Où en est la construction du futur lanceur européen ?

Où en est la construction du futur lanceur européen ?

Publié le 24 juin 2018 à 21h03

En juillet 2020, la première Ariane 6 décollera du Centre spatial guyanais de Kourou. Toutes les étapes de développement 6 ont été franchies dans les temps, l’année 2019 s’annonce dense avec plusieurs essais importants qui prépareront le lancement fictif d’une Ariane 6 en janvier 2020. Quant aux nouveaux bâtiments dédiés à Ariane 6, ils sont tous sortis de terre et opérationnels. Sur le plan commercial, les premiers contrats de lancement ont été signés.

À 18 mois du vol inaugural du lanceur Ariane 6, son développement bat son plein avec un niveau d’avancement conforme aux plannings initiaux. La production des premières pièces a commencé, non seulement pour les essais système et le premier vol, mais aussi pour les premiers lanceurs de la phase de transition avec Ariane 5.

2019 est une « année majeure pour la fin du développement d’Ariane 6 et pour la montée en cadence de sa production, en vue de son vol inaugural de 2020, et surtout de son exploitation commerciale » a tenu à préciser André-Hubert Roussel, le tout nouveau Président exécutif d’ArianeGroup, lors de sa conférence de presse de rentrée. De grands jalons sont à passer, entre autres, pour « finaliser le design du lanceur, préparer les premiers tests avec le pas de tir ELA-4 et nous préparer au vol inaugural de juillet 2020 ».

Pour être au rendez-vous de ces grands essais système ouvrant la voie au vol inaugural de juillet 2020, plusieurs essais sont prévus cette année. On citera les principaux :

  • essais à feu de l’étage supérieur à Lampoldshausen (Allemagne), à partir de décembre 2019 ;
  • deuxième des trois tests à feu du moteur à poudre P120C à Kourou d’ici la fin du mois ;
  • essais combinés bord/sol entre le lanceur et le pas de tir en Guyane, à partir de janvier 2020. Ce sera comme une répétition du premier lancement, mais sans lancement ! Le moteur Vulcain 2.1 sera mis à feu mais ne décollera pas. Cela permettra de tester les échanges de données avec le banc de contrôle, et les installations fluides et électriques.

En 2018, les étapes de développement d’Ariane 6 ont été franchies dans les temps, les unes après les autres. 2019 ne devrait évidemment pas déroger à cette règle. La tenue du calendrier est la priorité d’ArianeGroup qui vise le vol inaugural en juillet 2020 mais également, parce que Arianespace a déjà débuté la commercialisation d’Ariane 6. Cinq contrats de lancement ont été signés avec des opérateurs et des clients institutionnels. La mise en production du premier lot devrait aussi être décidée ces prochains mois. De 2020 à 2023, pendant la phase de transition entre Ariane 5 et Ariane 6, c’est-à-dire entre la montée en puissance d’Ariane 6 et la disparition progressive d’Ariane 5, Arianespace prévoit la commande de huit lanceurs Ariane 5 et quatorze Ariane 6, sur la base d’une prévision prudente de sept à huit tirs par an, pendant cette phase de transition.

Les trois moteurs d’Ariane 6 sont tous quasiment prêts et «  six Vulcain 2.1 et cinq Vinci sont d’ores et déjà en production ». Le Vulcain 2.1, qui propulsera l’étage principal, compte déjà 16 essais réussis. Il sera bientôt déclaré apte au vol. Vinci, le moteur ré-allumable de l’étage supérieur, a réussi ses 148 tests de qualification, à l’issue de sa dernière campagne, terminée le 12 octobre 2018. Quant au P120C, le moteur commun à Ariane 6 (pour les boosters) et Vega-C (étage principal), il sera déclaré opérationnel d’ici la fin de l’année.

De nouveaux bâtiments pour une nouvelle façon de construire une Ariane

Enfin, les trois nouveaux bâtiments dédiés à Ariane 6 sont sortis de terre et sont opérationnels. Les bâtiments utilisés pour Ariane 5 ne sont pas adaptés à Ariane 6 qui sera construite et assemblée en position horizontale, jusqu’à son pas de tir, alors qu’Ariane 5 est édifiée en position verticale. Ce passage d’une intégration verticale à une intégration horizontale doit générer une réduction des coûts qui passe par la mise en place d’une nouvelle chaîne de production en série et cadencée. Pour parvenir à baisser significativement le coût de production d’Ariane 6 par rapport à Ariane 5, l’ensemble du processus industriel d’ArianeGroup a été repensé afin d’amener Ariane 6 à un coût inférieur de 40 à 50 % par rapport à Ariane 5.

