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CHRONOLOGIE ARIANE

LE DEVELOPPEMENT D' ARIANE 6


2016

Pour sa première année d'activité, la nouvelle société Airbus Safran Launchers (ASL) a présenté Ariane 6 telle quelle devrait voler en 2020. La configuration est maintenant figée avec l'appui de deux ou quatre boosters à poudre (en fonction de la masse à lancer), des P120C chargés de 135 tonnes de propergols (longueur 14 m pour 3,4 de diamètre) et de la technologie, éprouvée sur Ariane 5, des moteurs cryotechniques, Ariane 6 devrait répondre à la demande des clients d'abaisser le coût de production du lanceur de 40 à 50% par rapport à Ariane 5. Les boosters seront bobiné en Italie où une usine est en construction et assemblé à Kourou
L'organisation industrielle a été revue, le design a été simplifié, les processus standardisés, et de nombreuses innovations technologiques sont toujours étudiées. Ainsi, la décision a été prise d'intégrer horizontalement Ariane 6 — tant aux Mureaux qu'à Kourou — et de redresser le lanceur sur le pas de tir. Une mise à la verticale finale qui rappelle le "process" mis en place sur Soyouz par les Russes. Ariane 5 continuera à être utiliser en parallèle à Ariane 6 pendant 5 ans jusqu'en 2025. Vingt vols d'Ariane 6 devraient avoir lieu avant la fin 2023.

Le moteur Vinci est un moteur LOX/LH2 réallumable  qui fonctionne sur le Cycle expander : l'énergie du refroidissement de la chambre de combustion alimente les turbopompe, puis est injecté dans la chambre de combustion. Donc pas de générateur de gaz et parties chaudes chiantes à gérer. La tuyère extensible pour gagner les quelques secondes d'ISP vide.

Thales Alenia Space Charleroi s'occupera du système de sauvegarde d'Ariane 6. Le contrat a été signé avec ASL. La fonction principale de la chaîne sauvegarde est de neutraliser le lanceur dans le cas où la trajectoire suivie met en péril des personnes ou des biens. Les boîtiers électroniques qui constituent le cœur du système de sauvegarde seront intégralement conçus et réalisés par Thales Alenia Space Belgium. Ils seront complétés par des équipements communs à Ariane 5, Vega et Soyouz pour constituer l’ensemble de cette chaîne de sauvegarde.

   

6 avril, grande journée Ariane 6 sur le site d'Airbus des Mureaux, près de Paris. Le patron de l'ESA Jan Woerner, les équipe d'ASL et de nombreux journalistes sont présents. Visite du site, présentation de l'architecture final du lanceur sont au menu. Patrick Bonguet, le chef du programme a confirmé que la version A64 aura " 2x la charge, 2x le volume pour moins de 2x le prix d'une Falcon 9", donc moins cher au kilo satellisé que la version actuelle de l'américain.

