ARIANE

SOMMAIRE

HISTORIQUE La navette en phase opérationnelle
Les enjeux des débuts de la conquête spatiale L'accident de la navette Challenger
L'échec de la fusée européenne Europa La carrière de la navette après Challenger (1988-2003)
Le lancement du programme Ariane L'accident de la navette Columbia
Ariane 1 Les dernières missions
Ariane 2 et 3 Caractéristiques générales
Ariane 4 L'orbiteur
Ariane 5 : un lanceur complètement nouveau Superstructure
Les échecs du lanceur Ariane 5 Ensembles de propulsion
Principaux jalons La propulsion principale : les SSME
Le succès commercial d'Ariane Le système de manœuvre orbitale (OMS)
Caractéristiques techniques des lanceurs Ariane Les moteurs de contrôle d'orientation (RCS)
Les évolutions du lanceur à l'étude La protection thermique
Ariane 5 ECB ou ME Les quartiers de l'équipage
Ariane 6 Le poste de pilotage de vol
L'organisation industrielle Le pont intermédiaire
Le lanceur Ariane face à ses concurrents Le sas
Notes et références L'informatique embarquée
Bibliographie L'alimentation électrique
Proton (fusée) Les systèmes hydrauliques
HISTORIQUE Le réservoir externe
Le programme spatial lunaire Les propulseurs d'appoint (boosters)
Caractéristiques techniques Le déroulement d'une mission
Caractéristiques générales Lancement
Premier étage Scénarios d'interruption de la mission
Deuxième étage

Retour au site de lancement

( Return to launch site ou RTLS)

Troisième étage

Interruption avec vol transatlantique

( Transoceanic Abort Landing TAL)

Quatrième étage

Interruption avec une orbite bouclée

( Abort Once Around AOA)

Déroulement d'une campagne de tir

Interruption avec mise en orbite

( Abort to Orbit ATO)

Suspension des lancements de 2007 Abandon de l'orbiteur ( Contingency abort CA)
Échec du 5 décembre 2010 Le retour sur Terre
Échec du 18 août 2011 Les opérations de maintenance
Notes et références Les mises à niveau
Sources Différents types de missions de la navette spatiale
Navette spatiale Russe Le lancement de satellites
Navette spatiale américaine Le laboratoire spatial
Premières études La desserte des stations spatiales
Phase exploratoire (1968-1970) La flotte des orbiteurs
Quelle suite donner au programme Apollo ? (1969) Bilan
La phase B de la conception (1970-1971) Notes et références
Abandon du projet de navette complètement réutilisable (1971) Principales sources
La décision du lancement (1972)  
La sélection des constructeurs  
Développement (1972-1981)

Les fusées Ariane sont une famille de lanceurs civils européens de satellites.

Le programme Ariane est lancé en 1973 par l'Agence spatiale européenne afin de donner les moyens à l'Europe de mettre en orbite ses satellites

 sans dépendre des autres puissances spatiales.

Ce projet avait été précédé d'un échec avec la fusée Europa.

La première version, Ariane 1, effectue son vol inaugural depuis la base de Kourou (Guyane française) le 24 décembre 1979.

Elle est rapidement remplacée par des versions plus puissantes, Ariane 2, Ariane 3 et Ariane 4 qui effectuent leur premier vol respectivement en

 1984, 1987 et 1988.

Pour faire face à l'augmentation de la masse des satellites, le lanceur est complètement refondu, donnant naissance à la version Ariane 5 capable

 de placer près de 9,5 tonnes en orbite de transfert géostationnaire. Son premier vol a eu lieu en 1996.

La fusée a rapidement pris une part de marché importante dans le domaine du lancement des satellites de télécommunications en orbite

 géostationnaire, secteur en plein essor dans les années 1980. En 2009, le lanceur Ariane, qui est tiré de 5 à 7 fois par an ces dernières années,

 détient environ 50 % de ce marché. La base de lancement des fusées Ariane, située à Kourou en Guyane française (Centre spatial guyanais),

 permet au lanceur de disposer d'un avantage important face à ses concurrents grâce à sa proximité de l'équateur.

Ariane est initialement issue des travaux de l'agence spatiale française, le CNES.

La politique spatiale française, pour des raisons à la fois politiques et industrielles, a de tout temps été plus attachée au développement d'un

 lanceur européen que ses partenaires au sein de l'Agence spatiale européenne.

