auparavant réservés aux vols intérieurs, pourront effectuer des voyages internationaux entre les continents. Des chercheurs de l’Université technique de Delft, aux Pays-Bas, ont réussi à faire voler pour la première fois un prototype du nouvel avion commercial Flying-V, considéré comme un nouvel avion susceptible de changer l’aviation à l’avenir [21]. Avec une forme en V assez différente des avions commerciaux traditionnels, le Flying-V a une conception conçue pour avoir une consommation de carburant plus efficace. La principale différence est que la cabine passagers, le compartiment à bagages et les réservoirs de carburant sont situés sur les ailes de l'avion. Les turbines, quant à elles, sont situées au-dessus des ailes, dans une partie plus centrale de l'avion que d'habitude et proche du centre de gravité. Des modèles informatiques estiment que les changements de format permettent de réduire la consommation de carburant de 20 % à celle des avions les plus avancés du marché.
  • 9. 9 L'avionneur Airbus est également partenaire du projet. Il faudra peut-être encore des années, voire des décennies, avant qu'un avion de grande taille ne soit achevé, mais les tests du premier prototype ont constitué une étape importante dans le développement du nouvel avion. Le projet prévoit un avion d'une capacité de 314 passagers. Airbus présente des modèles d'avions propulsés à l'hydrogène afin d'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 au 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 [22]. Deux des avions suivent une conception similaire à celle des avions à moteur à combustion, mais l'une des conceptions est plus révolutionnaire et montre ce que pourrait être l'avion du futur. Il s’agit d’un modèle en forme de « V », avec des ailes intégrées au 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 [25]. Depuis le début des années 1990, l'aviation commerciale a commencé à développer des technologies qui rendaient l'avion de plus en plus automatisé, réduisant ainsi progressivement l'importance du pilote dans le fonctionnement de l'avion, dans le but de réduire les accidents aériens causés par l'erreur humaine. Les constructeurs d’avions commerciaux continuent de rechercher des moyens d’améliorer les avions, de les rendre plus sûrs, plus efficaces et plus silencieux. Dans le même temps, les pilotes, les contrôleurs de l’espace aérien et les mécaniciens sont de mieux en mieux formés, et les avions sont de plus en plus inspectés pour éviter les accidents causés par une erreur humaine ou mécanique. Malgré les problèmes croissants auxquels est actuellement confrontée l’aviation en général, on estime que le 21e siècle sera celui de grands progrès pour l’aviation. On estime qu'à l'avenir, l'utilisation de pilotes sera réduite, remplacée par le contrôle à distance avec l'utilisation d'ordinateurs [23]. La recherche de moyens plus efficaces de voler et de transporter des passagers dans le ciel, en émettant moins de gaz polluants (voire en les éliminant) constitue le plus grand défi de l'industrie aéronautique pour les années à venir. Ce changement nécessitera une reformulation technologique des avions et des habitudes des passagers. Les compagnies aériennes Finnair, de Finlande, et Widerøe, de Norvège, ont récemment annoncé leur intention d'introduire des avions de passagers électriques dans leurs flottes d'ici 2026. Au Canada, où l'utilisation de petits avions commerciaux est également bien adoptée, Harbour Air teste des hydravions équipés de propulseurs électriques. Les progrès de la technologie des moteurs et les nouvelles solutions aérodynamiques ont contribué à réduire considérablement la consommation de carburant des avions commerciaux, ouvrant la possibilité d’itinéraires de plus en plus longs. Profitant de cette évolution, des avions plus petits, auparavant réservés aux vols intérieurs, se sont lancés dans les voyages internationaux entre les continents. Les jets de la série 737 MAX de Boeing ont de bons chiffres d'autonomie. L'utilisation d'avions plus petits et moins chers par rapport aux gros-porteurs ouvre une nouvelle niche sur le marché des voyages internationaux en proposant des billets moins chers [27]. Une autre grande invention en