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CHRONOLOGIE ARIANE

LE DEVELOPPEMENT D' ARIANE 5

1979 

16 mai, en même temps que l' existence d' études concernant Ariane 4, Frédéric d' Allest révèle qu' une version à plus long terme est envisagée: Ariane 5. Les premières réflexions datent de 1977 avec l' étude de planeur orbital habité lancé par un lanceur capable de satelliser 10 tonnes en orbite basse. On pense "gonfler" l' étage de base d' Ariane 3 à 180 tonnes  et de le doter de 4 boosters à poudre et d' un étage supérieur cryogénique de 60 tonnes de poussée. 

Le véhicule habité devient Hermès et l' étage de base passe à 210 tonnes. Il est flanqué de propulseurs à poudre Ariane 3, la version AR4 avec des propulseurs liquide n' existe pas encore. Au dessus, un étage cryogénique de 45 tonnes et comme charge utiles soit le véhicule habité Hermés ou un étage H10 sous carénage pour les missions GTO. La charge sur cette trajectoire passe de 4750 à 5500 kg, l' orbite basse étant devenu secondaire.

Les projets vont évolués avec des concepts allant de l' utilisation plus importante de la propulsion à poudre à l' utilisation quasi exclusive de la propulsion cryogénique en passant par un mélange des deux techniques.

Le concept "Ariane 5 prime" comprend un étage H82 motorisé par un moteur cryogénique HM60, flanqué de deux boosters à poudra P150 et un réservoir latéral largable H38 pour l' orbite basse, soit deux boosters P75 (moitié d' un 150) et surmonté d' un H10 pour les missions GTO.

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1981

Les objectifs du projet Ariane 5 se cristallisent sur la performance économique et commerciale du lanceur. Ariane 5 ne sera pas seulement un lanceur de satellites géostationnaires et le moyen de permettre une autonomie en matière de vols habités en Europe, il sera l' outil d' Arianespace pour la fin du siècle afin de garder sa compétitivité en matière de lancement GTO.

1982

Janvier, le CNES organise un colloque sur l' évolution des moyens de lancements spatiaux en Europe. Le but est de définir les principales caractéristiques du successeur d' Ariane 4. Les études s' arrêtant au début des années 90, il est difficile d' imaginer ce que sera le marché et les missions pour l' an 2000. La charge utile en orbite basse sera de 15 tonnes et 8 tonnes en GTO (4 tonnes en GO). Le diamètre de la coiffe doit être équivalent à la largeur de la soute de l' Orbiter US soit 4,8 m. Le but est d' obtenir un coût de lancement à 80 % à celui d' une Ariane 44L. Pour la première fois, un projet de lanceur est optimisé pour réduire le coût du kilogramme en orbite, ce qui déteint sur le coût du programme, ne pas dépasser une fois et demi le montant du programme Ariane, soit un plafond de 15 milliard de Fr. Ariane 5 sera opérationnelle pour 1995 afin de prendre le relais d' Ariane 4. Sur tous les lanceurs envisagés, la propulsion cryogénique est nécessaire avec un moteur d' une poussée de 100 tonnes.
Le CNES retient un moteur de 90 tonnes avec une pression de 100 bars dans la chambre à combustion de technologie "classique" à flux dérivé ou seulement 4% des gaz passent par dans la turbine avant d' être éjecté directement à l' extérieur. 

A partir de juillet, l' Aerospatiale est choisie par l’ESA pour l’étude des FLS Future Launch System, un lanceur biétage à propulsion totalement cryogénique à décollage vertical et atterrissage horizontal.

Dès que la définition d' Ariane 4 avec des propulseur liquide PAL est arrêtée, une version Ariane 5 avec cet étage de base est étudiée, nommé Ariane 5 de référence, A5R. 
_ Un 5 eme moteur est rajouté à la baie de propulsion du L220 et le troisième étage pour les missions GTO devient le H9R réallumable en vol.   
_ En version biétage, le H9R est remplacé par un petit étage à ergols stockables (300 kg) MOTCA, Module de Transfert et de contrôle d' attitude. Il grandira pour devenir l' actuel EPS.

