logo Essonne

Les nouveaux habits d'Ariane

Une nouvelle version d’Ariane 5 devrait voir le jour vers 2015. Du moins si les États membres de l’Agence spatiale européenne décident de lancer les études qui aboutiront à une évolution du lanceur européen. Cette mesure serait de nature à rassurer ceux qui s’inquiètent de voir le lanceur Ariane 5 ne plus être capable de suivre les évolutions du marché de lancement de satellites.

Entrée du Centre spatial guyanais à Kourou© Éric Martin / CNES

Ariane va-t-elle disparaître ? La fusée européenne sera-t-elle dépassée par les nouvelles contraintes du marché du lancement de satellites, incapable de satisfaire ses clients ? C’est la crainte exprimée cet été par d’anciens hauts dirigeants de l’espace en Europe dans des communiqués publiés dans la presse…(voir chapitre 1)

Pourtant, Ariane 5 dans sa version actuelle (version dite ECA, pour Évolution cryotechnique type A, dont le premier tir réussi eut lieu en février 2005), lanceur vedette de l’Europe, rencontre aujourd’hui un grand succès. "Depuis le début de l’année, nous avons lancé la moitié des satellites commerciaux (qui offrent des services destinés à être vendus, comme la télévision par exemple) envoyés dans l’espace de par le monde, et avons remporté huit nouveaux contrats, la moitié de ceux qui ont été signés au niveau international" rappelle Jean-Yves Le Gall, qui dirige Arianespace, société chargée de la commercialisation du lanceur européen. Le carnet de commandes est donc bien rempli avec 40 satellites à lancer, soit plus de trois années d'activité assurées.

Aujourd’hui, Ariane 5 continue donc de satisfaire ses clients commerciaux, ce qui lui permet de se financer en partie. Et puis, elle reste en mesure de remplir la mission qui justifie son existence : permettre au Vieux Continent d’envoyer ses propres satellites institutionnels au moment où il le décide, sans dépendre de la bonne volonté d’un État tiers. Ariane 5 a ainsi amené à bon port, pour le compte de l’Europe, des satellites météorologiques, des sondes interplanétaires, des engins d’observation scientifique de la Terre et de l’Univers ou un véhicule de transport de fret vers la Station spatiale internationale (ISS). Ainsi, bien sûr, que des satellites militaires, d’observation ou de télécommunication. Bientôt, le lanceur sera également chargé du transport des satellites Galileo qui fourniront aux usagers des services de positionnement d’une précision supérieure à ceux du GPS (à lire Géolocalisation : que nous réserve encore le GPS).

Il n’en reste pas moins qu’il faut préparer l’avenir. Les ministres européens chargés de l’espace vont s’y employer les 25 et 26 novembre prochains, à La Haye, à l’occasion de leur réunion annuelle. Au menu des discussions de ces pays membres de l'Agence spatiale européenne (ESA) : l’avenir d’Ariane. La décision pourrait être prise de financer des études préparatoires en vue d’une version plus puissante d’Ariane 5, qui serait disponible vers 2015 (voir chapitre 2). Baptisée Ariane 5 ME (pour Midlife Evolution / Évolution à mi-vie), elle permettrait d’envoyer 12 tonnes de matériel (on parle de "charge utile") en orbite de transfert géostationnaire, au lieu de 9,5 tonnes actuellement. De quoi voir l’avenir avec sérénité, estiment les professionnels du secteur… en attendant une version radicalement différente aux alentours de 2025 (chapitre 3). Dans le domaine spatial, les nouveautés sont vite obsolètes.

01.Ariane 5 en plein débat

Transfert du lanceur Ariane 5 vers sa zone de lancement, à KourouTransfert du lanceur Ariane 5 ECA, vol 167, vers sa zone de lancement à Kourou au Centre spatial guyanais. Ce lieu a été choisi pour sa localisation : il permet d'augmenter le bénéfice issu de la vitesse de rotation de la Terre pour la mise sur orbite de satellites géostationnaires.
© CNES / ESA / Arianespace / CSG service Optique
L’été dernier s’est révélé bien mouvementé sur le front du spatial. Publication de tribunes dans la presse, envoi d’une lettre ouverte, mises en cause publiques… Ceux qui ont lancé la polémique sont dix anciens hauts responsables du spatial en Europe. "Ariane est clairement en grave danger de déclin par manque d’anticipation et de volontarisme, s’alarme l’un d’eux, Frédéric d’Allest, directeur d’Arianespace de 1980 à 1990, dans une lettre publiée par le journal Le Monde dans son édition du 6 juin 2008. Pour la première fois depuis le premier lancement d’Ariane 1, en décembre 1979, le lanceur se trouve en limite de performances sans qu’une version plus puissante soit en cours de développement permettant de prendre la relève." Pour eux, il faut passer de toute urgence à une version plus puissante d’Ariane.