cours est l’avion hybride, conçu pour décoller et atterrir verticalement grâce à des rotors inclinables. Ce type d’avion connaît une croissance rapide à mesure que les concepteurs et les startups réalisent qu’il s’agit de l’avenir de l’avion. VoltAero, une startup française de l'aviation, développe un avion hybride qui pourrait devenir une « Tesla » du ciel, popularisant la technologie et la rendant accessible au plus grand nombre. L'avion a été conçu pour avoir une autonomie de vol allant jusqu'à 3,5 heures, avec une portée de 1 287 km, volant jusqu'à 8 fois par jour avec une durée de vol totale de 10 heures. Construit en matériaux composites, l'avion sera proposé en trois
  • 10. 10 versions : le Cassio 330, avec quatre sièges et un système de propulsion hybride d'une puissance de 330 kW, le Cassio 480, avec six sièges et une propulsion hybride de 480 kW. Le troisième modèle est le Cassio 600, doté de 10 sièges et d'une propulsion hybride de 600 kW. Sa vitesse de croisière est estimée à 370 km/h, et en mode tout électrique l'autonomie est de 200 km [27]. L'avion hybride utilisera deux moteurs d'une puissance continue de 45 kW. Un troisième moteur alimenté au biocarburant et modifié avec l'aide de l'équipe Formula E Solution F, déplace l'hélice arrière et recharge les batteries des moteurs électriques. Le système de propulsion hybride électrique est fiable. Le projet E- Fan a été le premier avion entièrement électrique doté de deux moteurs à traverser la Manche en 2015. Il a également travaillé pendant 10 ans sur le développement de piles à combustible chez General Motors. VoltAero aurait dû commencer les livraisons de son nouvel avion fin 2022, initialement dans la configuration quatre places Cassio 330 [28]. Le transport spatial du futur Le transport spatial revêt une grande importance pour l’humanité étant donné la nécessité de promouvoir les voyages intergalactiques des êtres humains jusqu’aux confins de l’Univers et même vers des univers parallèles. Cette action est nécessaire en raison de la nécessité pour les êtres humains de quitter la planète Terre et de coloniser d'autres mondes du système solaire ou en dehors de celui-ci, et même d'accéder à des univers parallèles, pour éviter leur extinction avec l'apparition d'éventuels événements catastrophiques tels que l'éruption de volcans qui pourrait conduire à l'extinction de la vie sur Terre comme cela s'est déjà produit dans le passé, au refroidissement du noyau terrestre avec la compromission du champ magnétique terrestre qui nous protège des menaces venues de l'espace, à la collision avec la planète Terre d'astéroïdes, de comètes, planètes du système solaire et planètes orphelines, la Terre étant frappée par l'émission de rayons gamma des étoiles supernovae qui pourraient conduire à l'extinction de la vie sur Terre comme cela s'est déjà produit dans le passé, la séparation continue de la Lune de la Terre et de ses conséquences catastrophiques sur le climat de la planète, mort du Soleil, collision entre les galaxies d'Andromède et de la Voie lactée et fin de l'Univers. Le plus grand défi humain est la production de fusées capables d’atteindre des vitesses proches de la vitesse de la lumière (300 000 km/s). Avec ce niveau de vitesse, il serait possible d'atteindre la Lune en 1,3 s, le Soleil en 8min20s, Pluton en 5h21s et il faudrait 100 mille ans pour parcourir d'un bout à l'autre notre galaxie, la Voie Lactée, 163 mille ans pour atteindre la galaxie la plus proche et 93 milliards d'années pour traverser l'Univers visible. Pour cela, nous aurions donc besoin d’un vaisseau spatial qui se déplacerait à une vitesse absurdement élevée pour que l’humanité atteigne les confins de l’Univers avec une vitesse proche de la vitesse de la lumière. Pour atteindre l'orbite terrestre à une distance de 100 km au-dessus du niveau de la mer, les fusées actuelles nécessitent des tonnes de carburant et d'oxydants pour assurer une propulsion adéquate afin d'atteindre environ 40 320 km/h pour échapper à la gravité terrestre. Ce grand volume de carburant nécessite également beaucoup d'espace sur le vaisseau spatial [28]. La fusée spatiale actuellement utilisée est un engin qui se déplace en expulsant derrière