Pour les articles homonymes, voir Lévitation.

Un aimant cubique lévite au-dessus d'un supraconducteur par effet Meissner

La lévitation est le fait, pour un être ou un objet, de se déplacer ou de rester en suspension au-dessus du sol, sous l'effet d'une force qui compense la gravitation, sans contacts physiques solides.

Méthodes de lévitation[modifier | modifier le code]

• Effet Meissner
• Sustentation électromagnétique
• Train à sustentation magnétique
• Propulsion électrohydrodynamique qui utilise une haute tension électrique afin de mettre en mouvement un fluide (éventuellement de l'air), générant ainsi une poussée qui peut être utilisée pour la lévitation. En particulier l’effet Biefeld-Brown), ayant donné naissance à des maquettes qui se soulèvent, souvent décrites sur internet sous le nom de « ionocrafts » ou « lifters ».
• Lévitation aérodynamique. La lévitation aérodynamique est une méthode de lévitation permettant de suspendre la matière dans un milieu en utilisant la pression des gaz¹.
• Lévitation sonore. La lévitation sonore, aussi étrange que cela puisse paraître, utilise un son pour faire léviter un objet.

Références[modifier | modifier le code]

•  Portail de la physique

• Lévitation électrostatique

   
   

   

   

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  Exemple d'un alliage de titane-zirconium-nickel à l'intérieur de la chambre vide de lévitation électrostatique au Centre de vol spatial Marshall de la NASA.

  La lévitation électrostatique est un processus utilisant un champ électrique pour léviter un objet chargé électriquement et contrer les effets de la gravité. Il a été utilisé, par exemple, dans l'expérience de la goutte d'huile de Robert Andrews Millikan et a été utilisé pour suspendre les gyroscopes du satellite Gravity Probe B pendant son lancement.

  D'après le théorème d'Earnshaw, aucun arrangement statique de champs électrostatiques classiques ne peut faire léviter de manière stable une charge ponctuelle. Il existe un point d'équilibre où les deux champs s'annulent, mais ce point d'équilibre est instable. En utilisant des techniques de rétroaction, il est possible d'ajuster les charges pour obtenir une lévitation quasi statique.

  Le théorème d'Earnshaw[modifier | modifier le code]

  L'idée d'instabilité des particules dans un champ électrostatique est né avec Samuel Earnshaw en 1839 ¹ et a été formalisé par James Clerk Maxwell en 1874 qui lui a donné le nom de "Théorème d'Earnshaw" et l'a démontré avec l'équation de Laplace. Le théorème d'Earnshaw explique pourquoi un système d'électron n'est pas stable et a été invoqué par Niels Bohr dans son modèle de l'atome de 1913² critiquant le modèle atomique de Thomson.

  Le théorème d'Earnshaw stipule qu'une particule chargée électriquement en suspension dans un champ électrostatique est instable, parce que les forces d'attraction et de répulsion varient à un taux égal qui est proportionnelle à la loi en carré inverse et restent en équilibre chaque fois qu'une particule se déplace. Étant donné que les forces restent en équilibre, il n'y a pas d'inégalité fournissant une force de rappel, laissant la particule instable lui permettant de se déplacer librement sans restriction.

  Lévitation[modifier | modifier le code]

  La première lévitation électrostatique a été réalisé par le D^r Won-Kyu Rhim au laboratoire JPL de la NASA en 1993³. Un échantillon chargé de 2 mm de diamètre peut être lévité dans une chambre à vide entre deux électrodes placées verticalement, entouré d'un champ électrostatique. Le champ est contrôlé par un système de rétroaction pour maintenir l'échantillon en lévitation dans une position prédéterminée. Plusieurs exemplaires de ce système ont été réalisés à la JAXA et la NASA, et le système d'origine a été transféré à l'Institut de technologie de Californie avec une configuration améliorée.

  Sur la lune, l'effet photoélectrique et les électrons du vent solaire chargent de fines couches de poussière lunaire à sa surface formant comme une "fontaine électrique"^4,5.