Deux autres concepts sont étudié en parallèle, notamment une Ariane 5 à poudre, A5P avec deux propulseur P170 comme étage de basse et une Ariane 5 cryogénique, A5C avec un étage H160 équipé de 4 moteurs HM60.  

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1984 

Octobre, le CNES présente aux industriels et à l' ESA les études effectuées sur les différentes configurations d' Ariane 5. La balance penche pour la version Ariane 5P, un lanceur avec deux propulseurs à poudre P170, un étage cryogénique H120 et un étage supérieur L5. L' avantage de cette configuration par rapport au concept A5C et A5R est la fiabilité compte tenu de l' allumage du moteur HM60 au sol. Les propulseurs à poudre pleuvaient en outre être allongés par adjonction de segments.
Le développement d' une baie de propulsion avec 4 moteurs Vulcain pour le concept A5C n' était pas plus coûteux que le développement d' un booster à poudre.
Avec A5R, il aurait fallu complètement réétudier la baie propulsive d' Ariane 4 avec 5 moteurs Viking 5. Même sans ajouter ce 5 eme moteur, il aurait fallu ajouter 4 PAL et quatre PAL, ce qui aurait rendu le lanceur difficilement potable.
Ariane 5P est un lanceur bi ou triétage de 45 à 50 m de haut et 5,4 m de diamètre pour l' étage principal. Sa masse de 550 tonnes est soulevée par 1100 tonnes de poussée.
Les boosters P170 développent 500 tonnes de poussée chacun pendant 117 s. L' étage H120 développe 100 tonnes de poussée pendant 520 s. Le troisième étage est un L2 ou L4 pour les missions en orbite basse et un H10 pour les missions GTO. La coiffe enfin mesure 16 m de long.
A5P sera capable de placer 5 à 6 tonnes en GTO et 15 tonnes en orbite basse à partir de 1996.
Octobre, début du programme préparatoire de développement du moteur cryogénique HM60. Quelques 550 essais seront réalisés comparer aux 180 du moteur HM7.

1985 

31 janvier, le conseil ministériel de l'ESA à Rome adopte le programme préparatoire Ariane 5.

Mars, appel d' offre aux industriels pour le développement d' Ariane 5.

Juin, au salon du Bourget, la SEP présente le moteur HM60 Vulcain. Développé avec MBB (Allemagne) et Volvo (Suède), il sera le plus puissant moteur cryogénique construit en Europe. Pesant 1200 kg, pour une hauteur de 3 m, il développera une poussée de 80 tonnes au sol et 100 tonnes dans le vide. Petit bijou de technologie, il consommera 20 tonnes d' hydrogène et 100 tonnes d' oxygéné liquide brûlés sous une pression de 100 bars dans la chambre de combustion, soit les spécifications de l' ancien moteur américain J2.  

1986

Création du GIE Europropulsion associant à part égale la SEP (groupe Snecma) et BPD Difesa e Spazio (groupe Fiat) pour le développement du moteur MPS du propulseur à poudre destiné à Ariane 5. La Sep se chargera de la mise au point de la tuyère et du corps du propulseur (développé par MAN) tandis que BPD se chargera du chargement, des aménagements intérieurs et de l' allumeur. Ces boosters seront testés à échelle réduite puis grandeur réelle sur le banc d' essai de Kourou qui sera construit en Guyane.  

1987 

Juin, une nouvelle révision du lanceur Ariane 5 modifie légèrement ses spécifications. L' étage central contient désormais 155 tonnes de propergol H155 et les boosters 230 tonnes de poudre P230. l' étage supérieur est le L5 avec une coiffe de 11 ou 20 m de long.  