Les industriels français conservent encore aujourd'hui une part prépondérante dans la conception et la fabrication des fusées Ariane, avec des

 participations significatives d'autres pays européens comme l'Allemagne (nombreuses contributions sur la propulsion, le corps des fusées),

 l'Italie (propulsion), la Suède, la Belgique, les Pays-Bas et la Suisse.

Le lancement des satellites par la fusée Ariane est commercialisé par la société Arianespace, filiale créée en 1970 par le CNES et les principaux

 industriels impliqués dans le programme.

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Historique

 

 

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Contexte : les enjeux des débuts de la conquête spatiale

En 1960, la communauté scientifique européenne appelle de ses vœux la création d'un programme spatial scientifique européen animé par un

 organisme analogue au CERN.

Les programmes spatiaux russe et américain font des progrès très rapides qui ouvrent de nouvelles perspectives, notamment dans les domaines

 de la physique et de l'astronomie.

Les responsables britanniques qui viennent d'arrêter le programme du missile balistique Blue Streak proposent alors de développer un lanceur

 spatial reposant sur ce missile.

Pour les Britanniques, l'objectif est surtout d'amortir le coût du Blue Streak (56 millions de £). En janvier 1961, le général de Gaulle, sollicité,

 donne finalement son accord contre l'avis de ses conseillers pour le développement d'une fusée européenne à trois étages, baptisée Europa,

 utilisant comme premier étage le Blue Streak, un deuxième étage de conception française et un troisième étage de conception allemande.

 

 

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L'échec de la fusée européenne Europa

Le premier tir d'un élément de la fusée Europa a lieu à Woomera (Australie) en juin 1964 : c'est un succès mais il ne porte que sur le premier

 étage déjà rodé Blue Streak tandis que les étages français et allemands n'en sont encore qu'au stade de l'étude.

Or, depuis la mise en place du programme Europa, la donne a changé.

Les observateurs européens les mieux informés savent que les capacités de la fusée ne sont pas adaptées au marché des satellites de

 télécommunication qui est en train de se dessiner mais qui nécessite désormais des lanceurs plus puissants.

En janvier 1965, la France tente de convaincre ses partenaires au sein de l'ELDO de modifier les spécifications de la fusée en intégrant un

 deuxième étage cryogénique (technique que la France a commencé à explorer) permettant de placer un satellite en orbite géostationnaire.

Mais la maîtrise d'une telle technologie est un pari audacieux et elle nécessite de repousser les premiers lancements en 1970. Un compromis est

 trouvé : un quatrième étage est inclus dans les développements pour permettre l'atteinte de l'orbite géostationnaire.

Le Royaume-Uni irrité, entre autres, par les dépassements budgétaires et la volonté française de substituer Kourou à Woomera comme base de lancement réduisent en juin 1966 sa participation de 38,79 % à 27 % après avoir menacé de se retirer[1].

Les premiers essais de l'étage français Coralie seul, puis de la fusée Europa assemblée ne contribuent pas à faire renaître la confiance : l'étage

 français lancé avec uniquement un troisième étage inerte (ensemble CORA) connaît 2 échecs sur 3 tentatives (1966-1967) ; les deux lancements

 de la fusée Europa complète qui ont lieu en 1967 (avec un troisième étage inerte) se soldent également par des échecs car l'étage Coralie refuse

 de s'allumer [2].

Après 10 lancements non concluants, le programme Europa-1 est arrêté, car les Européens se rendent compte que les performances de la fusée

 sont trop en retrait par rapport aux besoins.

Le Royaume-Uni et l'Italie quittent le projet en 1969.

Une deuxième version du lanceur, la fusée Europa-2, capable de placer sur orbite géostationnaire des satellites de 150 kg, est mise en chantier.

 Cette version est financée majoritairement par la France et l'Allemagne.

Malheureusement, son premier et seul lancement, depuis la base de Kourou, en novembre 1971, est un échec[3].

Le programme Europa II est arrêté.

Une troisième version de la fusée Europa est étudiée au début des années 1970 mais après plus de trois ans de recherche, le projet est

 abandonné.

Toutefois, les travaux effectués sur le premier étage serviront de point de départ pour l'élaboration du lanceur européen Ariane.

Le programme Europa est un échec total car, pour satisfaire chaque participant, il s'est élaboré sans maîtrise d'œuvre et d'ouvrage centrale

donc sans véritable coordination.

La conclusion du programme Europa va fortement influencer les orientations du programme spatial européen.