lui un flux de gaz à grande vitesse. Son objectif est d'envoyer des objets (notamment des satellites artificiels, des sondes spatiales et des rovers) et/ou des engins spatiaux et des hommes dans l'espace à des vitesses supérieures à 40 320 km/h pour vaincre l'attraction gravitationnelle de la Terre et atteindre des altitudes supérieures à 100 km au-dessus du niveau de la mer. Une fusée se compose d’une structure, d’un moteur de propulsion à réaction et d’une charge utile. La structure sert à abriter les réservoirs de carburant et de comburant (comburant) ainsi que la charge utile (équipage, passagers et équipements). Ces fusées doivent également transporter un comburant pour
  • 11. 11 réagir avec le carburant. Ce mélange de gaz surchauffés est ensuite détendu dans un tube divergent, le Tube de Laval, également connu sous le nom de Bell Tube, pour diriger le gaz en expansion vers l'arrière, et ainsi propulser la fusée vers l'avant [32]. Dans les conditions actuelles, pour 2 kilogrammes de personnes, d’objets ou de charge utile, il faut 130 kilogrammes de fusée, ce qui limite le nombre d’astronautes et de matériel envoyés sur chaque vol et augmente de façon exponentielle le coût des missions. La plupart des fusées actuelles transportent une charge utile représentant 1,5 % de leur taille totale. Par charge utile, nous entendons les personnes et les objets [33]. À quoi ressemblera le futur transport spatial ? Un nouveau moteur développé par deux ingénieurs nord-américains présente 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 [29]. Le Fernis aspire passivement l'air d'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 la quantité d’oxydants transportés par une fusée jusqu’à 20 %. En théorie, cela signifie que les fusées équipées de cette technologie pourraient être plus compactes ou allouer plus d’espace dans le compartiment aux charges utiles telles que les personnes et les équipements. L'Agence spatiale européenne (ESA) a décidé d'investir dans une technologie dont on rêvait depuis le début de l'exploration spatiale, à savoir disposer d'un vaisseau spatial vaisseau spatial capable de décoller d'un aéroport, comme un avion ordinaire, devenant une fusée traditionnelle une fois qu'il dépasse les limites de l'atmosphère la plus dense et entre en orbite et revient au sol sur la même piste d'où il a décollé [30]. La société Reaction Engines, chargée de développer les premières pièces du moteur révolutionnaire qui équipera ce vaisseau spatial du futur, affirme qu'il s'agit d'un vaisseau spatial réutilisable, capable de décoller d'un aéroport conventionnel, de placer en orbite une charge utile de 20 tonnes et retour au sol sur la même piste d'où il a décollé. Cette technologie pourrait devenir une réalité dans moins d’une décennie. Une autre alternative consiste à utiliser des avions à réaction pour transporter des fusées conventionnelles sur plusieurs kilomètres dans l'atmosphère, puis à larguer les véhicules, qui achèvent par eux-mêmes la dernière étape du voyage dans l'espace [28]. Conçu par la NASA, l'avion X-43 est équipé d'un moteur-fusée pour fournir la poussée initiale du véhicule. Un moteur révolutionnaire qui peut faire progresser la technologie astronautique est le moteur Scramjet, capable d'atteindre des vitesses hypersoniques jusqu'à 15 fois la vitesse du son. La NASA a testé avec succès un moteur de ce type en 2004. Une autre idée serait de construire une fusée en forme de voile qui serait accélérée par le vent solaire, lui permettant d'atteindre une plus grande vitesse et de parcourir de plus grandes distances. Le vaisseau spatial concept a été nommé Skylon, et le moteur hybride qui l'équipera s'appelle Sabre, qui est un moteur hybride sans précédent capable de « respirer » de l'air lorsqu'il est dans l'atmosphère, comme un moteur à réaction, devenant une fusée lorsqu'il atteint l'espace [34] [35] [36]. Une autre possibilité de progrès dans la technologie des moteurs-fusées est l'utilisation de la propulsion nucléaire, dans laquelle un réacteur nucléaire chauffe un gaz, produisant un jet utilisé pour produire une poussée [34] [35] [36]. Il existe d'autres types de moteurs de fusée, tels que les moteurs nucléaires thermiques, qui surchauffent un gaz à des températures élevées, en utilisant la chaleur générée par les réactions nucléaires, notamment par le processus de fission nucléaire, où le combustible nucléaire est bombardé de neutrons, conduisant à la fission. du noyau des atomes. Ce gaz est ensuite détendu dans le tube de Laval, comme dans les fusées