9 et 10 novembre, le conseil ministériel de l'ESA à La Haye adoption le programme de développement Ariane 5 pour 3496 millions d' Unités de Compte MUC (24 milliards F 1987). A ces 3496 MUC s' ajoutent les 618 MUC de la phase préparatoire, soit un total de 4114 MUC (28,2 milliards F).
_ 3070 MUC pour le lanceur (216 pour les systèmes, 819 pour les booster, 537 pour l' étage principal, 964 pour le moteur Vulcain et 300 pour l' étage supérieur et la coiffe)
_ 212 MUC pour les frais de gestion Cnes-ESA
_ 566 MUC pour les infrastructures au sol ELA 3
_ 266 MUC pour les vols de qualification  avec deux vols automatiques à 83 MUC et un vol habité d' Hermes à 70 MUC. 
A ces 4114 MUC s' ajoute 255 pour le programme de soutien des opérations s' étendant de 1996 à 2000 pour "améliorer en contenu les possibilités opérationnelles d' Ariane 5", soit un coût global de 4364 MUC (29,9 milliards F).

Douze états membres de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) souscrivent à ce programme et participent aux taux suivants: 
_ la France 46,2 %
_ l'Allemagne 22,0 %
_ l'Italie 15,0 %
_ la Belgique 6,0 %
_ l'Espagne 3,0%
_ les Pays-Bas 2,1 %
_ la Suède 2,0 %
_ la Suisse 2,0 %
_ la Norvège 0,6 %
_ l'Autriche 0,4 %
_ le Danemark 0,4 %
_ l'Irlande 0,2 %
et non couvert 0,1 %.
La direction d'ensemble du programme est assurée par l'Agence Spatiale Européenne, qui en a confié la maîtrise d'oeuvre au Centre National d'Etudes Spatiales (CNES).

Le CNES s'appuie sur plusieurs maîtres d'oeuvre industriels européens pour le développement des grands sous-ensembles (étages), ainsi que sur un Architecte Industriel. Les maîtres d'oeuvre, assurant généralement la tâche d'intégration du sous-ensemble passent, à leur tour, des contrats à divers industriels pour le développement des équipements et composants.
L'ensemble des installations sont en Guyane nécessaires pour la production, les essais et le lancement d'Ariane 5 sont réalisées selon un schéma organisationnel analogue. Ces installations font partie du programme de développement Ariane 5.
Arianespace est maître d'oeuvre, il est responsable de la direction du programme par délégation pour le développement de toutes les versions, pour la phase de production, il est aussi responsable des services de lancement et de la promotion commerciale du lanceur.
Aerospatiale est l' architecte industriel, il est responsable des études et essais au niveau système, gestion technique des programmes, analyse de mission et préparation des programmes de vol pour chaque lancement. Il est étagiste de l' EPC et des EAP.
Environ 150 industriels européens participent au programme.

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1988

18 mars: Aerospatiale et l’Air Liquide créent Cryospace pour le développement et production de réservoirs cryotechniques destinés à Ariane 5.
Fin 1988, premier essai à échelle réduite d'un injecteur du moteur Aestus qui équipera le second étage du lanceur.
14 novembre, début des travaux du nouveau pad de tir ELA 3 pour Ariane 5. 
Début de construction aux Mureaux près de Paris du Site d' Intégration Ariane 5. D' une surface de 24000 m2, il assurera la fabrication des étages cryogénique du lanceur et les essais du lanceur pendant la phase de développement. 

1989 

15 février, signature du contrat cadre (P9) pour la livraison de 50 Ariane 4 entre Arianespace et Aerospatiale, MBB-Erno, Matra et la SEP.
Les essais de l' étage cryogénique EPC se feront à Kourou sur l' ELA 3. Trois types d' essais seront menés:
_ La campagne Battle Ship, avec une structure représentant l' étage de vol mais avec un réservoir lourd en acier et un moteur Vulcain.
_ La campagne de développement M (mise au point) avec un étage en configuration de vol mais sans les sous systèmes de sécurité.
_ La campagne de qualification Q, même configuration de vol avec tous les systèmes opérationnels.
Les deux campagnes utiliseront le même matériel pour des raisons de coûts. 