 

 

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Le lancement du programme Ariane

Malgré l'échec de la fusée Europa II en novembre 1971 et l'abandon des études d'une version plus puissante, l'Europa III, le gouvernement

 français de l'époque propose la création d'un lanceur dans le prolongement de l'expérience réussie de la fusée française Diamant, le L3S

 (Lanceur de 3e génération de substitution).

Le lancement du projet ne put avoir lieu fin 1973 qu'après de délicates négociations entre les gouvernements de la France, de l'Allemagne

et du Royaume-Uni : les Britanniques préféraient financer leur satellite maritime MAROTS, les Allemands leur module Spacelab emporté

par la navette spatiale.

Les États-Unis tentèrent de détourner les pays européens de leur intention de développer leur propre lanceur mais les restrictions imposées en

 échange de l'utilisation de leurs lanceurs, en particulier pour le lancement du satellite Symphonie[N 1] apportèrent des arguments à l'appui de la

 position du gouvernement français qui souhaitait que l'Europe devienne autonome pour le lancement de ses satellites.

Le 31 juillet 1973 à Bruxelles, les pays européens parvinrent à un accord qui permettait de financer simultanément les projets préconisés

par les principaux participants[4]dont le projet Ariane.

Pour parvenir à un accord, les responsables français acceptent de prendre en charge 60 % du budget et s'engagent à payer tout dépassement

de plus de 120 % du programme[5].

En contrepartie, les établissements responsables du développement sont français : l'agence spatiale du CNES est maîtresse d'œuvre et

 l'Aérospatiale est l'architecte industriel.

Le choix d'un responsable unique doit permettre d'éviter les errements du projet Europa.

Le programme Ariane coûtera 2,063 milliards de francs[6].

Pour baptiser le lanceur, le CNES lance un appel à idées.

Parmi les propositions retenues : Phénix, Véga, la Lyre, le Cygne.

Le directeur général du CNES Michel Bignier propose sa liste au ministre Jean Charbonnel, qui décide finalement de nommer le lanceur Ariane (du nom de l’héroïne mythologique grecque Ariane).

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Ariane 1

La première fusée Ariane, Ariane 1, comporte trois étages, mesure 47 mètres de haut, pèse 210 tonnes et, grâce à sa poussée de 240 tonnes[7],

 peut placer en orbite géostationnaire des satellites de 1 700 kg.

Pour rester dans une enveloppe budgétaire acceptable, les caractéristiques du lanceur sont en retrait par rapport au projet Europa III.

Pour cette fusée, il était envisagé de développer un deuxième étage cryogénique qui est remplacé sur Ariane 1 par un étage utilisant des ergols

 plus conventionnels.

Le type de moteur-fusée, un Viking, propulse à la fois le premier étage (4 moteurs) et le second étage (1 moteur).

Le troisième étage a, par contre, recours à un moteur HM-7 qui brûle un mélange oxygène/hydrogène très performant.

La base de lancement de Kourou, déjà utilisée pour le dernier tir de la fusée Europa, est retenue comme centre de lancement de la nouvelle

 fusée ; on y aménage l'ensemble ELA-1, premier complexe de lancement dédié à la nouvelle fusée.

Le développement du lanceur ne rencontre aucun problème et se réalise dans les délais. Le 24 décembre 1979, après plusieurs tentatives

 avortées, Ariane 1 effectue un vol parfait à la surprise de tous les participants traumatisés par l'expérience du lanceur Europa[8],[9].

Mais le deuxième vol, le 23 mai 1980, est un échec : une instabilité dans la chambre de combustion d'un des 4 moteurs Viking du premier étage

 entraîne la destruction du lanceur après 104 secondes de vol.

Après avoir modifié les caractéristiques des injecteurs, les vols reprennent un an plus tard.

Le 5e vol est de nouveau un échec : cette fois c'est la turbopompe du moteur du troisième étage qui est en cause.

Les modifications et les tests durent près de 9 mois.

Les 6 derniers vols du lanceur Ariane 1, qui ont lieu entre 1983 et 1986, se déroulent normalement.

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Ariane 2 et 3

Pour que le lanceur Ariane reste concurrentiel, il fallait qu'il puisse à chaque vol placer deux satellites en orbite de transfert géostationnaire.

Or à la fin des années 1970, les principaux concurrents d'Ariane, les lanceurs américaines Delta et Atlas, accroissent fortement leur capacité,

 permettant ainsi aux opérateurs de satellites géostationnaires de commander des engins plus lourds.