  Voir aussi[modifier | modifier le code]

  • Sustentation électromagnétique
  • Lévitation optique
  • Lévitation acoustique
  • Lévitation aérodynamique
  • Effet Biefeld-Brown
  • Propulsion électrocinétique

  Références[modifier | modifier le code]

  1. ↑ Samuel Earnshaw "On the Nature of the Molecular Forces which regulate the Constitution of the Luminiferous Ether," Transactions of the Cambridge Philosophical Society, Cambridge University Press, Vol. 7, p. 97-122 (1842).
  2. ↑ Niels Bohr, "On the Constitution of Atoms and Molecules," The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, Vol. 7 July (1913).
  3. ↑ W. K. Rhim, S. K. Chung, D. Barber, K. F. Man, G. Gutt, A. Rulison, and R. E. Spjut, Review of Scientific Instruments 64, 2961 (1993).
  4. ↑ "Moon Fountains" [archive] « Copie archivée » (version du 12 septembre 2013 sur l'Internet Archive), science1.nasa.gov, NASA Sciences, 2002.
  5. ↑ Dust gets a charge in a vacuum [archive]

  Liens externes[modifier | modifier le code]

  • JLN Labs: Levitators [archive]
  • Electrostatic levitator — Marshall Space Flight Center
  • Electrostatic levitation raises dust particles off the surface of the moon [archive]
  • Hybrid electric/acoustic levitation [archive]
  • Electrostatic levitation and transportation of glass or silicon plates [archive]

  •  Portail de la physique

  • Il existe deux concepts fondamentaux concernant la physique et les propriétés de lévitation de la matière :

    • le concept électromagnétique (EML) : la lévitation est générée par des électroaimants régulés. Le Transrapid (allemand) et le Swissmetro sont des trains basés sur le concept EML ;
    • le concept électrodynamique (EDL) : la lévitation est basée sur les forces de répulsion générées par les courants induits (dits courants de Foucault) qui n'apparaissent que lors d'un déplacement relatif des corps en présence. Il est donc nécessaire de propulser initialement le train avant qu'il puisse léviter magnétiquement. Le seul projet actuellement très avancé utilisant ce concept de sustentation est le Maglev japonais.

    Aujourd'hui, la plus grande utilisation de dispositifs à sustentation magnétique pilotée est la pompe à vide secondaire. La production annuelle de ces machines devrait représenter plus de 10 000 unités.

    Introduction[modifier | modifier le code]

    

    Le procédé de mise en lévitation magnétique proposé¹ présente une technique très simple en principe, mais qui peut s’avérer délicate en pratique lorsque l'on prend en considération des perturbations externes agissant sur le système.

    L’objectif principal de ce projet est de maintenir une charge pour que celle-ci reste en lévitation en se basant sur un modèle complet du système de lévitation ; en déterminant les paramètres qui caractérisent chaque élément qui constitue la plateforme de lévitation magnétique. Le but alors de ce travail est de concevoir un compensateur à avance de phase (lead compensator) afin de rendre le système plus performant au niveau de sa stabilité.

    

    Circuit de lévitation magnétique.

    Modélisation du système par la loi de physique[modifier | modifier le code]

    {\displaystyle M{\ddot {x}}=Mg-{\frac {K_{ap}}{(x-x_{ap})^{2}}}-{\frac {K_{ea}I^{2}}{(x-x_{ea})^{2}}}}

    K_ap, K_ea, x_ap et x_ea sont les paramètres de l'aimant et de l'électroaimant. M est la masse de la charge et g, la constante de gravité.

    L'équation dynamique du système doit être linéarisée afin d'étudier la stabilité du système à un point d'équilibre bien déterminé.

    Pour cela on doit linéariser le modèle au complet du système, concernant le capteur de position, le modèle dynamique, et la partie du contrôleur (hacheur et PWM).

    Modélisation du système linéaire par résolution numérique informatique[modifier | modifier le code]

    La simulation du système montre que ce dernier est à la limite de stabilité, c'est-à-dire le système diverge si on applique une petite perturbation externe, ce que montre la figure de simulation.

    Alors pour ramener le système à la stabilité globale, on doit concevoir un compensateur à avance de phase.

    Conception du contrôleur à avance de phase[modifier | modifier le code]

    La conception du compensateur vient d’améliorer la stabilité de système de telle sorte à déplacer tous les pôles dans le demi-plan à gauche.

    Il existe plusieurs méthodes pour déterminer les paramètres du compensateur. Premièrement, on cherche un pôle désiré pour que le lieu géométrique passe par ce pôle, pour cela on impose certains critères de performance comme le temps de stabilisation, le dépassement et l’erreur stationnaire. Lorsque l'on fixe le pôle désiré, on cherche la contribution de l’angle du compensateur qui représente l’angle manquant pour que le lieu géométrique passe par le pôle désiré, pour cela on applique le critère de phase. La méthode la plus simple consiste à imposer le pôle et le zéro du compensateur de telle façon que l'on place le zéro du compensateur en dessous du pôle désiré sur l’axe réel et on cherche ensuite la position du pôle. Finalement, on détermine le gain du compensateur en appliquant le critère du module.

