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CHRONOLOGIE ARIANE

ELA 3 La table de lancement AR5

La table de lancement AR 5 est totalement mobile puisque la préparation du lanceur se déroule sur trois zones distinctes et éloignées les unes des autres. De part sa conception, elle est capable d'aller en zone de lancement et procéder au décollage en moins de 48 heures. En conséquence, elle intègre à l'intérieur toutes les interfaces bord sol. Lorsque le lanceur arrive au BIL, le bâtiment d'intégration lanceur, il est immédiatement raccordé sur la table et ces raccordements sont définitifs, contrairement au concept précédent d'Ariane 4. A chaque étape, BAF et ZL, la table reste raccordée au sol
La table renferme toutes les fonctions allant  de l'énergie à l'informatique en passant par la climatisation, l'éclairage, les systèmes d'alarme, la vidéo. La table sert a supporter le lanceur et est capable de résister au flammes du décollage protégeant ainsi l'ensemble des systèmes embarqués. La table est une structure blindée, comme ses portes qui sont cadenassées pour le lancement afin d'éviter une éventuelle ouverture au moment du décollage à cause des vibrations. A l'intérieur se trouvent des compartiments, appelés des locaux techniques qui accueillent les fluides, le contrôle de commande, l'énergie, la climatisation nécessaire au lanceur depuis le BIL jusqu'en ZL. certains locaux techniques sont climatisés, ou pressurisés ou placés sous gaz inerte à l'azote afin de prévenir toute inflammation accidentelle. Comme les autres bâtiments du centre, la table est sous contrôle permanent, détection incendie, extinction d'incendie, contrôle d'oxygène et alarmes diverses.
La table embarque et assure les liaisons fluides vitales pour le lanceur, comme les lignes d'ergols de remplissage (H2, O2 et He) composés d'une double enveloppe sous vide assurant le maintenant en température des ergols cryogéniques et les lignes gaz (He et n2) pour la pressurisation et dépressurisation, reliés aux réservoirs. Elle assure aussi les fonctions électriques et de commande comme celle de sécurité (détection de gaz ou incendie, extinction de feu, inertage des locaux.
La table embarque enfin différents moyens de communication, comme les liaisons de télémesure et de télécommunication, les équipements vidéo, optiques pour l'analyse du lancement. Le client peut à tout moment dialoguer avec son satellite dans la coiffe grâce à une liaison optique qui suit la table lors de ces déplacements.

La table AR 5 est une énorme structure métallique posée sur boggies de chemin de fer. La base mesure 25,5 mètres sur 20,9 mètres pour 5 m de hauteur. Sa masse à vide est de 870 tonnes (1715 avec le lanceur rempli). Elle est équipée d'un mât ombilical de 58 m de haut composé de deux parties qui abrite toutes les installations nécessaires à l'alimentation (fluide et électrique) et au contrôle du lanceur. Elle comporte trois niveaux : un premier pour l’interface fluidique, un second pour les fonctions de contrôle / commande, et un troisième pour les ressources de puissance et de conditionnement d’air. Un système hydraulique assure les mouvements de levage et de descente de la table.

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A l'intérieur de la table, on trouve donc:

_ l'ensemble des systèmes fluides pour les remplissages en hydrogène et oxygène liquide de l'étage EPC et la mise en froid du moteur Vulcain;

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Plomberie de la table de lancement à l'arrière, H2 et O2 et vue de l'intérieur

_ les interfaces des systèmes de contrôle commande CCO et CCX permettant de communiquer avec les unités centrales qui se trouvent au CDL 3, ainsi qu'avec le lanceur et les interfaces process;
_ les baies clients, fournies par Arianespace et remplies par le client satellite, permettant de communiquer avec le satellite installé sous la coiffe;

Les salles dans la table de lancement pour les charges utiles permettent d'accueillir 4 slots de rack 19 pouces antisismique pour chaque clients, le COTE Check-Out Terminal Equipment hissé verticalement au travers d'une porte de 1 m sur 80 cm et le personnel au travers d'une porte de 1,7 m sur 1 m. Les équipements installés dans le COTE sont qualifiés pour supporter des niveaux acoustiques de 137 dB. table AR5 baies clients.jpg (156186 octets)
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_ les systèmes courant faibles pour l'alimentation en énergie et climatisation, mais également pour les systèmes de détection incendie, anoxie et autres systèmes de sécurité;
_ les systèmes AMEF, allumeur de mise en froid, système pyrotechnique utiliser pour enflammer, en sortie de moteur, l'hydrogène ayant servit à la mise en froid du Vulcain. 