Les responsables du programme Ariane décident donc le développement d'une version améliorée d'Ariane, capable de mettre en orbite de

 transfert géostationnaire 2,4 tonnes soit 600 kg de plus.

Les modifications sont peu coûteuses (environ 144 millions d'euros), car le lanceur dispose d'une certaine réserve de puissance : la pression

dans la chambre de combustion de tous les moteurs est légèrement augmentée.

Le surplus de poussée obtenu permet l'allongement du troisième étage de 1,2 mètre et l'emport de 2 tonnes d'ergols de plus.

Deux propulseurs d'appoint à poudre de 9,7 tonnes, fournissant chacun pendant une durée de 29 secondes une poussée supplémentaire

de 66 tonnes, sont accolés à la version Ariane 3 (la version Ariane 2 en est dépourvue).

Un des deux ergols du premier étage, l'UDMH, est remplacé par l'UH 25, plus énergétique.

Le résultat final dépassera les prévisions avec une charge utile de 2,2 tonnes pour la version Ariane 2 et de 2,7 tonnes pour Ariane 3.

Ariane 3 effectue son premier vol le 4 août 1984 [10]. Ariane 3 volera 10 fois jusqu'en 1988 avec un échec en 1985.

Elle emmènera 2 satellites géostationnaires à chaque fois.

La fusée Ariane 2, moins puissante, est moins utilisée : son premier vol a lieu le 31 mai 1986 et est un échec.

Il y aura quatre autres vols entre 1987 et 1989.

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Ariane 4

L'agence spatiale européenne décide en octobre 1981, sur proposition de la France, de développer une version plus puissante permettant de

 placer 4,17 tonnes en orbite géostationnaire : l'objectif est de mettre en service cette nouvelle version en 1986 de manière à pouvoir répondre

 aux besoins de la nouvelle génération de satellites de télécommunications.

L'Ariane 4 comporte un premier étage allongé qui lui permet d'emporter 226 tonnes d'ergols.

Les moteurs Viking voient une nouvelle fois leur puissance augmenter légèrement.

Des propulseurs d'appoint liquide peuvent être associés au premier étage : ces propulseurs utilisent un moteur Viking consommant les mêmes

 carburants que les premier et deuxième étage.

Le lanceur est commercialisé dans 6 configurations différentes qui se différencient par le nombre de propulseurs d'appoint (0, 2 ou 4)

et le type de propulseur (à poudre ou liquide).

Selon la version Ariane 4 peut placer de 2 à 4,3 tonnes en orbite de transfert géostationnaire.

Les installations de lancement à Kourou sont agrandies : en effet, d'une part le premier complexe de lancement ne permet d'effectuer

que 6 tirs par an, alors qu'il est prévu dans le futur une moyenne de 10 tirs par an ; d'autre part les propulseurs d'appoint liquide ne peuvent

être montés dans les installations existantes.

L'ESA autorise en août 1981 l'édification d'un deuxième complexe de lancement, ELA 2, pour un coût de 153 millions d'euros.

Avec ELA 2 le déroulement du montage de la fusée et son lancement sont profondément modifiés pour limiter les conséquences d'une explosion

 au décollage et surtout réduire le délai entre deux tirs : un bâtiment d'assemblage est construit à près d'1 km de l'aire de lancement et la fusée

 est amenée sur le lieu de décollage posée sur une table de lancement qui se déplace sur des rails.

Grâce à ces nouvelles installations, le délai entre deux tirs peut être réduit théoriquement de 28 à 18 jours.

Le premier lancement de Ariane 4 a lieu le 15 juin 1988[11].

Ariane 4 est tiré 116 fois entre 1988 et 2003 et ne connaît que 3 échecs.

Le lanceur, qui enlève en moyenne une charge utile 3 585 kg, a lancé 186 satellites.

 

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Ariane 5 : un lanceur complètement nouveau

La décision de construire le lanceur Ariane 5 est prise le 31 janvier 1985.

À l'époque, Ariane 4 n'a pas encore volé et le lanceur est loin d'avoir acquis sa position dominante sur le marché des satellites commerciaux.

 Alors que Ariane 1 avait été conçue pour le lancement des satellites géostationnaires, Ariane 5 doit selon les plans initiaux lancer des charges

 lourdes en orbite basse, en particulier la future navette spatiale européenne Hermès qui sera abandonnée par la suite.

Cette orientation initiale se retrouve en partie dans l'architecture du lanceur.