    • 

      Diagrame de la modélisation

     
    • 

      Le système n'est pas métastable

     
    • 

      Position du pôle.

     
    • 

      Paramètres (pôle et zéro) du compensateur.

     
    • 

      Simulation du système avec compensateur à avance de phase.

    Notes et références[modifier | modifier le code]

    1. ↑ K. H. Lundberg, K. A. Lilienkamp and G. Marsden, “Low-Cost Magnetic Levitation Project Kits”, IEEE Control Systems Magazine, Octobre 2004, pp. 65 - 69.

    Voir aussi[modifier | modifier le code]

    Bibliographie[modifier | modifier le code]

    • K. Ogata, Modern Control Engineering, 4^e édition.

    Liens externes[modifier | modifier le code]

    • Train à lévitation magnétique [archive], Département de physique de l'université de Sherbrooke
    • (en) Transrapid allemand [archive]
    • (en) Maglev [archive]
    • (en) Sur les problèmes de stabilité des objets en lévitation [archive]
    • (en) magnetbahnforum [archive]

    [masquer] v · m Transports en commun
    Type	À pied Pédibus Routier Autobus  guidé à haut niveau de service scolaire à impériale Chicken bus Gyrobus électrique Trolleybus Autocar Automobile  Conduite de nuit Covoiturage Autopartage Taxi Taxi collectif Petit-train Ferroviaire Chemin de fer  Automotrice Autorail TGV Train Train express Train auto-couchette Funiculaire Métro Métro léger Monorail Prémétro Tramway  à impériale sur pneumatiques Train-tram Tram-train Train à sustentation magnétique Aérotrain Hyperloop Véhicule automatique léger Transport hectométrique Taxi robot Par câble Ascenseur Funiculaire Télécabine Téléphérique Télésiège Téléski Télécorde Urbain par câble Aérien Aviation d'affaires Avion de ligne Ballon dirigeable Téléphérique Télécabine Télésiège Zeppelin Maritime Aéroglisseur Bateau à roues à aubes Bateau-mouche Bateau-bus Ferry Navire de plaisance à utilisation commerciale Navire de croisière Paquebot Hippomobile Car Ripert Diligence Fiacre Omnibus
    Infrastructures	Arrêt de bus Aubette Gare  Gare ferroviaire Aérogare Gare routière Pôle d'échanges  Correspondance Parc relais Prémétro Relais routier Route Station de métro Station de tramway Site Site propre Tramway en tunnel Terminus d'autobus Transport sur voie réservée VOM
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    Métiers	Accompagnateur de transports en commun Administrateur du transport de personnes Capitaine de navire Conducteur de bus Conducteur de train Contrôleur des transports Contrôle technique Contrôleur des transports terrestres

    •  Portail du chemin de fer 
    •  Portail des transports 
    •  Portail des transports en commun 
    •  Portail de l’électricité et de l’électronique

    • La lévitation optique est une méthode mise au point par Arthur Ashkin permettant de faire léviter un matériau par une force venant d'en bas résultant d'un transfert de la quantité de mouvement des photons. La pression de radiation d'un photon dirigé verticalement vers le haut et centré par des faisceaux de lasers d'une intensité suffisante permet d'obtenir un piège optique stable capable de retenir de petites particules en suspension.

      Des sphères diélectriques transparentes de quelques micromètres de diamètre telle que des sphères de verre de quartz, des gouttes d'huile ou d'eau, sont utilisés dans ce type d'expérience. Le rayonnement d'un laser peut être fixé à une longueur d'onde telle que celle d'un laser à ions d'argon ou celle d'un laser à colorant adaptable. Une puissance de l'ordre de 1 watt du laser est requise, porté sur une taille de plusieurs micromètres. Les phénomènes liés à des résonances morphologiquement dépendantes dans une cavité sphérique optique ont été étudiés par plusieurs groupes de recherche.

      Pour un objet brillant tel qu'une micro-sphère métallique, une lévitation optique stable n'a pas encore été atteint. La lévitation optique d'un objet macroscopique est aussi théoriquement possible¹.

      Voir aussi[modifier | modifier le code]

      • Pince optique
      • Lévitation électrostatique
      • Lévitation électromagnétique
      • Lévitation acoustique
      • Lévitation aérodynamique
      • Propulsion laser

      Références[modifier | modifier le code]

      1. ↑ G. Guccione, « Scattering-Free Optical Levitation of a Cavity Mirror », ARXIV,‎ juillet 2013 (lire en ligne [archive], consulté le 1^er novembre 2013)
      •  Portail de la physique 
      •  Portail de l’optique

      • Lévitation (paranormal)

         
         

         

        

        Cet article est une ébauche concernant le paranormal.