Pas si vite, répond Michel Eymard, directeur des lanceurs au Centre national d'études spatiales (CNES). "Le lanceur actuel est aujourd’hui arrivé à maturité, dix ans après son lancement inaugural. Le programme Ariane 5 a constitué un important investissement pour les États européens : environ huit milliards d’euros, dont la moitié à la charge de la France, leader sur ce secteur. Dans ces conditions, il paraît naturel de vouloir tirer tout son potentiel de ce système de lancement, l’un des plus performants au monde," explique-t-il. "Nous avons pour souci de conserver nos parts de marché, confirme Jean-Yves Le Gall, directeur d'Arianespace. Et pour cela, nous souhaitons garder le lanceur en l’état, sans modification."

Éclatées des lanceurs Ariane 5Éclatées de trois versions successives du lanceur Ariane 5 : GS, ES/ATV et ECA. Toutes sont constituées, comme Ariane 5G, d'un étage principal cryotechnique, de deux propulseurs d'appoint et d'un étage supérieur.
© David Ducros / ESA
Aujourd’hui, le lanceur Ariane 5 est en effet perçu par les opérateurs de satellites commerciaux comme à la fois fiable et peu onéreux. Peu onéreux - 150 millions d’euros à chaque tir - grâce à sa capacité d’envoyer deux satellites en même temps, ce qui permet de partager certains coûts entre les deux clients. Fiable, puisqu’il reste sur un palmarès de 27 tirs consécutifs sans aucun échec.

Changer un système de lancement qui fonctionne et satisfait la demande du marché paraît bien aventureux. Surtout si on se rappelle avec quelles difficultés l’Europe est arrivée à ce résultat. En 1996, le tout premier exemplaire d’Ariane 5 est parti en poussières dans une spectaculaire explosion dont les images ont fait le tour du monde. Six ans plus tard, c’était au tour de la première Ariane 5 dans sa version actuelle, dite ECA (Évolution cryotechnique type A), d’exploser dans le ciel guyanais.

Seulement voilà : il va bien falloir faire évoluer Ariane 5 un jour. Car la masse des satellites tend à augmenter d’année en année, à un rythme stable d’environ 130 kilos par an. Dans l’avenir, la capacité d’emport d’Ariane 5 deviendra trop faible pour continuer à réaliser des lancements doubles. Toute la question est… quand ?


02.Ariane 5 ME, le renouveau

Décollage du lanceur Ariane 5 ECA, vol 185Décollage du lanceur Ariane 5 ECA, vol 185. Cette version du lanceur est dotée d’un étage supérieur cryotechnique baptisé ESC-A. Sa capacité de mise en orbite de transfert géostationnaire est de 9,4 tonnes.
© CNES / ESA / Arianespace / Activité optique Vidéo CSG
La performance d’Ariane 5, insuffisante à terme pour envoyer dans l’espace des satellites dont la masse ne cesse d’augmenter, n’est pas le seul problème auquel le lanceur doive faire face. Il lui manque un moteur rallumable au niveau de son "deuxième étage" (ce que les spécialistes appellent l’étage supérieur) de manière à lui accorder plus de "souplesse".

Grâce à lui, Ariane 5 pourrait par exemple envoyer les satellites destinés à l’orbite géostationnaire, à 36 000 km d’altitude, directement sur leur trajectoire finale. Aujourd’hui, le lanceur européen les injecte sur une orbite intermédiaire, dite "de transfert", de forme elliptique,. Et c’est au satellite lui-même, avec ses propres moteurs de "circulariser" l’orbite au moment où il passe à 36 000 km d’altitude. Ainsi, Ariane 5 offrirait aux satellites qu’il emporte la possibilité d’économiser le précieux carburant qu’ils emportent, ce qui augmenterait son attractivité sur le marché.