Alain Charmeau, le patron d'ASL, a lui tenté de rassurer sur la date du premier tir en 2020 qui n'était menacé ni par l'enquête anti-concurrence européenne ni par les problèmes de création de la Joint Venture qui bute sur des problèmes fiscaux avec Bercy. Le premier vol d’Ariane 6 est prévu dès 2020, suivi d’un premier tir commercial en 2021, avant d’arriver à la pleine cadence (11 lancements par an) dès 2023. Côté prix, ASL s’est engagé à une baisse de 50% par rapport aux tarifs de lancement d’Ariane 5: Ariane 6 sera proposée à 70 millions d’euros en version légère (Ariane 62) et 90 à 100 millions d’euros en version lourde (Ariane 64), contre 180 millions à Ariane 5. Autant dire que les équipes - 1.000 personnes aux Mureaux, 6.000 en tout en Europe- sont mises à rude épreuve. "Nous avançons exactement à la vitesse prévue, assure Alain Charmeau. Nous avons passé commande des matières premières des premières pièces du lanceur." ASL a présenté au directeur général de l’ESA Jan Wörner la maquette numérique du futur lanceur. Les grands choix techniques sont arrêtés, notamment le fait que la fusée sera assemblée à l’horizontale, et plus à la verticale comme Ariane 5. L’accent est aussi mis sur l’impression 3D des pièces les plus complexes, la standardisation des équipements pour en limiter le coût, et la rationalisation de l’outil industriel européen. La production des grandes pièces de structure métalliques a ainsi été confiée à la seule usine d’Augsbourg (Allemagne) chez MT Aerospace. Sur Ariane 6, un maximum de méthodes automobiles et aéronautiques sont utilisées pour réduire les couts.
Un nouveau bâtiment va être construit pour produire l'étage principal à l’horizontal à la différence de la production verticale de l’EPC d’Ariane 5. Une production horizontale permet de faire un bâtiment plus bas sans portique, donc moins cher, d’avoir un meilleur accès aux différents poste de travail et d’organiser un vrai flux de production dans le bâtiment pour tenir la cadence de 12 vols par an.
 

Mi mai, le moteur Vinci qui équipera l'étage supérieur d'Ariane 6 vient de terminer son premier test. Le centre d'essais de la DLR à Lampoldshausen en Allemagne permet des tirs dans des conditions d'espace quasi-réalistes. Le moteur Vinci a fonctionné pendant 500 secondes, alimenté en hydrogène liquide super-froid et oxygène liquide et a généré 18 tonnes de poussée à vide. Prévue de durer jusqu'à Septembre, cette campagne d'essai a pour but d'établir les caractéristiques du moteur Vinci, permettant aux ingénieurs de construire un modèle informatique précis. Comme moteur redémarrable, Vinci offrira un large éventail de combinaisons de charges utiles pour différents types de missions. Désorbitation directe ou injection en orbite de cimetière une fois son travail réalisé, il aidera à garder l'espace libre de débris.

Tests aérothermiques de la maquette d'Ariane 6 dans les soufflerie de l'ONERA. Depuis décembre 2015 à mars 2016, les essais se sont déroulés dans les soufflerie à rafales R1CH et R2CH à Meudon. Il s’agissait de produire des écoulements à Mach 3, 5 et 7 sur des maquettes à échelle réduite (maquette de 30 cm pour un lanceur de 60 m environ). Le matériau des maquettes est du Vespel®, un matériau isolant (plastique) pouvant résister à des  températures dépassant localement  les 300 °C et se prêtant très bien à la thermographie infrarouge.  Un temps de traitement d’une seconde suffit pour simuler les flux de chaleur de façon représentative, ce qu’autorisent les rafales de ces souffleries, qui durent plusieurs secondes. Les paramètres de vol reproduits sont : incidence (angle de l’axe du lanceur par rapport au vent), Mach (rapport de la vitesse du vent à celle  du son), Reynolds (rapport des forces d’inerties aux forces viscosité). Pour un lanceur en conditions réelles, les températures peuvent atteindre environ 2000 °C. La connaissance des flux de chaleur locaux, reconstitués d’après les lois de similitude, permettront de bien caler les modèles d’aérodynamique et d’aérothermique numérique, affiner la conception du lanceur, et bien respecter les limites de ce « mur de la chaleur ».

Maquette d’Ariane 6.4 à la sortie de la tuyère supersonique de R1CH

Exemple de thermographie infrarouge du lanceur Ariane 6 en  haut supersonique. Les zones les plus chaudes se trouvent là où l’écoulement est très ralenti

Fin, mai, GKN Aerospace (ex Volvo Aero) fabriquera les tuyères "sandwichs" du Vulcain 2.1 d'Ariane 6. Plutôt que de braser ensemble des centaines de tubes pour former une tuyère et faire circuler l'hydrogène liquide, le sandwich comprend 2 cônes avec des conduits usinées qui sont soudés par laser ensemble. un procédé moins cher, plus simple avec beaucoup moins de risques de fuites mais qui a mis 15 ans pour être approuvé...