  • 12. 12 chimiques. Ce type de fusée a été développé et testé aux États-Unis dans les années 1960, mais n’a jamais été utilisé. Les gaz expulsés par ce type de fusée peuvent être radioactifs, ce qui rend déconseillé leur utilisation à l'intérieur de l'atmosphère terrestre, mais ils peuvent être utilisés à l'extérieur de celle-ci. Ce type de fusée a l’avantage de permettre des rendements bien supérieurs à ceux des fusées chimiques classiques, car ils permettent d’accélérer les gaz d’échappement à des vitesses beaucoup plus élevées. Actuellement, c'est la Russie qui se démarque dans le développement de moteurs nucléaires thermiques [34] [35] [36]. Le plus grand défi scientifique et technologique de l'humanité est représenté par la nécessité d'entreprendre des voyages spatiaux et interstellaires. Pour cela, nous aurions besoin d’un vaisseau spatial qui se déplace à une vitesse absurdement élevée – quelque chose de proche de la vitesse de la lumière (300 000 km/s). En plus de ne pas disposer d'une technologie de fusée qui développe des vitesses proches de celle de la lumière, le voyage interstellaire serait irréalisable pour les êtres humains même si nous avions ces fusées car avec des vitesses proches de celle de la lumière il y aurait des conséquences négatives sur la vie de l'équipage et des passagers. et pour les gens eux-mêmes. Pour que l'être humain puisse réaliser des missions spatiales de longue distance, il est nécessaire de trouver des formes plus avancées de propulsion de fusées pour atteindre des distances de centaines ou de milliers d'années-lumière, étant donné que, selon les scientifiques, les fusées chimiques actuelles sont limitées par la vitesse maximale de gaz d'échappement. D'autres alternatives proposées par les scientifiques consisteraient à utiliser la propulsion nucléaire thermique, un moteur solaire/ionique comme nouvelle forme de propulsion de fusée, ainsi que la création d'un réacteur à fusion dans lequel une fusée extrairait l'hydrogène de l'espace interstellaire et le liquéfierait. La NASA souhaite tester des fusées à propulsion nucléaire d'ici 2027. La technologie avancée de propulsion nucléaire thermique permettra au vaisseau spatial d'être plus rapide, d'avoir des temps de trajet plus courts et permettra également une livraison de fret plus agile vers une nouvelle base lunaire et des missions robotiques encore plus loin. Grâce à cette technologie, les astronautes pourront voyager vers et depuis l’espace lointain plus rapidement que jamais. La nouvelle propulsion a le potentiel de permettre des missions habitées vers Mars. Selon la NASA, une fusée thermique à propulsion nucléaire peut être trois à quatre fois plus efficace que les fusées conventionnelles et réduire le temps de trajet jusqu'à la planète rouge, soit de 8 mois à 2 mois [33]. Le moteur ionique a emmené un navire aux confins du système solaire. La sonde est la première mission d'exploration spatiale à utiliser un moteur ionique au lieu de propulseurs conventionnels, alimentés par des réactions chimiques. Le système de propulsion ionique sera adopté dans la prochaine génération de vaisseaux spatiaux de la NASA. Le propulseur utilise l'énergie électrique pour créer des particules de carburant chargées magnétiquement, généralement sous forme de gaz xénon, accélérant ces particules à des vitesses très élevées. Qu’il s’agisse de l’énergie du Soleil ou de l’atome, elle serait utilisée pour ioniser (ou charger positivement) un gaz inerte comme le xénon ou le krypton. Les ions accélérés seraient expulsés du propulseur, propulsant le navire vers l’avant. Si au début le vaisseau spatial avançait lentement, avec le temps l'accélération serait progressive et inexorable, atteignant une vitesse proche de celle de la lumière, permettant à un être humain d'atteindre des étoiles proches, comme Alpha Centauri, à 4,3 années-lumière [33] . La propulsion Bussard est une autre méthode de propulsion pour les engins spatiaux qui pourrait accélérer jusqu'à une vitesse proche de la vitesse de la lumière et constituerait un type d'engin spatial très efficace. La source de combustible la plus évidente proposée par Bussard est la fusion de l’hydrogène, car l’hydrogène est considéré comme le composant