Novembre, le CNES signe avec Europropulsion un contrat de 3,8 milliards F pour le développement et la qualification des boosters d' Ariane 5. Europropulsion en sera le maître d' oeuvre ainsi qu' avec la SEP pour la tuyère et la structure et BPD pour les protection thermiques, l' allumeur et le chargement des propulseurs. 
Le contrat couvre la réalisation de 10 boosters dont deux en structures lourdes et 8 avec enveloppe normale pour des essais au sol entre 1991 et 1994, ainsi que la réalisation d' un modèle réduit au 1/15 en masse qui sera tiré en décembre prochain. A cela s' ajoute trois paires pour les premiers vols.    

14 décembre, premier essai à feu d'un propulseur à poudre Ariane 5 à échelle réduite au CAEPE. C' est le premier tir d' un booster segmenté en Europe. Le propulseur de 1,5 m de diamètre était chargé de 15 tonnes de poudre. il a brûlé 81 secondes. Le premier tir en grandeur réelle sera réalisé en 1991 à Kourou.  

1990

Juillet, premier essai à feu d'un moteur Vulcain à Vernon, France.

1991

13 mai, inauguration du site d’intégration d’Ariane 5 aux Mureaux par le Premier Ministre, Michel Rocard. Le SIL qui s' étend sur 24 000 m2 comprend:
_ Gryospace un GIE formé de Air Liquide et Aerospatiale) pour la réalisation des réservoirs de l' étage EPC. 
_ ISF, l' installation de simulation fonctionnelle pour la validation et la qualification des fonctions de conduite du vol (chaîne électriques, systèmes de guidage et pilotage logiciels...). 
_ Le bâtiment d' assemblage Ariane 5 de l' ESA pour la réalisation de l' étage EPC. Haut de 50 m, 150 m de long sur 40 de large, il reçoit tous les composants et sous système de l' étage, le réservoir de cryospace, la jupe avant de MAN (Allemagne), la bati-moteur de Fokker (Pays Bas) et le moteur de Vernon. Les différents docks et installations sont dimensionnés pour réaliser 8 étages EPC par an. L' intégration d' un EPC prend environ 26 semaines. 
_ Un port fluvial pour le transport de l' étage EPC par la Seine sur le cargo MS Toucan vers la Guyenne. L' étage est mis à l' horizontale dans le bâtiment d' assemblage dans le berceau containeur d' un semi remorque tracté par deux tracteurs. L' ensemble bleu et blanc mesure 42 m de long, 7 m de large et autant de hauteur prend place dans un cargo spécialement affrété pour cette mission. 

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Vue générale "Ariane city" aux Mureaux près de Paris. Le SIL Ariane 5 est en haut de la photo au bord de la Seine. Au premier plan à droite le bâtiment d' assemblage Ariane 4 près des voies ferrées.
Plan du SIL Ariane 5, cryospace occupe les bâtiments au premier plan. 
Le SIL Ariane 5 avec au premier plan les installations de cryospace. Le bâtiment le plus haut est celui qui assemble l' étage EPC. L' autre juste devant est le puit de timbrage des réservoirs. mureaux SIL3.jpg (229376 octets)

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13 juin, essai au banc d'un moteur Vulcain pendant 590s à Vernon, France.
24 octobre, mise en service de l'Usine de Propergol de Guyane (UPG) à Kourou. Elle a été conçue pour réaliser le chargement en propergol les segments centraux S2 et arrière S1 des EAP ainsi que leur contrôle et celui du segment avant S3 livré par l' Italie avant leur mise en oeuvre dans le bâtiment d' intégration BIP. L' usine fabriquera le propergol, le coulera dans les segments préparés et assurera leur contrôle. Le premier EAp sera destiné à l' essai B1 en 1992 sur le banc BEAP 

Novembre, un incident de coulée dans l' Usine de Propergol UPG rend inutilisable le segment arrière du premier modèle d' essai d' un EAP d' Ariane 5. Pendant la phase de malaxage une fuite sur le système de dosage a fait qu' au lieu de s' écouler dans le malaxeur, une partie est retournée dans la citerne d' alimentation. Le segment n' a pas pu durcir comme prévu. Cet incident ne remet pas en cause la production de l' usine mais va retarder la coulée des autres segments et par la même les essai au banc. 