Juin, RUAG fabriquera la coiffe d'Ariane 6.

Juillet, Eiffage construira l'ELA 4 à Kourou pour 200 millions d'euros, le portique mobile de 6000 tonnes, haut de 90 mètres et le BAL, bâtiment d'assemblage lanceur. Livraison en octobre 2018. L’opération inclut un volet insertion significatif qui permettra l’intégration de jeunes Guyanais. En outre, plusieurs entreprises locales seront fortement impliquées, tant en termes de sous-traitance que de fourniture de matériaux et matériels. Les travaux comprennent la mise en œuvre de 50.000 m³ de béton, 7.000 tonnes d’armatures, 400.000 m³ de terrassements et 7.500 tonnes de charpente métallique. Le site est situé entre l'ELA 3 et le pad de tir Soyouz sur la RN1, en face la station de poursuite DIANE. Un site à l’Est des ensembles de Lancement actuels (ELA3) avait été envisagé car il présentait des intérêts économiques pour le projet mais il ne satisfaisait pas les exigences en matière de Sauvegarde Vol. Également, les anciens pas de tir d’Ariane 4 et de la fusée Diamant ne peuvent pas être réutilisés pour les mêmes raisons de Sauvegarde Vol. Enfin, le pas de tir actuel d’Ariane 5 doit être maintenu opérationnel durant le développement d’Ariane 6 pour des questions économiques et de continuité d’activités du CSG évidentes.  Site présentant le moins de risques vis-à-vis des populations et des installations existantes d’un point de vue Sauvegarde Vol. En effet, le choix est fonction d’une optimisation de la sécurité par rapport au public pour le lanceur en vol. La zone est située à équidistance de Kourou et de Sinnamary et permet la sécurisation des lancements aussi bien vers le nord que vers l’est. 

   

Septembre, comme prévu, à l'issue de la réunion des états membres de l'ESA, le programme Ariane 6 a été confirmé, dans son intégralité et à l'hunamité. La revue de conception finalisé, MG5 réalisé au printemps avait valider le projet technique.

Octobre, le CNES retient les sociétés allemandes MT Aerospace et Donges pour la fourniture du lot "systèmes mécaniques majeurs", comme la table de lancement, le mat de lancement, le déflecteur de jet et les palettes de transport des boosters ERS. le cout est de 23 millions d'euros.

   

14 novembre, pose de la première pierre de l'usine d'assemblage aux Mureaux, près de Paris. Le hangar de 24 000 m2, poétiquement nommé N80 selon la nomenclature du gigantesque site aéronautique, vise à la fabrication et à l’assemblage de l’étage principal d’Ariane 6. Le site recevra, comme actuellement pour Ariane 5, les moteurs Vulcain 2 en provenance du site de la Snecma situé en aval de la Seine, à Vernon (Eure), où ils sont fabriqués. La hauteur du nouveau bâtiment industriel devrait atteindre 26 m. L’espace sur lequel il va être construit a été aménagé et terrassé en 2013, après la démolition d’anciens bâtiments, ainsi qu’un remblaiement dépassant de 20 cm le niveau d’eau atteint par la crue de la Seine de 1910.

Au total, Ariane 6, ce sera 1 Md€ d’investissement et de l’emploi pour 8 000 salariés d’ASL, dont 1 000 sur le site des Mureaux ».

2017

Nouveau concept de l'ELA 4

Mars, Arianespace change de forme juridique et de gouvernance. Désormais, Arianespace est une SAS, société par actions simplifiée, Alain Chameaux, président exclusif d'ASL devient aussi président du CA de la société Holding Arianespace Participation, Stephane Israel, président de Arianespace SAS et DG d'Arianespace Participation. ASL est actionnaire d'Arianespace à 74% depuis le 31 décembre 2016, les 26% restants sont détenus par 17 représentants de l'industrie européenne des lanceurs. Les 34% du CNES ont été cédé en décembre 2016.