  • 13. 13 le plus courant du gaz interstellaire. Un champ électromagnétique pourrait attirer les ions positifs du milieu interstellaire et les forcer à pénétrer dans le statoréacteur. Un voyage spatial ultra-rapide proche de la vitesse de la lumière serait cependant mortel pour l'homme, selon une publication d'Edelstein et Edelstein dans Natural Science qui rapporte que l'hydrogène présent dans tout avion capable de voyager à la vitesse de la lumière l'empêcherait également de faire le voyage à cette vitesse car, à mesure que la vitesse du navire se rapprochait de celle de la lumière, l'hydrogène H interstellaire se transformerait en un rayonnement intense qui tuerait rapidement les passagers et détruirait les instruments électroniques. De plus, la perte d'énergie due aux rayonnements ionisants traversant l'extérieur du navire représenterait une augmentation croissante de la chaleur qui nécessiterait d'importantes réserves d'énergie pour refroidir le navire. Même s’il était possible de créer un vaisseau capable de se déplacer à des vitesses proches de celle de la lumière, il ne serait pas capable de transporter des personnes. Il existe une limite de vitesse naturelle imposée par des niveaux sûrs de rayonnement dû à l'hydrogène, ce qui signifie que les humains ne peuvent pas voyager à plus de la moitié de la vitesse de la lumière, à moins qu'ils ne souhaitent une mort rapide et immédiate [33]. La théorie de la relativité générale impose de sévères restrictions aux voyages interstellaires. L’une d’elles est la plus évidente : rien ne peut être accéléré à des vitesses supérieures à celle de la lumière, qui est d’environ 300 000 km/s. Même si nous pouvions voyager à cette vitesse, il nous faudrait encore beaucoup de temps pour atteindre d’autres étoiles et leurs systèmes planétaires respectifs. La théorie de la relativité générale a ouvert de nouveaux domaines scientifiques et a permis à des idées telles que la création d'un moteur de distorsion de voyager vers n'importe quel coin de l'Univers. Le concept d’espace de distorsion n’est pas nouveau. Il s’agit d’un type de moteur qui permet au vaisseau spatial de se déplacer à des vitesses supérieures à la vitesse de la lumière. Il s’agit d’une technologie qui permettrait de créer une « bulle » dans l’espace-temps. Cette bulle pourrait créer une sorte de pont entre deux points de l’espace. Les voyages vers des destinations situées à des années-lumière de la Terre resteront toujours hors de notre portée, mais la technologie de distorsion spatiale, si elle existe un jour, pourrait être la solution aux voyages interstellaires [31]. LES RÉFÉRENCES 1. ALVES, A. (2018). Trens movidos a hidrogênio podem ser o futuro do transporte ferroviário. Disponible sur le site Web <https://exame.com/ciencia/trens-movidos-a- hidrogenio-podem-ser-o-futuro-do-transporte-ferroviario/>. 01/11/2018. 2. BALDWIN, E. (2019). O futuro dos transportes: novas tecnologias que estão transformando o modo como nos deslocamos. Disponible sur le site Web <https://www.archdaily.com.br/br/926580/o-futuro-do-transporte-urbano-como-as- novas-tecnologias-estao-transformando-o-modo-como-nos-relacionamos-com-o- espaco>. 21/10/2019. 3. EXAME. (2015). Como será o transporte no futuro. Disponible sur le site Web <https://exame.com/tecnologia/como-sera-o-transporte-no-futuro/>. 27/07/2015. 4. LOBO, R. (2020). As 10 maiores redes de trens de alta velocidade do mundo. Disponible sur le site Web <https://viatrolebus.com.br/2020/09/as-10-maiores-redes- de-trens-de-alta-velocidade-do-mundo/>. 6/09/2020. 5. MOBILIZE BRASIL. (2021). Como serão as ferrovias do futuro? Disponible sur le site Web <https://www.mobilize.org.br/noticias/12799/como-serao-as-ferrovias- do-futuro.html>. 6. QUAL IMOVEL. (2022). Rodovias do Futuro. Disponible sur le site Web <http://www.revistaqualimovel.com.br/noticias/rodovias-do-futuro>.