1991 dec essais de timbrage EPC.jpg (81920 octets) Décembre, premier essai de "timbrage" du réservoir de l' EPC. Il  est descendu dans un puit et refermé par un couvercle en béton pour vérifier qu' il n' a pas de fuite. 
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1992

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Mars, les installations modifiés de l' usine UPG permettent de réaliser deux malaxages de propergols de validation. Suivront durant les prochains mois d' autres coulées d' essais. 

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Validation du banc EAP avec un booster inerte.

Juin, l' étage Battle Ship ou Banc d' essai Etage Lourd qui servira l' année prochaine à des essais de remplissage et de mise à feu du moteur Vulcain est installé sur la zone de lancement de l' ELA 3. Le BS participera  à la validation de l'ensemble de lancement Ariane n° 3 dans de nombreux domaines comme les procédures de mise en configuration thermodynamique des ergols (assainissements, remplissage/vidange, pressurisation/dégazage), les tests des automates de sécurité, la participation au développement de l'étage principal cryotechnique, en validant des séquences de mise en configuration thermodynamique des ergols avant le tir (assainissements, remplissage, vidange, compléments de plein et opérations anti-geyser, mise en froid du moteur, séquence synchronisée et mise à feu du moteur Vulcain). Les essais à feu permettront de mettre au point l'ensemble propulsif fonctionnel, l'allumage et le pilotage du moteur Vulcain, la vérification de certaines fonctions étage (par exemple: pressurisation) à divers points de fonctionnement et sur des durées variables.

Juillet, l' étage BS retourne au bâtiment d' intégration BIL pour quelques travaux.
Il revient sur la ZL 3 après V52 à la mi août. Des stockeurs géants de LOX et LH2 ont également été déplacés entre leurs usines respectives et la ZL 3 pour permettre la poursuite des essais phase 3 BES- BEL: des régulations et des essais gaz. Le Banc d' Essai Site est un banc  de contrôle développé au CDL 3 pour piloter les premiers essais de remplissage du BEL. Il remplace pour le moment le CCO, Contrôle Commande Opérationnel du CDL 3 qui plus complet sera nécessaire pour les premiers essais de mise à feu du BEL équipé de son moteur en 1993.

 

Septembre, livraison des segments arrière et central du booster B1 au bâtiment d' intégration BIP. Ils vont être intégrés avant l' acheminement du B1 sur le banc BEAP pour février 1993. Le banc d' essai a été validé dans l' été avec des essais d' activation de la tuyère du B1 montés sur une jupe arrière. En décembre, la tuyère intégrée au segment S3 du B1 est essayé sur le banc BEAP.  
Sur la ZL 3, le BEL réalise ses premiers essais de remplissage et de vidange de ses réservoirs en LOX et LH2. Ces essais permettent de valider les procédures malgré quelques corrections qui seront à apporter.   

23 novembre, le programme Hermes est arrêté après 10 ans d' études et 8 milliard de F dépensés. 

Décembre, essais de déploiement mécanique table-palette-maquette EAP (les pylônes). 

Test avec la table de lancement en ZL. Vue de la ZL3 en 1992. Test du système de déluge en ZL 3.

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Fin 1992, premiers essais sous vide du moteur Aestus à Lampoldshausen, en Allemagne.
Début de la coulée du segment central du booster M1 à l' usine UPG.

 

LE DEVELOPPEMENT D' ARIANE 5 1993