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table AR5 allumage vulcain.JPG (29533 octets) Au moment du démarrage du moteur, il faut que tous ces organes soient à la bonne température pour ne pas subir de choc thermique quand les ergols (22 K pour l'Hydrogène, 90 K pour l'Oxygène) circuleront. Pour cela, on fait circuler dans tous les organes à refroidir, notamment les roulements, la chambre, les vannes, de l'hydrogène liquide dans des petits canaux ad-hoc extrêmement complexes.
 Cet Hydrogène se réchauffe et sort du moteur à l'état gazeux, avec un risque d'accumulation sous le moteur. Pour éviter cela, on le brûle via ces deux torchères, petits blocs de poudre allumés dès la mise en froid finale. Le système complété par le "tore-azote"qui aspire les flammes générées par le brûlage de l'hydrogène, vers le carneau pour éviter qu'elles ne remontent le long du lanceur;

Dans le mat de la table, sont également installés:

_ les systèmes de ventilation lanceur par air froid et sec , notamment pour la jupe avant de l'EPC, la JAVE et la charge utile;
_ les interfaces clients, constituées par de très nombreux câbles;
_les systèmes de largage et de pendulage des ombilicaux et leurs contrepoids;
_les systèmes permettant d'ouvrier et de fermer les bras cryogéniques enfermés dans deux nouveaux caissons situés de chaque coté du mat;

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Les bras cryogéniques supportent les interfaces de remplissage et de vidange de l'étage supérieur cryotechnique ESCA. Ils ont été rajoutés sur la tour de lancement initiale lors de l'introduction de ce nouvel étage, et ne servent donc pas pour les tirs avec l'EPS, étage à ergols stockables directement rempli au BAF, Bâtiment d'Assemblage Final. Ils ne servent que pour l'ESCA, l'EPC étant rempli directement par le sol en bas de l'étage.

Le bras de gauche (quand on regarde le lanceur depuis la table) supporte les interfaces Hydrogène (liquide et gazeux), celui de droite ceux relatifs à l'Oxygène et à l'Hélium de pressurisation et de commande. L'interface proprement dite avec le lanceur s'appelle la plaque à clapets ; son dégondage est assez critique en raison d'une cinématique assez complexe et des efforts nécessaires pour combattre le givre : pour cette raison, et pour maîtriser complètement cette phase, on a choisi ce principe déjà bien connu sur Ariane 4 de bras rétractables (contrairement aux japonais par exemple qui ont de simples ombilicaux fluides).

 

Le retrait des bras se fait en temps négatif, c'est-à-dire avant le lancement. Il a été jugé qu'il serait trop critique de le faire en temps positif si on devait avoir un problème mécanique : le décollage avec un bras non rentré serait certainement catastrophique. Du coup, si on a un tir avorté, la vidange de l'ESCA se fait à travers d'autres lignes ombilicales appelées lignes de purge qui permettent le dégazage lent des ergols.

 

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Les différents tuyaux amenant l'Hydrogène liquide et gazeux ainsi qu'une forte collection de petits lignes permettant la ventilation et l'assainissement de cette zone, ainsi que les mesures électriques nécessaires. On note également la protection thermique (manchons aluminisés) sur les lignes et sur les clapets (mousse blanche style PVC alvéolé). On note sur le dessus la cablette de déverrouillage qui en se tendant va commander la séparation mécanique de la plaque. On voit aussi la casquette qui protège la plaque de la pluie, potentiellement gênante dans cette zone très froide.