  • 14. 14 7. TEIXEIRA, C. (2019). Transporte em 2030: a mobilidade sob a força das tecnologias. Disponible sur le site Web <https://radardofuturo.com.br/transporte-em- 2030-a-mobilidade-sob-a-forca-das-tecnologias/>. 04/09/2019. 8. WAL, M. (2019). Como será o transporte do futuro? Disponible sur le site Web <https://www.bbc.com/portuguese/geral-47332225>. 5/03/2019. 9. ALCOFORADO, Fernando. A escalada da ciência e da tecnologia ao longo da história e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade. Curitiba: Editora CRV, 2022. 10. WALL. Matthew. Como será o transporte do futuro? Disponible sur le site Web <https://www.bbc.com/portuguese/geral-47332225>. 05/03/2019. 11. BALDWIN, Eric. O futuro dos transportes: novas tecnologias que estão transformando o modo como nos deslocamos. Disponible sur le site Web <https://www.archdaily.com.br/br/926580/o-futuro-do-transporte-urbano-como-as- novas-tecnologias-estao-transformando-o-modo-como-nos-relacionamos-com-o- espaco>. 21/10/2019. 12. EXAME. Como será o transporte no futuro. Disponible sur le site Web <https://exame.com/tecnologia/como-sera-o-transporte-no-futuro/>. 27/07/2015. 13. TEIXEIRA, Carlos. Transporte em 2030: a mobilidade sob a força das tecnologias. Disponible sur le site Web <https://radardofuturo.com.br/transporte-em- 2030-a-mobilidade-sob-a-forca-das-tecnologias/>. 04/09/2019. 14. RADFAHRER, Luli. Navios do futuro se beneficiarão de tecnologias cada vez mais sofisticadas. Disponible sur le site Web <https://jornal.usp.br/radio- usp/navios-do-futuro-se-beneficiarao-de-tecnologias-cada-vez-mais-sofisticadas/>, 2019. 15. PORTOSENAVIOS. Green shipping: o futuro da navegação. Disponible sur le site Web <https://www.portosenavios.com.br/artigos/artigos-de-opiniao/green-shipping- o-futuro-da-navegacao>. 16. DIÁRIO DO PORTO. Navegação 4.0 é o futuro da marinha comercial. Disponible sur le site Web <https://diariodoporto.com.br/navegacao-4-0-e-o-futuro-da-marinha- comercial/#:~:text=Depois%20dos%20carros%2C%20chegou%20a,futuro%20da% 20Marinha%20Mercante%20mundial&text=Compartilhe%20essa%20not%C3%AD cia%3A,Janeiro%20(CTN%2DRJ)>, 2021. 17. MESQUITA, João Lara. Navios movidos a novas tecnologias, conheça algumas. Disponible sur le site Web <https://marsemfim.com.br/navios-movidos-a-novas- tecnologias-conheca-algumas/>, 2021. 18. PEREIRA, Adilson. Primeiro navio de carga elétrico sem tripulação começa sua viagem inaugural este ano. Disponible sur le site Web <https://www.maistecnologia.com/primeiro-navio-de-carga-eletrico-sem-tripulacao- comeca-sua-viagem-inaugural-este-ano/>, 2021. 19. MESQUITA, João Lara. Navios, carros e aviões. Quem polui mais? Disponible sur le site Web <https://marsemfim.com.br/poluicao-navios-carros-e- avioes/#:~:text=Polui%C3%A7%C3%A3o%3A%20a%20emiss%C3%A3o%20de% 20CO2,como%20376%20milh%C3%B5es%20de%20carros!>. 20. VINHOLES, Thiago (2021). Aviões supersônicos e carros voadores: como será futuro da aviação comercial. Disponible sur le site Web <https://www.cnnbrasil.com.br/business/avioes-supersonicos-e-carros-voadores- como-sera-futuro-da-aviacao-comercial/>. 21. SERRANO, Filipe (2020). Avião "dofuturo" tem sucesso em primeiro voo de teste; veja vídeo. Disponible sur le site Web <https://exame.com/inovacao/aviao-do-futuro-tem- sucesso-em-primeiro-voo-de-teste/>.
