 |
CSG, La production de carburant
|
Air-Liquide Spatial Guyane exploite l'unité de production d'hydrogène liquide et celle d'oxygène/Azote/hélium destinées aux lancements Ariane 4 et Ariane 5. Installée en Guyane depuis 1969, Air Liquide s'intègre au Centre Spatial Guyanais en 1986 dans le but d'assurer la maintenance des installations cryogéniques de l' ELA 2 ainsi que l'exploitation d'une usine de production d'oxygène liquide et d'azote. En 1988, l'Air Liquide commence l'exploitation d'une nouvelle usine d'oxygène liquide et d'azote implantée sur l' ELA 2. Le 1er janvier 1991, devant une augmentation considérable des activités du marché spatial en Guyane, et à la demande du CNES, la Direction Air Liquide crée Air Liquide Spatial Guyane. En 1991, Air Liquide met en place une installation de production et de distribution d'hélium gazeux à 200 bar et investit dans une usine de production d'hydrogène liquide. ALSG exploite cinq unités sur la Base de Lancement Ariane : _ Une unité d'oxygène et d'azote liquide Les activités d'Air Liquide Spatial Guyane au Centre Spatial Guyanais correspondent à quatre types de responsabilités distinctes : _ Maintenance des installations cryogéniques de l'ELA 2
et de l'ELA 3 Ceux-ci sont en effet continuellement analysés tout au long de leur fabrication afin de satisfaire les exigences des clients dans les délais prévus. Tout est mis en œuvre - au travers d'une organisation qualité ISO 9002 - par un personnel formé et encadré dans un respect des délais de fourniture. L'expérience acquise en collaboration avec le centre d'essais de Vernon, et les sept années passées dans l'environnement direct du Centre Spatial Guyanais à fournir les différents fluides nécessaires aux lanceurs Ariane, ont permis à ALSG de se familiariser avec les méthodes utilisées dans les domaines aéronautique et spatial. Air Liquide Spatial de Guyane destine également une partie de ses productions aux besoins de l'industrie, de l'artisanat et des hôpitaux de la Guyane.
DEPOT PORTUAIRE DE METHANOL Cette installation fait partie intégrante de l'unité de production d'hydrogène liquide d'Air Liquide à Kourou. Elle permet de réceptionner des chargements maritimes de méthanol qui est la matière première nécessaire à l'obtention d'hydrogène. Ce dépôt de stockage de 14,5 m de haut, 17,5 m de diamètre pour 5200 m2 de surface au sol est situé dans l'enceinte de la zone portuaire de Dégrad des Cannes. Il est relié par canalisation au ponton pétrolier et permet le remplissage de 2 citernes routières de méthanol pour approvisionner l'usine de Kourou. Les systèmes principaux : Les sous-systèmes : Les équipements auxiliaires : Réserve d'eau incendie de 150 mètres cube
UNITE DE PRODUCTION D'AIR COMPRIME Cette unité regroupe les installations de production d'air d'ELA2 et d'ELA3 pour les besoins de lancement opérationnels d'Ariane 4 et de développement d'Ariane 5 ainsi que les vols opérationnels. Elle se compose d'une batterie de 5 compresseurs électriques, 2 compresseurs à moteur diesel sous hangars abrités. Une centrale d'eau glacée alimente les dispositifs de séchage d'air. L'ensemble est supervisé par un système numérique de contrôle commande (SNCC) situé dans la salle de contrôle commande commune à la production hélium/azote gazeux. Le SNCC assure le démarrage automatique des compresseurs en fonction de la demande du réseau et de la disponibilité de l'énergie électrique. Elle occupe une surface au sol de 1700 mètres carré dont 1000 mètres carré sous hangar (hangar machines). Les systèmes principaux : Les sous-systèmes : 1 canalisation de distribution d'air ELA3 (200 mètres cube de volume en eau) de 5 km Les équipements auxiliaires :
UNITE DE PRODUCTION D'AZOTE ET D'OXYGENE LIQUIDES, D'AZOTE GAZEUX HAUTE PRESSION Cette unité de production qui a été construite dans le cadre du programme de durcissement ELA2 est en service depuis 1988 pour les besoins de lancements opérationnels Ariane 4. Elle est implantée autour de deux bâtiments dans lesquels on trouve des bureaux, un magasin de pièces de rechange, une salle climatisée avec les analyseurs, une salle de contrôle également climatisée. Les stockages d'azote liquide sont reliés à une station de production d'azote gazeux haute pression (250 bar). Cet azote gazeux est obtenu par des pompes immergées dans 4 réservoirs supplémentaires (ART) et reliés à des réchauffeurs atmosphériques à convection forcée. Ce site a été modifié pour les besoins d' Ariane 5, avec l'adjonction de postes de production sur 5 réservoirs semi mobiles d'oxygène liquide et d'un système de pompes d'azote liquide en pied des réservoirs fixes existants, pour remplacer les pompes immergées.
Il occupe une surface au sol de 15000 mètres carré dont 7000 mètres carré aire de remplissage LOX et manoeuvres réservoir semi-mobiles LOX et 450 mètres carré hangar remorques COMETTO Les systèmes principaux : Les sous-systèmes de stockage: La totalité des installations situé juste à coté du dock d' assemblage ELA 2 est ceinturée par une clôture.