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        Pour les articles homonymes, voir Lévitation.

        

        Lévitation de Daniel Dunglas Home (1852)

        La lévitation est le fait, pour un être ou un objet, de se déplacer ou de rester en suspension au-dessus du sol, sous l'effet d'une force qui compense la gravitation ou pour diverses raisons non scientifiques invoquées par les tenants d'une explication surnaturelle.

        Ce phénomène peut être envisagé d'un point de vue scientifique (voir Lévitation (physique)), religieux (voir dons du Saint Esprit), paranormal (voir télékinésie) ou plus simplement dans la catégorie de l'illusionnisme.

        La lévitation est également un thème fréquent au sein de la science-fiction, notamment dans les mangas et les jeux vidéo.

        Alexandra David-Néel et John A. Keel, entre autres écrivains, ont affirmé avoir été les témoins de scènes de lévitation, au Tibet et en Inde^1,2.

        La lévitation comme phénomène paranormal[modifier | modifier le code]

        La lévitation (du latin levitas, légèreté) est un mot inventé dans le dernier quart du xix^e siècle par des anglais pour désigner toute forme de suspension d'objets dans le vide. La lévitation physique d'objets peut être provoquée par des actions électrostatiques ou électrodynamiques, par magnétisme, ultrasons, ou rayons laser. Mais la lévitation d'un individu (le corps qui se soulève du sol), que certains témoignages prétendent être un phénomène réel, n'est pas reconnue par la science³.

        Il existe cependant des témoignages de personnes en lévitation recensés depuis le viii^e siècle dont ceux de contemporains de Joseph de Cupertino au xvii^e siècle sont parmi les plus célèbres^4,5. Plus récemment, Mark Twain et Napoléon III ont témoigné que Daniel Dunglas Home avait lévité devant leur yeux^{[réf. nécessaire]}. Certains textes de l'hindouisme⁶ et du bouddhisme⁷ relatent des phénomènes de lévitation antérieurs à ces dates.

        Personnalités observées en lévitation[modifier | modifier le code]

        

        Joseph de Cupertino représenté en lévitation sur une gravure du xviii^e siècle

        

        Artistes de rue présentant un numéro de lévitation à Prague.

        Mystiques[modifier | modifier le code]

        • Thérèse d'Avila (1515-1582)
        • Bernardino Realino (1530-1616)
        • Francisco Suárez (1548-1617)
        • Marie d'Agréda(1602-1665)
        • Joseph de Cupertino (1603 - 1663)
        • Séraphin de Sarov (1754-1833)
        • Mariam Baouardy (1846-1878)
        • Padre Pio (1887-1968)

        Médiums[modifier | modifier le code]

        De nombreux médiums ont été crédités du pouvoir de lévitation, mais il s'agirait de tours d’illusionnisme

        • Daniel Dunglas Home (1833-1886)⁸
        • Colin Evans (medium) (en)
        • Carmine Mirabelli (en)

        Illusionnistes[modifier | modifier le code]

        De très nombreux illusionnistes ont ce tour dans leur répertoire, qu'il s'agisse d'eux-mêmes ou d'un(e) acolyte

        • Criss Angel
        • Subbayah Pullivar (yogi indien)⁹

        Le thème de la lévitation dans les mouvements spirituels contemporains[modifier | modifier le code]

        D'un point de vue religieux, le phénomène de la lévitation serait produit par l'Esprit Saint, une divinité, un poltergeist ou un pouvoir surnaturel (siddhi en Inde).

        Méditation transcendantale[modifier | modifier le code]

        Au cours des années 1990, le Parti de la loi naturelle¹⁰, un parti politique émanant du mouvement de Méditation transcendantale fondé par Maharishi Mahesh Yogi, affirmait pouvoir réduire et éliminer les problèmes de la société par l'application du programme de MT-Sidhi¹⁰, incluant le « vol yogique »¹¹, qui se manifeste, dans sa première phase, par des bonds¹². Ces bonds étaient présentés comme les prémices de la lévitation, le parti prétendait, que si la racine carrée de 1 % de la population mondiale (soit 8 000 personnes environ) pratiquaient collectivement ce « vol yogique », il se produirait alors une « vague de paix » dans le monde entier qui ferait baisser le taux de criminalité et de mort violente.

        Les Siddhis (ou « pouvoirs ») sont des techniques yogiques mentionnées dans le Yoga-Sûtra de Maharishi Patañjali au troisième chapitre : Vibhūti pāda. Laghimā, un des huit siddhis majeurs consiste à « devenir aussi léger qu’une plume » (et donc à léviter).