Aux Mureaux (Yvelines), le bâtiment de production et d’assemblage de l’étage principal d’Ariane 6 est prêt et les équipements en cours d’installation. À Brême (Allemagne), le bâtiment d’assemblage de l’étage supérieur a également été livré. Quant à la B-line, près de Bordeaux, sur laquelle seront produites en série les tuyères du moteur P120C, elle a été inaugurée en juillet.

Ce qu’il faut retenir

  • Le premier vol est prévu en juillet 2020.
  • Les trois moteurs d’Ariane 6 sont quasiment prêts.
  • Les trois nouveaux bâtiments d’Ariane 6 sont sortis de terre.
  • L’organisation industrielle s’inspire des secteurs automobile et aéronautique.

Ariane 6 : la construction a débuté

La première Ariane 6 décollera en juillet 2020. Ce sera une version « 62 », à deux boosters. La réalisation de cette nouvelle famille de lanceurs, qui vient de commencer, s’appuie sur un modèle industriel très différent de celui d’Ariane 5. Ce lanceur n’aura pas besoin d’étage réutilisable pour être compétitif dès sa mise en service.

ArianeGroup a annoncé il y a quelques jours le début de la production du premier lanceur Ariane 6, « seulement trois ans après la décision des États membres de l’ESA de démarrer le programme, en décembre 2014 » souligne Alain Charmeau, CEO d’ArianeGroup. Commencer la production du premier lanceur si tôt démontre « l’efficacité du processus industriel mis en place pour le développement, la production et l’exploitation d’Ariane 6 ». Très différent du modèle industriel d’Ariane 5, ce processus s’appuie sur des modèles industriels utilisés pour les secteurs de l’automobile et de l’aéronautique.

Ce premier lanceur sera une Ariane 62, équipée de deux boosters. Cette version a une capacité d’emport de charge utile de 4,5 tonnes en GTO (orbite géostationnaire) et de 7 tonnes en orbite héliosynchrone (SSO). Son lancement est prévu vers la mi-juillet 2020. Si le premier client d’Ariane 62 a déjà été annoncé (quatre satellites Galileo à lancer en 2020 et 2021 pour le compte de la Commission européenne), le client du vol inaugural n’a toujours pas été dévoilé. On sait que les opérateurs de satellites SES et Eutelsat se sont déclarés candidats pour être à bord.

Un lanceur pour garantir la continuité de l’accès européen à l’espace

Ariane 6 sera un lanceur polyvalent, modulaire et compétitif, qui existera en deux versions, Ariane 62 et Ariane 64. Son étage principal ne sera pas réutilisable. On peut s’étonner de ce manque d’audace mais il faut garder à l’esprit que la réutilisation d’un étage ou d’un lanceur n’est pas une fin en soi. L’objectif d’ArianeGroup a une seule finalité : conserver une indépendance d’accès à l’espace pour nos propres besoins stratégiques et commerciaux avec une réduction du coût du kilogramme en orbite de plus ou moins 50 % par rapport à Ariane 5. Or, l’intérêt économique d’un élément partiellement réutilisable est moins évident qu’il y paraît. L’équilibre économique sera difficile à trouver. SpaceX équilibre ses comptes entre des lancements vendus à prix fort à la Nasa et à l’armée de l’air américaine, surfacturés diront certains, et une politique de bas prix très agressive sur le marché commercial.

Cela dit, si dans un futur proche cette réduction du coûts de l’accès à l’espace passe par la récupération et la réutilisation de l’étage principal, ArianeGroup saura faire évoluer sa gamme de lanceurs. La société s’y prépare déjà et travaille sur deux projets :

  • Prometheus, un démonstrateur européen de moteur réutilisable ;
  • Adeline, un astucieux concept qui prévoit de récupérer la partie basse du lanceur, c’est-à-dire le moteur, la baie de propulsion et l’avionique.