Mais l'analyse des tendances du marché effectuées peu après montrèrent que le poids moyen des satellites de télécommunications

 géostationnaires allait dépasser les 2 tonnes vers 1995 excédant les capacités de lancement double d'Ariane 4.

Il fut donc décidé qu'à cette date le lanceur Ariane 5 prendrait le relais d'Ariane 4.

L'investissement est initialement chiffré à 4,1 milliards d'ECU (la même somme en euros).

Les principaux pays contributeurs sont la France (46,2 %), l'Allemagne (22 %), l'Italie (15 %) et la Belgique (6 %). L'Espagne, les Pays-Bas,

la Suède et la Suisse prennent une participation comprise entre 1 et 2 %.

L'investissement réel calculé en 2009 s'élève à 8 milliards €[12].

Sur le plan technique, le lanceur Ariane 5 n'a rien en commun avec ses prédécesseurs.

La poussée de 1 200 tonnes au lancement est obtenue à hauteur de 90 % par deux gros propulseurs d'appoint à poudre (EAP).

Le premier étage proprement dit (EPC) est propulsé par un nouveau moteur-fusée, le Vulcain consommant un mélange hydrogène/oxygène

très performant mais qui ne fournit initialement que 10 % de la poussée.

Cet ensemble est surmonté, au choix, d'un étage utilisant des propergols hypergoliques réallumables (EPS) ou d'un étage cryogénique plus

 puissant mais non réallumable (ESC).

Le corps central du lanceur a un diamètre important de 5,4 mètres qui permet d'adapter facilement à son sommet des charges utiles

 volumineuses.

Plusieurs jeux de coiffes sont disponibles en fonction de l'encombrement et du nombre des satellites.

Pour lancer Ariane 5, des installations particulièrement importantes sont édifiées à Kourou.

Les installations existantes, ELA-1 et ELA-2, ne sont en effet pas adaptées au nouveau lanceur plus trapu et de composition radicalement

 différente.

La rationalisation d'une campagne de tir est poussée plus loin.

Plusieurs bâtiments permettant l'assemblage des propulseurs d'appoint, du lanceur et de sa charge utile sont édifiés : ils sont tous reliés

entre eux par une double voie ferrée sur laquelle la fusée et ses composants circulent.

Un bâtiment permettant de préparer plusieurs satellites en parallèle est également construit.

Enfin une nouvelle aire de lancement est édifiée.

Le complexe baptisé ELA-3 remplace les installations existantes qui doivent être désaffectées après le tir de la dernière fusée Ariane 4.

Par ailleurs une usine est construite près de la zone de lancement pour couler les blocs de poudre des propulseurs d'appoint (EAP) qui sont

 ensuite assemblés dans un bâtiment dédié.

 

 

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Les échecs du lanceur Ariane 5

Le premier lancement prévu en 1995 n'a lieu qu'en juin 1996.

Le vol V-88 est un échec dû à une erreur du logiciel en charge du pilotage du lanceur.

Le deuxième vol est un demi-succès : l'orbite visée n'est pas atteinte car le premier étage EPC s'est arrêté avant d'avoir épuisé ses ergols.

Pour pouvoir répondre aux besoins en attendant la fiabilisation du lanceur, la société Arianespace doit passer commande

de lanceurs Ariane 4 supplémentaires.

Le problème se reproduira au 11e lancement.

Le premier lancement de la version ECA en 2002 est également un échec.

Il faudra attendre 2005 pour que cette version vole à nouveau.

Depuis le lanceur a effectué 40 lancements sans connaître de défaillance (situation en décembre 2010).

Principaux jalons

 

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Le succès commercial d'Ariane

Le but du programme européen Ariane est, initialement, de se rendre indépendant[13] des technologies américaines et russes, et de pouvoir

 lancer un ou deux satellites gouvernementaux par an[14]; il n'était pas prévu de développer une activité commerciale.

L'utilisation du pas de tir de Kourou, inauguré en 1968[7], favorisé par sa localisation près de l'équateur, l'augmentation de la masse

des satellites géostationnaires, les errements de la politique spatiale américaine autour de sa navette spatiale, des choix techniques et de

 dimensionnement pertinents vont transformer la fusée Ariane en un acteur majeur sur le marché du lancement de satellites commerciaux.

Entre 1979 et 2009, environ 300 satellites de plus de 100 kg ont été lancés par une fusée Ariane.

Les satellites de télécommunications en orbite géostationnaire dominent : 236 satellites de cette catégorie ont été lancés dont 81 d'origine

 américaine, 69 européens et 49 asiatiques.