Construction de la future usine d'assemblage d'Ariane 6 aux Mureaux.

Juin, Airbus fabriquera les structures des batis moteurs pour les moteurs Vulcain VUAB et Vinci VITF en Hollande

Juin, Latécoère Services les bras cryogéniques et les caissons MANG sur l'ELA 4.

1er juillet, le groupe ASL Airbus Safran Launchers change de nom et devient ArianeGroup. Crée en 2015 par les groupes Airbus et Safran, ASL est devenu le poids lourd européen dans le domaine des lanceurs et les missiles de la force de dissuasion océanique française. ASL a été crée suite à la décision de développer Ariane 6 en réorganisant la filière de production, en confiant des responsabilités accrues à l’industrie dans le cadre d’une nouvelle gouvernance.
Les sept filiales du groupe (Arianespace, APP, Cilas, Eurockot, Nuclétudes, Pyroalliance et Sodern) adopteront la même identité graphique, tout en gardant les noms qui ont construit leur notoriété.

Tuyère du moteur Vulcain 2.1, 2,5 m de diamètre. Elle bénéficie d'innovation technologiques avec des performances accrues et un cout de production réduit par rapport à celle d'Ariane 5.

Juillet, pose des 1ers éléments de la structure du Bâtiment d’assemblage lanceur Ariane 6 (BAL) sur l'ELA 4. Ce bâtiment sera dédié à l’assemblage à l’horizontale des deux étages cryotechniques qui forment son corps central, le module inférieur de propulsion liquide (LLPM) et le module supérieur de propulsion liquide (ULPM).

   

Le carneau est partiellement creusé (300 000 m3) aidé par 14 tirs de mines, il sera lissé avec du béton. Profond de 28,5 m, il évacuera les flammes des moteurs au décollage. Il est surdimensionné, évitant les problèmes d'ondes de surpression retour sur le lanceur, les reprises en béton du à la pression interne très élevée et des niveaux acoustiques trop important.

200 millions d'euros, c'est le coût du chantier réalisé par  Eclair6, un groupement de 46 entreprises que pilote Eiffage Génie Civil. Il s'inscrit dans un programme de développement des « moyens sol Ariane 6 » de quelque 600 millions d'euros. ELA-4, avec toutes ses installations, sera livré en juillet 2019. Le premier lancement d'une Ariane 6 est prévu en 2020. En chiffres, l'ELA 4, c'est 170 hectares dont 18 hectares de plateformes bâtiments, 700.000 m3 de terrassements, 20 000 m2 de surface plancher, 15 000 de surface toit, 15 km de canalisation enfouies, 35 km de câbles, . Le portique mobile de 90 m de haut pèsera 8200 tonnes. Les retombées économiques pour la Guyane sont positives et estimées à 94 millions d'euros, soit environ 15 % du volume global du projet.

Août, avancé du chantier (photos Camille Gévaudan et Philippe Willekens), bétonnage du carneau (la centrale en sort 4,5 m3 toutes les 47 secondes), charpente du BAL, mise en place des plots de la tour mobile de 6000 tonnes. Il y a actuellement 46 entreprises métropolitaines et locales qui travaillent sur l’infrastructure, et d’autres vont venir. 250 personnes doivent arriver sur le chantier d’ici octobre, dont une soixantaine de jeunes en insertion professionnelle, qui rejoindront la vingtaine déjà au travail sur le chantier.