UNITE DE PRODUCTION D'HYDROGENE LIQUIDE L'unité LH2 permet de produire et stocker sur le Centre Spatial Guyanais l'hydrogène liquide nécessaire aux besoins opérationnels d'Ariane 4 et d'Ariane 5. Cette unité est associée au dépôt portuaire de méthanol à Dégrad des Cannes (Cayenne).
Situé dans une enceinte protégée au sud de l' ELA 2 à 1 km environ, elle occupe une surface au sol d 15000 mètres carré dont 900 mètres carré pour la zone stockage méthanol usine, 6500 mètres carré pour la zone production d'hydrogène et 7500 mètres carré our la zone stockage et manutention des réservoirs LH2 les systèmes principaux :
Les sous-systèmes de stockage: _ 5 réservoirs mobiles de 320 mètres cube à
3,9 bar (22 tonnes de capacité utile)
Le lancement d'une Ariane 5
nécessite le déplacement de trois de ces stockages en zone avant, à 3 km de
l'usine. Un traceur et une plate-forme de transport équipés de 64 roues ont été
spécialement conçus pour effectuer cette livraison particulièrement délicate
! UNITE DE PRODUCTION ET DE STOCKAGE HELIUM GAZEUX L'unité d'hélium se compose de 7 conteneurs hélium liquide 11000 gallons destinés à alimenter la station de vaporisation compression hélium en amont du réseau de canalisations d'hélium. L'hélium gazeux à 200 bar ainsi que l'hélium liquide peuvent être ainsi mis à disposition et stockés sur site pour les besoins opérationnels d'Ariane 4 et Ariane 5. Une station de surpression à 600 bar et ses canalisations associées complètent cette unité pour les besoins opérationnels d'Ariane 5. Elle occupe une surface au sol de 3000 mètres carré dont 400 mètres carré parking conteneur et 700 m2 de bâtiments dans la zone de préparation de l'ELA 2. Les systèmes principaux : Les sous-systèmes comprennent les canalisations enterrées de 11 km à 200 bar avec 4 branches principales d'un volume en eau global de 600 mètres cube. Les équipements auxiliaires un bâtiment commun avec l'air comprimé comportant la salle de contrôle-commande et un magasin atelier
Chaque lancement d' Ariane 5 nécessite tonnes d' hydrogène et d' oxygène liquide. contrairement à Ariane 4, les réservoirs alimentant l' étage EPC sont transportés en zone avant à J-4, et non pas remplis au pied du lanceur. Les remorques Cométo à 160 roues, les milles pattes sont chargés de faire les aller-retours entre l' usine et le pad de tir. Les quantités acheminées sont toujours plus importantes que ce que va effectivement amener Ariane 5, de manière à satisfaire , le cas échéant plusieurs tentatives. Ce sont donc au total trois réservoirs de 140 000 litres d' oxygène liquide à -183°C et trois réservoirs de 3200 000 litres d' hydrogène liquide à - 253°C que les Cométo transportent. A cela s' ajoute un 4eme réservoir LH2 de 110 000 litres servant à pressuriser les autres.
SNPE TOULOUSE La production de l'ergol MMH pour l'étage à propergol stockable (EPS) ainsi que pour les étages d' Ariane 4 est réalisé à Toulouse dans l' usine de la SNPE la société nationale des poudres et explosifs depuis 1984 pour le tir V10.La décision de produire de l'UDMH français pour Ariane remonte à 1976, mais le CNES et la Direction des Poudres de l'époque y avaient en fait déjà pensé depuis 1962. Pourtant, le projet n'avait jamais pu aboutir, d'abord par suite des difficultés techniques, puis faute de disposer d'un procédé économique et inoffensif. Le vieux procédé Raschig utilisé couramment à l'étranger a en effet le grave défaut d'être cancérigène. Ce qui avait d'ailleurs fait brutalement fermer en 1973 la seule usine de production américaine qui produisait alors d'énormes quantités d'UDMH pour les fusées Titan. Les USA durent améliorer le procédé pour reprendre la production. Mais cela fit monter les prix. L'UDMH s'achète en 1983 ainsi à environ 50 F/kg an URSS, 60 F/kg en Chine et beaucoup plus cher encore aux USA. L'UDMH français produit à Toulouse coûte environ 70 F/kg, ce qui en fait pourtant la production la plus économique d'UDMH selon un procédé non-cancérigène. L'UDMH français est en fait le fruit d'une longue recherche et d'une coopération exemplaire entre le CNES, le CNRS, la SEP et la SNPE qui menaient des études sur le sujet depuis 1961. C'est une variante du procédé Raschig, mais beaucoup plus pure (à 98 %) et dépourvue d'agent cancérigène (nitrozamine), qui a été mise au point en France et testée d'abord sur une autre unité pilote par la SEP et Chimie Developpement Industriel, avant que l'industrialisation ne soit confiée en 1980 à la SNPE qui a investi 44 millions de F dans la construction de l'usine UDMH de Toulouse. Cette unité de production très automatisée a été mise en oeuvre dans les délais prévus,. Elle a été achevée en mars 1983 et la production, très automatisée (20 personnes se relayant 24 h /24), a démarré en mai 1983. La capacité de production de l'usine est limitée pour l'instant à 750 t/an, mais elle pourrait être rapidement (en 6 à 8 mois) portée à 1 000 t/an si nécessaire. Les besoins prévus pour les lanceurs européens étant actuellement d'environ 70 à 80 tonnes par tir dans la version Ariane 1 et environ 120 tonnes par tir avec la nouvelle fusée Ariane 4.
|
Remerciement ESA, CNES, Martial Veniant