Ariane a également été utilisée pour lancer d'autres types de satellites : tous ceux-ci, à deux exceptions près, ont été fabriqués par les pays

 européens pour leur compte ou celui de l'Agence spatiale européenne : 13 satellites scientifiques (comme les télescopes Herschel et Planck),

3 sondes spatiales (comme Rosetta), 5 satellites d'observation (la famille des satellites Spot), 8 satellites météorologiques, 18 satellites militaires

 (comme les satellites Helios).

Pour des raisons de coût, la majorité des satellites scientifiques européens sont lancés par des fusées russes, mieux adaptées pour les charges

 utiles de masse moyenne ou faible à placer en orbite terrestre basse.

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Caractéristiques techniques des lanceurs Ariane

Principales versions du lanceur Ariane

Ariane 1 Ariane 2 Ariane 3 Ariane 4 Ariane 5 G Ariane 5 ECA Ariane 5 ECB
Période 1979-1986 1986-1989 1984-1989 1988-2003 1996-2009 2002-  ?
Lancements/réussis 11/9 6/5 11/10 116/113 24/23 (dont 2 mises sur orbite trop basse) 23/22
Charge utile 1,85 t (GTO) 2,21 t (GTO) 2,72 t (GTO) 2,13 à 4,95 t (GTO) 6,9 t (GTO) 9,6 t (GTO) 12 t (GTO)
Masse totale 210 t. 219 t 240 t 245 à 484 t. 740-750 t. 760-780 t. 790 t.
Hauteur 47,4 m 48,9 m 48,9 m 54,90 - 58,70 m 52 m 56 m  ?
Diamètre 3,8 m 3,8 m 3,8 m 3,8 m 5,4 m 5,4 m 5,4 m
Propulsion 4 x Viking 2
Viking 4
HM-7
4 x Viking 2B
Viking 4B
HM-7B
4 x Viking 2B
2 x Propulseurs
Viking 4B
HM-7B
4 x Viking 4B
0:4 x PAP
ou 0:4 PAL
Viking 5B
HM-7B
Vulcain 1
P238
Aestus
Vulcain 2
P241
HM-7B
Vulcain2
P241
Vinci

 

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Les évolutions du lanceur à l'étude

 

 

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Ariane 5 ECB ou ME

Le lanceur Ariane 5 est solidement installé, avec plus de 50 % de part de marché, sur le créneau des satellites géostationnaires lourds

qui, même s'ils ne représentent qu'environ 25 % des lancements (environ 20 à 30 satellites par an sur une centaine de satellites lancés

 annuellement), constituent l'essentiel du marché commercial. Cette position pourrait toutefois être remise en question :

Les satellites géostationnaires continuent à grossir or le coût d'un lancement Ariane 5 n'est acceptable que si la fusée peut lancer 2 satellites en

 même temps.

Avec des satellites qui atteignent aujourd'hui jusqu'à 7 tonnes (TerreStar-1), un lancement double peut devenir impossible (capacité de Ariane 5 :

 9,5 tonnes).

Les lanceurs concurrents de Ariane 5 disposent d'un étage supérieur réallumable ce qui n'est pas le cas de l'étage cryogénique de la fusée

européenne (par contre l'EPS étage non cryogénique moins puissant le peut).

Cette capacité donne une plus grande souplesse opérationnelle : le lanceur peut par exemple prendre en charge la circularisation de l'orbite

 géostationnaire traditionnellement confiée à un étage d'apogée faisant partie intégrante du satellite.

Cette caractéristique permet également d'optimiser le lancement des sondes interplanétaires.

Une version d'Ariane 5, l'Ariane ECB plus récemment appelée Ariane ME, est depuis plusieurs années à l'étude.

Elle est capable de lancer 12 tonnes en orbite de transfert géostationnaire, grâce à un deuxième étage cryogénique rallongé emportant

3 fois plus de carburant et un nouveau moteur, Vinci à la fois plus puissant et plus performant[15].

Le lancement de la phase 1 du développement de cette version plus puissante du lanceur a été décidé lors de la conférence ministérielle de l'ESA

 en novembre 2008. Le premier vol d'Ariane 5 ME est prévu en 2017

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Ariane 6

Différentes architectures sont étudiées pour le remplacement d'Ariane 5 et de ses éventuelles variantes à l'horizon 2025.

Les deux principaux objectifs du programme FLPP (Future Launcher Preparatory Program) financé par l'agence spatiale européenne

sont de diminuer le coût du kilogramme placé en orbite et d'augmenter la fiabilité, c'est-à-dire de réduire la probabilité d'un échec au lancement.