  • 15. 15 22. VIRI, Natalia (2020). O avião do futuro: Airbus apresenta designs para aeronaves movidas a hidrogênio. Disponible sur le site Web <https://www.capitalreset.com/o- aviao-do-futuro-airbus-apresenta-designs-para-aeronaves-movidas-a-hidrogenio/>. 21 de setembro de 2020. 23. WIKIPEDIA (2022). História da aviação. Disponible sur le site Web <https://pt.wikipedia.org/wiki/Hist%C3%B3ria_da_avia%C3%A7%C3%A3o>. 24. CASAGRANDE, Vinícius (2020). Estudos para futuro incluem aviões autônomos, supersônicos e elétricos. Disponible sur le site Web <https://economia.uol.com.br/todos-a-bordo/2020/08/22/futuro-dos-avioes- supersonico-autonomo-eletrico.htm>. 22/08/2020. 25. VIRI, Natalia (2020). O avião do futuro: Airbus apresenta designs para aeronaves movidas a hidrogênio. Disponible sur le site Web <https://www.capitalreset.com/o- aviao-do-futuro-airbus-apresenta-designs-para-aeronaves-movidas-a-hidrogenio/>. 21 de setembro de 2020. 26. VINHOLES, Thiago (2021). Aviões supersônicos e carros voadores: como será o futuro da aviação comercial. Disponible sur le site Web <https://www.cnnbrasil.com.br/business/avioes-supersonicos-e-carros-voadores- como-sera-futuro-da-aviacao-comercial/>. 27. RIGUES, Rafael (2020). 0Aeronave híbrida quer se tornar o ‘Tesla’ dos céus. Disponible sur le site Web <https://olhardigital.com.br/2020/05/08/noticias/aeronave-hibrida-quer-se-tornar-o- tesla-dos-ceus/>. 28. HELERBROCK, Rafael (2021). Como funciona o lançamento de um foguete. Disponible sur le site Web <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/como-funciona-o- lancamento-de-um-foguete.htm>. 10 de novembro de 2021. 29. OLHAR DIGITAL (2020). Motores de foguetes do futuro podem funcionar como propulsores a jato. Disponible sur le site Web <https://olhardigital.com.br/2020/06/29/ciencia-e-espaco/no-futuro-motores-de- foguete-podem-funcionar-como-propulsores-a-jato/>. 30. INOVAÇÃO TECNOLÓGICA (2009). Agência Espacial Europeia começa a construir a espaçonave do futuro. Disponible sur le site Web <https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=agencia- espacial-europeia-comeca-a-construir-a-espaconave-do- futuro&id=010130090401#.YY0m4WDMLcc>. 01/04/2009. 31. ALCOFORADO, Fernando (2021). Os cinco grandes desafios humanos para realizarem viagens espaciais e interestelares. Disponible sur le site Web <https://www.academia.edu/53287851/OS_CINCO_GRANDES_DESAFIOS_HU MANOS_PARA_REALIZAREM_VIAGENS_ESPACIAIS_E_INTERESTELARE S>. 32. ALCOFORADO, Fernando (2022). A escalada da ciência e da tecnologia ao longo da história e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade. Curitiba: Editora CRV, 2022. 33. ALCOFORADO, Fernando (2023). Rumo à colonização humana de outros mundos. Disponible sur le site Web <https://www.academia.edu/101560183/RUMO_%C3%80_COLONIZA%C3%87% C3%83O_HUMANA_DE_OUTROS_MUNDOS>. 34. ALCOFORADO, Fernando (2022). A escalada da ciência e da tecnologia ao longo da história e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade. Curitiba: Editora CRV, 2022.
  • 16. 16 35. ALCOFORADO, Fernando (2023). How to protect human beings from threats to their existence and avoid the extinction of humanity. Chișinău: Generis Publishing, 2023. 36. ALCOFORADO, Fernando (2021). A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência. São Paulo: Editora Dialética, 2021. * Fernando Alcoforado, 84, a reçoit la Médaille du Mérite en Ingénierie du Système CONFEA / CREA, membre de l'Académie de l'Education de Bahia, de la SBPC - Société Brésilienne pour le Progrès des Sciences et l'IPB - Institut Polytechnique de Bahia, ingénieur de l'École Polytechnique UFBA et docteur en Planification du Territoire et Développement Régional de l'Université de Barcelone, professeur d'Université (Ingénierie, Économie et Administration) et consultant dans les domaines de la planification stratégique, de la planification d'entreprise, planification du territoire et urbanisme, systèmes énergétiques, a été Conseiller du Vice-Président Ingénierie et Technologie chez LIGHT S.A. Entreprise de distribution d'énergie électrique de Rio de Janeiro, coordinatrice de la planification stratégique du CEPED - Centre de recherche et de développement de Bahia, sous-secrétaire à l'énergie de l'État de Bahia, secrétaire à la planification de Salvador, 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), A humanidade ameaçada e as estratégias para sua sobrevivência (Editora Dialética, São Paulo, 2021), A escalada da ciência e da tecnologia e sua contribuição ao progresso e à sobrevivência da humanidade (Editora CRV, Curitiba, 2022), est l'auteur d'un chapitre du livre Flood Handbook (CRC Press, Boca Raton, Floride, États-Unis, 2022), How to protect human beings from threats to their existence and avoid the extinction of humanity (Generis Publishing, Europe, Republic of Moldova, Chișinău, 2023) et A revolução da educação necessária ao Brasil na era contemporânea (Editora CRV, Curitiba, 2023).