        Aum Shinrikyo[modifier | modifier le code]

        Shoko Asahara, le gourou de Aum Shinrikyo, prétendait également pouvoir léviter et enseigner la lévitation à ses adeptes¹³.

        Dans la culture populaire[modifier | modifier le code]

        

        Le système d'exploitation GNU représenté par un gnou, ici en lévitation

        Publicité[modifier | modifier le code]

        La publicité utilise fréquemment des images de personnes en lévitation pour symboliser la sérénité¹⁴ ou la légèreté¹⁵.

        Personnages de fiction[modifier | modifier le code]

        

        Affiche présentant Harry Kellar dans « la lévitation de la princesse Karnack »

        • Mary Poppins
        • Le cuisinier Maurice Abeels (La théorie du grain de sable)
        • Le légionnaire romain Plutoqueprévus¹⁶
        • Le moine bouddhiste tibétain Foudre Bénie
        • Nathan Petrelli a le don de lévitation dans la série Heroes
        • Clark Kent/Superman a le pouvoir de lévitation
        • Phoebe Halliwell (sorcière)
        • Ariel, le personnage principal du roman homonyme de science-fiction d'Alexandre Beliaev publié en 1941
        • King, dans le manga Seven Deadly Sins, peut léviter

        Notes et références[modifier | modifier le code]

        1. ↑ Mystiques et magiciens du Tibet par Alexandra David-Néel, Pocket, 2003
        2. ↑ Jadoo, John A. Keel, J Messner, 1957
        3. ↑ Joachim Bouflet La Lévitation Le Jardin des Livres
        4. ↑ https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k4609670r/f2.item.r=l%C3%A9vitation%20cupertin.zoom [archive]
        5. ↑ https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k74750v/f172.item.r=l%C3%A9vitation%20cupertin [archive]
        6. ↑ Yoga Sutra de Patañjali aux environs du ii^e siècle av. J.-C.
        7. ↑ Schulberg, Lucille Historic India (Great Ages of Man: A History of the World's Cultures) 1968:New York Time Inc. Page 69 Un bas relief représente la lévitation du Bouddha
        8. ↑ Soupçonné de trucage
        9. ↑ Le secret derrière la lévitation des yogis indiens [archive]
        10. ↑ ^{Revenir plus haut en :a et b} « Spot de campagne du parti de la loi naturelle aux élections européennes de 1994. »^{(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • http://dai.ly/bfiA3x" rel="nofollow" class="external text" style="text-decoration: none; color: rgb(51, 102, 187); background-image: url("/w/resources/src/mediawiki.skinning/images/external-ltr.svg?59558"); background-position: right center; background-size: initial !important; background-repeat: no-repeat; background-attachment: initial !important; background-origin: initial !important; background-clip: initial !important; background-color: initial !important; padding-right: 13px; padding-top: 0px !important; padding-bottom: 0px !important; padding-left: 0px !important;">Google • Que faire ?)}
        11. ↑ Vidéo sur youtube [archive]
        12. ↑ Vol Yogique, Technologie pour la paix. [archive]
        13. ↑ Sur le site de la BBC [archive]
        14. ↑ Sur le site de l'INA [archive]
        15. ↑ Sur le site de l'INA [archive]
        16. ↑ Sur l'encyclopedix [archive]

        Annexes[modifier | modifier le code]

        Sur les autres projets Wikimedia :

        • lévitation, sur le Wiktionnaire

        Bibliographie[modifier | modifier le code]

        • Olivier Leroy, La lévitation, contribution historique et critique à l'étude du merveilleux, éditions Valois, 1928.
        • Herbert Thurson, Les Phénomènes physiques du mysticisme, Gallimard, 1961.
        • Xavier Yvanoff, La Chair des anges : les phénomènes corporels du mysticisme, Seuil, Paris, 1998 (ISBN 978-2020551182).
        • Joachim Bouflet, La Lévitation in Encyclopédie des phénomènes extraordinaires dans la vie mystique T1, Le jardin des Livres, Paris, 2003 (ISBN 2914569041).
        • Joachim Bouflet, La Lévitation chez les mystiques, Le jardin des livres, Paris, 2006 (ISBN 978-2914569279).

        Articles connexes[modifier | modifier le code]

        • Lévitation (physique)
        • Poltergeist
        • Psychokinèse

        Liens externes[modifier | modifier le code]

        • (en) Jim Ottaviani, Janine Johnston, Levitation: Physics and Psychology in the Service of Deception, GT Labs, 2007 (ISBN 9780966010695) Explications sous forme de bande-dessinée [archive]

         

        [afficher] v · m Magie et illusion