 Différentes pistes sont explorées, toutefois la solution du lanceur réutilisable est a priori écartée car nécessitant un investissement

que l'Europe n'a pas les moyens de réaliser.

Parmi les pistes retenues :

Le remplacement, au niveau du premier étage, de la combinaison d'ergols hydrogène/oxygène par le couple kérosène/oxygène.

Ce dernier permet de développer des poussées plus importantes (facteur important au lancement) et de réduire le poids de la structure

(le kérosène est plus compact que l'hydrogène).

C'est le choix effectué par deux des lanceurs de la même classe, l'américain Atlas V et le lanceur ukraino-russe Zenit.

L'association de plusieurs premiers étages en grappe à la manière de la Delta IV Heavy pour obtenir une capacité de lancement importante.

L'agence spatiale française prépare de son côté un projet de micro-lanceur, Aldebaran, qui doit permettre de tester les nouvelles

technologies qui pourraient être mises en œuvre sur le remplaçant d'Ariane 5 : électronique compacte, nouvelles techniques de propulsion[16].

 

 

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L'organisation industrielle

La maîtrise d'œuvre industrielle est confiée à EADS Astrium Space Transportation filiale du groupe EADS qui a repris les sites et les activités

 d'Aerospatiale l'ancien maître d'œuvre, de Dornier le principal industriel allemand impliqué ainsi que d'autres contractants.

Le premier étage cryotechnique EPC est assemblé par EADS Astrium Space Transportation dans l'usine des Mureaux

en région parisienne à partir du réservoir isolé et équipé, fabriqué par Cryospace, filiale à 55 % d'Air liquide et à 45 % d'Astrium installée

sur le même site des Mureaux et de composants produits entre autres par Snecma Moteurs (moteur Vulcain) sur le site de Vernon dans l'Eure,

 MAN sur le site d'Augsburg (Allemagne), Astrium Allemagne (ex Dornier) à Brême et Dutch Space aux Pays-Bas.

Snecma Moteurs, groupe Safran est responsable de la conception et de l'intégration des moteurs cryogéniques Vulcain 1 pour Ariane 5 et Vulcain

 2 et HM-7B pour Ariane 5 ECA.

EADS Astrium Allemagne fournit les chambres de combusion des moteurs (site d'Ottobrun) ainsi que l'étage à propergol stockable Aestus

pour la version générique.

Par ailleurs, pour le moteur Vulcain, Volvo (Suède) fournit le divergent de la tuyère, Avio (Italie) la turbopompe oxygène et MAN le cardan.

La motorisation des premières versions d'Ariane était conçue par la Société européenne de propulsion (SEP) qui fut par la suite intégrée à la Snecma[17].

L'étage Supérieur Cryotechnique (ESC-A) dans la version Ariane 5 ECA est réalisé par Astrium Allemagne à Brême ainsi que la case à

 équipements également assemblée sur place à partir de composants venant d'Espagne, d'Allemagne, de Suède, de Belgique et de France.

Les deux gros propulseurs à poudre (EAP) sont fabriqués par la société Europropulsion détenue à parts égales par Snecma et la société italienne

 Avio. La tuyère est réalisée par Snecma, le corps du propulseur par MAN en Allemagne tandis que les ergols sont préparés et coulés par

 Regulus une société détenue à 60 % par l'italien Avio et à 40 % par Snecma.

L'assemblage des propulseurs est réalisé sur le site de Kourou en Guyane.

La coiffe est réalisée par la société suisse Contraves[15].

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Le lanceur Ariane face à ses concurrents

Ariane 5 met en orbite des satellites lourds (de plusieurs tonnes) généralement par paire.

Les engins européens de cette classe sont essentiellement des satellites commerciaux.

Les satellites européens scientifiques ou militaires, la plupart du temps plus légers, ne sont pas lancés par Ariane 5 mais par des fusées russes

 mieux adaptées et beaucoup moins coûteuses comme Soyouz ou des missiles balistiques reconvertis en lanceur.

En 2009 toutefois, Ariane a lancé 2 télescopes spatiaux européens particulièrement lourds (Planck et Herschel) ainsi qu'un satellite de

 reconnaissance français Helios 2B.