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Le dégondage se fait par rotation par rapport au bas de la plaque, puis rétractation par un câble avaleur et pendulage via deux câbles. On notera la bordure de givre sur l'ESC après séparation. On note enfin, après séparation de la plaque, les trois clapets côté lanceur. table AR5 largage clapet 03.JPG (31881 octets)
 

A droite de la plaque se trouve le CPH, Connecteur de Purge Hydrogène, qui n'est largué qu'en temps positif, après décollage. C'est par ce connecteur que dégaze l'Hydrogène qui s'est réchauffé dans le réservoir, évitant ainsi une surpression, et c'est lui qui sert à vidanger le réservoir en cas de tir avorté, c'est-à-dire non-décollage, mais après ouverture des bras CRVO. On voit bien les diverses cablettes qui interviennent dans son largage.

 

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_ une partie des systèmes fluides liés à l'étage cryogénique ESC A;
_ le système amortisseur véhicule SAV, qui permet de stabiliser le lanceur posé sur sa table;
_ les caméras de contrôle;

Du haut vers le bas, on trouve les ombilicaux suivants : 
- POP, Prise Ombilicale Pneumatique, servant au conditionnement d'air pour les satellites-clients sous coiffe. En version lancement simple ou lancement double avec Sylda (donc sous coiffe) il n'y a qu'une POP ; en lancement double avec Speltra, il en faut 2. C’est un gros boa de conditionnement d’air.

- POECoiffe, Prise Ombilicale Electrique permettant l'alimentation électrique des clients 

- POECase, lien électrique entre le lanceur et le sol, alimentation électrique et passage des mesures, physiquement implanté sur la Case à Equipements 

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- CPH et CPO, Connecteurs de Purge côté Hydrogène à gauche et Oxygène à droite 

- POPEPC, interface pneumatique permettant de ventiler à l'Azote la cavité entre le haut de l'EPC et le base de l'ESC.

Le décrochage des ombilicaux se fait en temps positif, c'est-à-dire après le décollage du lanceur. Chaque ombilical est relié à la tour par trois séries de câbles (parfois plus quand on dédouble une fonction) : - le premier de longueur fixe sert à tirer sur la gâchette de déverrouillage ; il est passif et n'agit qu'en s'opposant au mouvement du lanceur - le deuxième de longueur fixe également fait le pendulage, c'est-à-dire supporte l'ombilical via un point fixe situé sur le mat, bien au dessus ; le câble permettra ainsi à l'ombilical de suivre une trajectoire en arc de cercle jusqu'au matelas de protection sur le mat - le troisième fait l'avalement : dès que l'ombilical est déverrouillé, ce câble de longueur variable va attirer l'ombilical vers le mat le plus rapidement possible afin d'éviter toute interférence avec le lanceur ou son jet. L'avalement se fait simplement de façon passive par la chute d'un contrepoids dans le mat via un jeu de poulies et de renvois. Les prises ombilicales elle-même sont des équipements complexes, assez lourds et requérant donc une attention particulière. Pour éviter de les endommager lors de l'avalement avec un choc fort contre le mat, on place des matelas aux hauteurs ad-hoc pour amortir le choc. 

       

Les débris que l'on voit tomber le long du lanceur après son décollage sont les morceaux de la COSYVE, Coque du Système de Ventilation. L'interface avant entre les EAP et l'EPC, ce qu'on appelle le DAAV, est fixé côté EAP sur une structure assouplissante appelée DIAS, Dispositif Assouplissant, structure hybride métal caoutchouc, formé d'un grand nombre de couches lamifiées (structure s'avoisinant un peu avec celle d'un pneu de voiture).Or pour que ce DIAS assure correctement sa fonction, il faut que les lamifiés caoutchouc soient dans une gamme précise de température. Pour tenir compte des nombreuses incertitudes qui peuvent jouer (jour nuit, position du soleil, durée d'ensoleillement avant le lancement, pluie…) on a choisi de ventiler ce DIAS au sol; table AR5  larguage COSYVE.JPG (37837 octets)
Pour cela, on a besoin d'une housse autour du DIAS, la COSYVE, coque rigide mais très légère et fragile. Lors du décollage, le raccourcissement du DIAS consécutif à l'introduction des efforts EAP casse cette coque dont les débris, très légers, tombent autour du lanceur. C'est un principe analogue que l'on utilisait sur Ariane 1 à 4 pour ventiler le deuxième étage L33 au sol.