Mais rallumer un moteur cryogénique, c’est-à-dire fonctionnant avec des ergols (l’équivalent des carburants) comme l’hydrogène et l’oxygène liquides ne va pas de soi. Au cours du vol, les différents éléments du moteur ont en effet chauffé. Or, au moment où le moteur de l’étage supérieur d’Ariane 5 sera rallumé, ils transmettront leur chaleur aux ergols, qui doivent pourtant respecter une température de - 240 °C pour l’hydrogène liquide et de - 180 °C pour l’oxygène liquide au moment de chaque mise à feu. Faute de quoi le moteur fera "pschitt ! "…

Moteur Vinci (programme FLPP)Le moteur cryotechnique (hydrogène et oxygène) Vinci offre une poussée d'environ 18 tonnes et peut se rallumer plusieurs fois de suite. Il est destiné à la prochaine évolution du lanceur Ariane 5.
© Éric Forterre / Snecma
La solution pour venir à bout de ces deux défis ? D’abord, continuer à étudier Ariane 5 dans sa version actuelle. À chaque tir, les ingénieurs comprennent un peu mieux la manière dont fonctionne l’ensemble du système Ariane et parviennent à en améliorer le fonctionnement. "On joue sur les rapports de mélange d’hydrogène et d’oxygène, par exemple, ou sur la vitesse de combustion des propulseurs à poudre. En optimisant ces réglages, nous devrions accroître la capacité d’emport de 300 à 400 kg dans les deux ans qui viennent," affirme Michel Eymard.

Et puis, les 25 et 26 novembre 2008, à La Haye, les ministres de l’espace des pays membres de l’ESA décideront - sauf surprise - de financer des études sur Ariane 5 ME (Midlife Evolution / Évolution à mi-vie). En 2011, au terme de ces travaux, ils seront en mesure de commander sa construction afin qu’il s’élance pour la première fois en 2015 du spatioport de Kourou, en Guyane française. Trop tard, craignent, de leur côté, les signataires de la lettre ouverte envoyée cet été aux dirigeants de l’ESA : "Si une impulsion politique à haut niveau n’est pas très rapidement donnée par la France, le résultat, c’est-à-dire le déclin d’Ariane d’ici trois ou quatre ans et sa disparition du marché commercial au terme d’un petit nombre d’années, sera imparable," affirment-ils dans Le Monde. Les professionnels en place, eux, estiment au contraire que le calendrier prévu est adapté à la situation.

Ariane 5 ME ne différera pas énormément de l’actuelle version d’Ariane 5. Sauf sur un point décisif. Le futur lanceur disposera d’un nouvel étage supérieur, construit autour d’un moteur inédit, baptisé Vinci. Fonctionnant sur le même principe que l’actuel HM7B qui équipe l’étage supérieur d’Ariane 5 - le mélange inflammable d’oxygène et d’hydrogène liquides fournit la propulsion -, le moteur Vinci produira une poussée bien supérieure qui permettra au lanceur d’envoyer des masses de 11,5 à 12 tonnes en orbite de transfert géostationnaire, contre 9,5 tonnes actuellement. Et il sera rallumable. Ce qui suppose d’avoir maîtrisé dans l’intervalle tous les problèmes thermiques que cela pose…

La France, qui a toujours eu un rôle d’entraînement dans le domaine du lancement de satellites en Europe, devrait prendre à sa charge près de la moitié des dépenses liées aux recherches sur Ariane 5 ME - un budget dont le montant n’est pas encore public. C’est donc tout naturellement depuis l’Hexagone - plus précisément en région parisienne, où se trouvent les directions des lanceurs du CNES et de l’ESA -, que sont pilotées les activités, menées dans toute l’Europe par des industriels comme EADS Astrium ou Snecma, qui aboutiront probablement un jour au lancement de la version évoluée d’Ariane 5.

03.Une Ariane 6 en 2025 ?

Vue d'artiste lanceurs Ariane 1 à 5En 1979, le 1er lanceur de la famille Ariane s'élançait. Depuis les lanceurs de la filière n'ont cessé d'évoluer. En douze ans, les lanceurs Ariane 1 à 5 ont transporté plus de la moitié des satellites commerciaux du monde entier.
© David Ducros / ESA
Vers 2025, la version A5ME arrivera à son tour en fin de parcours. Et le système Ariane 5 dans son ensemble ne pourra plus guère être amélioré, prédisent les experts. Pour augmenter les performances du lanceur, il faudra changer son architecture globale, le repenser entièrement.

Dans une situation pareille, tous les ingénieurs du spatial se posent une même question : réutilisable ou consommable ? Un lanceur dont les différents étages, une fois leur mission terminée, reviendraient se poser au sol en douceur présenterait l’avantage de pouvoir être envoyé dans l’espace à nouveau, rêvent-ils. Cela permettrait des économies substantielles.