L'étroitesse du marché (de 20 à 30 satellites commerciaux par an) limite ces dernières années à en moyenne 6 le nombre de lancements d'Ariane

 5. Durant l'année 2009, 7 tirs ont été effectués.

Sur le marché des satellites commerciaux lourds les principaux concurrents d'Ariane 5 sont les lanceurs de l'ex URSS, les fusées Proton et Zenit

 et dans une moindre mesure le lanceur chinois Longue Marche 3.

Les lancements de la Proton (capacité 5 tonnes en orbite de transfert géostationnaire) sont commercialisés par ILS, société contrôlée par

 Lockheed Martin le fabricant américain de l'Atlas V.

La Proton est le principal concurrent d'Ariane 5 malgré 2 échecs en 2007 et en 2008.

Les lancements de la Zenit, d'une capacité équivalente à la Proton, sont commercialisés par Sea Launch filiale de Boeing constructeur

par ailleurs de la Delta II et de la Delta IV.

Sea Launch traverse aujourd'hui des difficultés financières très sérieuses qui menacent son existence.

Les lanceurs américains Delta IV et Atlas V, dont la conception remonte à la fin des années 1990, devaient initialement permettre aux

 constructeurs américains de revenir sur le marché des lancements commerciaux.

Mais leur coût s'est avéré trop élevé et leurs constructeurs se sont concentrés sur le marché captif des agences gouvernementales américaines.

Nombre de lancements par année et type de lanceur[18].
(lanceurs moyens et lourds seulement)
Année 2006 2007 2008 2009 Coût lancement[19]
Millions $
Coût/kg
Lanceur tirs satellites tirs satellites tirs satellites tirs satellites
Ariane 5 Drapeau : Union européenne 5 10 6 12 6 11 7 12 220 M$ (ECA) 22 917 $
Atlas V Drapeau des États-Unis 2 2 3 5 2 2 5 6 125 M$ (501) 25 000$
Delta II Drapeau des États-Unis 6 8 8 8 5 5 8 9 65 M$ (7920) 36 011 $
Delta IV Drapeau des États-Unis 3 3 1 1 - - 3 3 170 M$ (Medium) 40 380 $
Falcon 9 Drapeau des États-Unis - - - - - - - - 55 M$ (prévision) 12 115 $
H-IIA Drapeau du Japon 4 4 2 3 1 1 3 3

Longue Marche 3 Drapeau de la République populaire de Chine 3 3 6 6 4 4 2 2 60 M$ (3A) 23 177 $
Proton Drapeau de la Russie 6 6 7 7 10 10 8 10 100 M$ (M) 18 182 $
Zenit Drapeau : Ukraine 5 5 1 1 6 6 4 4 60 M$ (SLB) 16 666 $

 

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Notes et références

Notes

  1. Le satellite franco-allemand de télécommunications Symphonie sera lancé par les américains à condition que ses propriétaires renoncent à toute utilisation commerciale, pour ne pas concurrencer Intelsat, organisation internationale à l'époque étroitement contrôlée par les intérêts américains.
  2. Satellites de plus de 100 kg. Les satellites Intelsat sont comptabilisés comme américains, les satellites Eutelsat et Inmarsat comme européens.
  3. Seuls les satellites lancés par la fusée Ariane sont indiqués. La valeur de 2003 n'est pas significative car cette année 1 seul satellite de télécommunications a été lancé par une fusée Ariane.

Références

  1. William Huon p.70
  2. William Huon p.72-73
  3. Ce lanceur est actuellement en exposition à l'Euro Space Center, Transinne (Belgique)
  4. Durand, p. 210-211
  5. Durand, p. 196
  6. Durand, p. 199
  7. a et b Dupas, p. 80
  8. Durand, p. 267-269
  9. Journal télévisé du 24 décembre 1979 relatant le lancement d’Ariane (archive INA)
  10. Journal télévisé du 4 août 1984 relatant le lancement d’Ariane 3 (archive INA)
  11. Journal télévisé du 15 juin 1988 relatant le lancement d’Ariane 4 (archive INA)
  12. Die Ariane 5, Berndt Leitenberger
  13. Dupas, p. 79
  14. Durand, p. 205
  15. a et b Les nouveaux habits d'Ariane, Banque des savoirs Essone, 27/10/2008
  16. Les nouveaux habits d'Ariane, Banque des savoirs Essone, 27/10/2008
  17. Présentation générale du moteur HM-7B
  18. Launcher (log des lancements) sur Gunter's Space Page
  19. FAA Semi-Annual Launch Report: Second Half of 2009, Federal Aviation Administration - Office of Commercial Space Transportation

Bibliographie