_ les caissons LBS, liaisons bord sol,  permettant d'isoler et de protéger les ombilicaux des flammes du lanceur au moment de leur largage;

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Les interfaces fluides de l'EPC (remplissage, vidange, liquide, gaz) se font par l'arrière de l'étage par l'intermédiaire de caissons montés sur la table de lancement, toutes les interfaces étant regroupées en deux zones, le caisson LBS hydrogène à gauche et celui d'oxygène à droite. La déconnexion se fait en temps positif. Elle est générée par le mouvement du lanceur qui, par un système de bielles, casse chaque ligne d'interface dans une zone fragilisée que l'on appelle pièces AKC (à casser). Dès que les pièces sont cassées, elles sont avalées vers le bas par un système de ressorts qui les guide dans un caisson protecteur, caisson LBS, sur lequel vient rapidement se refermer une lourde porte protégeant cette zone sensible des méfaits du jet du lanceur. La fermeture de la porte est passive, induite à nouveau par le mouvement du lanceur : une tige appuyée sur l'arrière du BM (Bâti Moteur) EPC est libérée lors du décollage ; un contrepoids permet alors la translation de la porte qui referme le caisson LBS.

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Ariane 5 sur sa table. La fosse d'évacuation des gaz du moteur Vulcain. 
Détail des pipettes du système d'aspiration de l'azote.

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Les deux EAP sont posés sur des palettes elles même roulées par dessus leur fosse d'évacuation des flammes. 
Au centre, vue du caisson LBS hydrogène sur la table. 

La table de lancement réalisée par la firme allemande MAN Gutehoffnungshutte AG est tractée par un camion MAN auquel 16 vitesses permettent d' atteindre 4 km/h en pleine charge. La table de 1700 tonnes avec le lanceur parcourt les 4 km de voies ferrées et fait la navette entre le Bâtiment d’Intégration Lanceur, le Bâtiment d’Assemblage Final  et la zone de lancement. Les deux voies sont parallèles (au standard SNCF). La table est posée sur des bogies réunis par des sommiers ou châssis intermédiaires, à la manière des affuts-trucks des canons d'ALVF (style grosse Bertha) ou des wagons spéciaux de la STSI, mais quadruplés : un ensemble de bogies aux 4 coins, soit 16 x 4 roues. La traction est assurée par un tracteur 6x6 Saviem doté d'une transmission hydraulique spéciale, qui roule sur une piste entre les 2 voies. Pour Ariane 4, la plateforme a des bogies DIAMOND (des Y11M de récupération, sans doute). Pour Ariane 5, les bogies sont de type spécial, genre Arbel, avec un voile plein en guise de châssis, mais toujours du même principe : pas de suspension primaire, et la secondaire constituée de ressorts hélicoïdaux supportant la traverse pivot (2 par longeron sur les Diamond, 3 sur les bogies Ariane 5).

L’ensemble table de lancement / lanceur pendant son transfert est alimenté par le Groupe Servitude Table, assurant la fourniture en énergie, la ventilation et le conditionnement d’air. Le transfert du Bâtiment d’Assemblage Final vers la zone de lancement s’effectue sur une distance d’environ 4 à 5 km.