Mais, à ce propos, Christophe Bonnal, expert senior du CNES, a une mauvaise nouvelle : "Les études montrent qu’un lanceur complètement réutilisable coûterait une somme faramineuse en investissement, entre 13 et 19 milliards d’euros, et que son coût récurrent serait équivalent à celui de l’actuelle Ariane…" En clair, cela ne présenterait aucun intérêt économique. Car un tel système nécessite des études onéreuses et une importante infrastructure pour être mis en œuvre (pistes d’atterrissage, ateliers de maintenance spécialisés, etc.). Même un lanceur semi-réutilisable, dont seuls les boosters, dotés d’ailes, reviendraient au sol, ne permettrait d’économiser que 10 % des coûts récurrents… à condition que les ingénieurs parviennent à maîtriser les technologies nécessaires.

Le FLPP (Future Launcher Preparatory Program) lui-même ne comprend presque plus aucune étude sur des étages réutilisables. Il s’agit du programme de recherche de l’ESA préparant la nouvelle génération de lanceur, doté de plus de 300 millions d’euros pour la période 2005-2009. Mais la future Ariane 6 promet tout de même quelques surprises : "L’une des solutions actuellement étudiées comprend un moteur utilisant du méthane en remplacement de l’hydrogène, et de l’oxygène, détaille Guy Pilchen, chef du programme FLPP à l’ESA. L’avantage de cette technologie tient au faible volume du méthane comparé à celui de l’hydrogène, ce qui permet de disposer d’un lanceur moins grand, donc moins lourd, et par conséquent capable d’envoyer une masse de satellite plus importante." Avec cela, la structure du lanceur ne serait plus composée d’aluminium mais d’un alliage d’aluminium et de lithium qui promet de fournir une rigidité identique pour une masse moindre. Et pour certaines missions nécessitant beaucoup de puissance, trois étages principaux - ce qu’on appelle communément le "premier étage" d’une fusée - pourraient être fixés les uns aux autres pour bénéficier d’une poussée trois fois plus importante.

De son côté, le CNES poursuit ses propres travaux. L’agence spatiale française pourrait lancer un programme baptisé Aldebaran devant mener à ce que Michel Eymard appelle "une vraie rupture". L’objectif est de parvenir à "un lanceur encore plus fiable qu’Ariane 5, coûtant pourtant deux fois moins cher et mis en œuvre au cours de campagnes de lancement quatre fois moins longues." Comment atteindre à un tel résultat ? En testant sur un micro-lanceur - qui reste à construire - toutes les nouvelles technologies nécessaires.

Depuis deux ans, l'agence spatiale française, qui s’est associé aux agences spatiales allemande et espagnole sur ce projet, réfléchit à un tel "démonstrateur technologique" qui enverrait de petites masses dans l’espace, de 50 à 300 kg. Il pourrait disposer d’un moteur méthane-hydrogène, mais également d’une électronique capable de s’autodiagnostiquer de manière à prévenir les pannes susceptibles de l’affecter. Sa case à équipements - les instruments de guidage de la fusée - pourrait ne peser que 15 kilos (contre une tonne sur l’actuelle Ariane 5) grâce à l’emploi d’une électronique et de batteries poids plume… Peut-être comporterait-il également des éléments réutilisables, capables de revenir sur Terre pour être réemployés à l’occasion d’un vol ultérieur. L’architecture globale de ce petit engin surdoué reste également à définir. Le CNES et ses partenaires ont songé à le tirer depuis un aéronef, de manière à profiter de l’altitude acquise. Ainsi, avant que ses moteurs soient allumés, il serait ainsi porté dans les airs par un gigantesque ballon, ou sur le dos d’un Airbus A380, ou encore sous un drone géant ou un avion de chasse Rafale…

C’est dans deux ans que le CNES pourrait proposer ce micro-lanceur très innovant au financement des États. Si sa construction était décidée, les ingénieurs européens seraient en mesure de tester en conditions réelles de nouvelles technologies "de rupture" dont la future Ariane 6 pourrait profiter.

Restez connecté

Suivez-nous : Page Facebook Page Twitter

Lettre d'information :

Vidéo

Cette vidéo nécessite le plug-in gratuit Flash 8.
Il semble que vous ne l'avez pas.
Cliquer ici pour le télécharger

Interview de Xavier Raepsaet - La propulsion nucléaire spatiale

Portraits d'experts

  • Romina Aron Badin, les primates au coeur
  • Jacques-Marie Bardintzeff, une vie consacrée aux volcans
  • Catherine Charlot-Valdieu :  Home sweet home
  • Didier Labille, l’astronomie en amateur professionnel
Free download porn in high qualityRGPorn.com - Free Porn Downloads