Ariane 6 : à quoi ressemblent les modèles de test

Le premier lancement d’une Ariane 6 est prévu en 2020, un délai qui peut paraître court. Pour le tenir, Airbus Safran Launchers a mis en place un modèle industriel très différent de celui d’Ariane 5. Un total de 15 étapes majeures sont à franchir avant de voir décoller ce lanceur. Récemment, avec la mise en production des éléments de qualification, l’étape 6 a été franchie. Nos explications.

Face à la concurrence du Falcon 9 de SpaceX, Airbus Safran Launchers (ASL) réalise Ariane 6 pour le compte de l’Agence spatiale européenne. Adapté aux constellations, aux marchés des satellites de télécommunications et des satellites institutionnels de l’Union européenne, ce futur lanceur, qui doit succéder à Ariane 5, existera en deux versions, Ariane 62 et Ariane 64. Son premier vol est prévu en 2020.

En 2016, sous la maîtrise d’ASL, les partenaires du programme avaient validé les caractéristiques techniques, industrielles et programmatiques d’Ariane 6. Aujourd’hui, ASL franchit une nouvelle étape et lance la production des modèles de qualification au sol du futur lanceur européen.

« C’est une étape importante, qui traduit l’originalité et l’efficacité du processus industriel mis en place pour son développement, sa production et son exploitation. Nous respectons ainsi les délais et nos engagements », a déclaré Alain Charmeau, CEO d’Airbus Safran Launchers. Le développement du futur lanceur européen passera par des étapes de validation appelées Maturity Gates, comme dans l’industrie aéronautique, et ASL va démarrer la « production des premiers lanceurs pour vols d’ici la fin de l’année, après le franchissement de la Maturity Gate 6.2. ».

Un nouveau processus industriel différent de celui d’Ariane 5

Les éléments de qualification qui entrent en production pour cette qualification sont « tous ceux qui permettront de faire des remplissages de réservoir, des essais à feu du Vulcain 2.1 sur le pas de tir, mais aussi de tester les procédures d’assemblage du lanceur lui-même » nous explique Mathieu Chaize, en charge de l’Interface Systèmes et services de lancement chez ASL.

On trouvera donc, entre autres, des « modèles de réservoirs liquides pour les étages supérieur et inférieur, les moteurs Vulcain 2.1 (une évolution du Vulcain 2) et Vinci, la coiffe, les structures inter-étage, les baies moteurs etc. ». Ces essais mettront également en œuvre des « modèles des moteurs à propergols aux propriétés mécaniques similaires permettant de s’assurer qu’on sait les manipuler, les assembler sur le corps central du lanceur et que celui-ci supporte les charges mécaniques associées ». Le but est de produire « tous les éléments de lanceur qui serviront à réaliser les essais combinés (c’est-à-dire avec un modèle représentatif du lanceur et les moyens au sol à Kourou) en 2019 ».

Les engagements vis-à-vis de l’ESA sur les objectifs budgétaires, le prix d’exploitation, les performances et la date du premier vol ont conduit ASL à changer le modèle industriel d’Ariane 5. L’entreprise a adopté un modèle industriel utilisé pour l’automobile et l’aéronautique. À la manière de la fameuse Toyota House, ASL a désormais son Ariane 6 House pour développer Ariane 6. « Une stratégique qui repose sur quatre piliers » nous explique le porte-parole d’ASL :

  • Un design orienté vers l’exploitation du lanceur, avec des choix techniques permettant des gains, parce qu’on simplifie par rapport à ce qui a pu être fait avant, avec une approche sur le cycle de vie complet des matériaux et du lanceur, avec une approche de conception orientée coût, etc.
  • L’entreprise étendue (Extended Entreprise) où l’on ne travaille plus dans une relation client-fournisseur classique, en imposant des solutions, mais plutôt dans une relation de partenariat, où l’on demande ce qu’un partenaire industriel est capable de faire pour un coût objectif donné et où l’on se met à son service.
  • La standardisation dans le design, les méthodes de fabrications mais aussi les moyens et outils associés.
  • Une politique industrielle forte qui regroupe les capacités industrielles des partenaires autour de pôles d’excellence (par exemple : éléments composites chez Casa, éléments métalliques chez MT-A, etc.) et l’organisation de ces pôles autour d’une approche LEAN globale. La production est cadencée comme si on avait à travers l’Europe une grande usine de production des éléments du lanceur Ariane 6.