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Déplacer une fusée, en entier ou par étage, n’est pas manœuvre courante pour un conducteur. Ils ne sont que huit parmi les 20 chauffeurs du service transport du CSG à être affectés à des transferts de grosses masses. Et là encore entre satellite et lanceur, il y a plus qu’une nuance :une énorme différence. Les conduites et compétences diffèrent dans les deux cas. Seuls quatre d’entre eux réalisent les transferts d’Ariane 4 et d’Ariane 5 sur les mises en pivot d’un étage au hall d’assemblage. Dans ce cas précis, la marge d’erreur du chauffeur est de l’ordre de cinq millimètres (pas un de plus). Et même s’il est guidé au sol par un collègue, c’est lui qui, au volant, approche au plus près le camion de l’étage (30 mètres de hauteur) et le dépose ensuite sur les pivots. Cette opération exige une extrême précision, de la souplesse de conduite et de la dextérité. Des appareils installés sur le camion, sortes d’enregistreurs sismiques, mesurent chocs et vibrations. Si des anomalies sont détectées, l’étage est intégralement radiographié pour déceler d’éventuelles fêlures. Là, pas de place au hasard, la moindre faille ne pardonne pas. Conduire dans ces conditions extrêmes demande une parfaite connaissance des véhicules, du matériel et des opérations. La responsabilité en incombe au chauffeur qui doit savoir anticiper tous les cas de pannes éventuels. Sachant que les camions ne sont pas de simples poids lourds mais des engins sophistiqués, informatisés, automatisés. Lors d’une campagne, le lanceur est transporté du port aux bâtiments de stockage sur l’ensemble de lancement, puis sur la zone de lancement. Généralement ces transferts se font à 4 heures du matin ou le soir à 20 heures afin d’éviter grosses chaleurs et blocage de circulation. La table est simplement posée sur des rails. Le camion ne la pousse pas mais la tire. Le transport par rails est obligatoire en raison du poids d’Ariane (environ 1 200 tonnes).Aucun camion ne peut supporter une telle masse. Pour parcourir les 950 mètres entre le hall d’assemblage d’Ariane 4 et la zone de lancement, le camion met une demie-heure en roulant à 2,8 km/heure. Pour Ariane 5,la distance à parcourir est de quatre kilomètres avec une vitesse de 5 km/heure. A la nuance près que si Ariane 4 est attachée par quatre crochets, Ariane 5 ne l’est pas. S’il manque deux millimètres en arrivant à l’accostage, c’est au chauffeur de rectifier le tir. Un jeu d’enfant ! A tel point que pour qu’un jeune chauffeur soit opérationnel dans ce type de transfert, il faut compter au minimum cinq campagnes, soit près d’un an et demi de formation.

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Deux tables de lancement ont été construite par Arianespace sur le site de Kourou. La première table réalise les 6 premiers lancements d'Ariane 5 avant d'être rejointe par la table n°2 en novembre 2002 pour V135. Les tables alternent les tirs avant que la table n°2 soit modifiée en 2002 pour assurer les lancements des Ariane 5 ECA avec leur étage supérieur cryogénique. La table n°1 sera elle modifiée en 2005 pour les Ariane 5 ECA et opérationnelle en octobre 2006 pour V173. 

Construction de la première table Ariane 5

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Quelques images de la table AR5 première version au gré des vols réalisés

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Quelques images de la table AR5 avec les bras cryogéniques pour la version ECS A

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Lors d'un lancement, la table souffre des vibrations et des gaz d'échappement du moteur Vulcain et des EAP. Ces derniers crachent des résidus corrosifs qui par la suite peuvent se transformer en acides chlorhydrique. Le système de déluge par eau sert principalement à réduire le niveau du bruit et à alourdir les gaz des EAP. Juste après le décollage, il sert à nettoyer l'ensemble des structures afin de préserver les liaisons ombilicales.

Une société Suisse APCO Technologies est chargée de faire le nettoyage de la table de lancement deux jours après. Vêtus de protection, deux hommes ont grimpés au sommet de la tour à 60 m de hauteur. Descendant en rappel, comme des spéléologue, ils lessivent  toute la partie de la tour qui comprend les bras cryogéniques. L'opération prend environ 5 heures avec des brosses et de l'eau.  APCO à Kourou depuis 1997 est chargée aussi de l'entretien des bâtiments S5 (ponts roulants, filtres, climatisation). La revalidation dure une semaine, chaque système est analysé et éventuellement réparé avant d'accueillir un nouveau lanceur.