   

   

Aout, le hangar des Mureaux sera livré dans 2018. Initialement pensé sur 50 000 m2, ce chantier a nécessité de nombreux aménagements. Une nouvelle route d’un kilomètre de long a été créée le long de l’aérodrome. Enfin, plutôt un accès en terre. Il permet ainsi l’acheminement de camions transportant les matériaux quand ces derniers ne peuvent transiter au cœur même de l’entreprise. Et pour franchir les bassins de rétentions, obligatoires en cas de crue, Ariane Group a même loué temporairement un pont. Autre nouveauté : le site s’est doté d’une seconde chaudière biomasse pour maîtriser ses coûts énergétiques. Il s’agit d’un réel enjeu pour Ariane Group puisque la consommation de l’établissement est égale à celle de Meulan-en-Yvelines, ville de 9 000 habitants

Vue du carneau en chantier. Il ne restera pas ouvert comme sur la photo, mais sera partiellement recouvert sur le premier tiers et ouvert sur le reste de la surface.

 

La phase de transition se fera avec Ariane 5 dès 2020. 6 Ariane 5 sont planifiés en 2020 avec un tir Ariane 6. En 2021, il y aura 4 Ariane 5 et 4 Arien 6. EN 2022, 3 Ariane 5 et 6 Ariane 6. Une seule Ariane 5 sera lancé en 2023. ASL commandera par sécurité 4 Ariane 5 en plus en cas de retard sur Ariane 6. Parallèlement, le Soyouz devrait voler 4 fois en 2018, 2019, 2020 et 2021. Sa carrière se terminera en 2022 avec un seul tir.

Prix: Ariane 62 sera proposée à 85 millions $, A64 à 130 millions $.

A62 et 64, moteur Vulcain 2.1 commun de 137 tonnes de poussée, alimenté par 150 tonnes de LH2 et LOX du premier étage LLPM (liquid lower propulsion module), 2 ou 4 propulseurs à poudre ESR, 142 tonnes de propergol, 350 tonnes de poussée, dérivé du premier étage Vega C. Second étage ULPM (upper liquid propulsion module) embarque 30 tonnes de LH2 et LOX alimentant un moteur Vinci re allumable de 18 tonnes de poussée. Système de lancement double SYLDA de 4,5 m de diamètre, coiffe de 20 m (14 m pour la version 62) Hauteur totale 62 m, diamètre 5,4 m.

A62 avec 2 boosters, capable de mettre 4500 à 5000 kg en GTO et 7 tonnes en SSO. Masse 530 tonnes, poussée 800 tonnes.

A64 avec 4 boosters, capable de mettre 10500 à 12000 kg en GTO et 20 tonnes en LEO (8500 kg vers la lune), masse 860 tonnes, poussée 1500 tonnes.

Calendrier avant le premier vol FM1 en juillet 2020:
tests combiné des modéles QM du premier et second étages, 2017 jusqu'en 2019 avec tests sur ELA 4 fin 2019-2020.
Tests second étage avec essais au banc P 5.2 fin 2019.
Tests de vibration et tests acoustique premier et second étage fin 2019.2020.

L'intégration se fera à l'horizontale pour les premier et second étages dans le BAL, bâtiment assemblage lanceur Dans la partie haute du BAL se fera l'intégration des charges utiles et l'encapsulation. Le "core" sera transféré au pad sur une remorque par voie ferrée, le composite CU aussi. Sur le pad, le "core" sera mis à la verticale, les boosters montés à l'abri dans la tour de service. La charge utile sera posé au dessus. .
Tests moteur Vulcain 2.1, d'ici fin 2018.
Premier "casing" des boosters, mi 2017. test de mise à feu DM en 2018, et QM 1 et 2 en 2019, 2020.

Septembre 2017
 

14 septembre, Arianespace signe le premier contrat ferme pour Ariane 6, le lancement de 4 satellites Galileo par 2 Ariane 62. A cela s'ajoutent des options retenues pour OneWeb en juin 2015 (3 lancements) et Eumesta il y a quelques jours (Métop SG sur AR62).

27 octobre, le président Macron est sur le chantier ELA 4.

   

 
Novembre, le montage du portique mobile a débuté. Une fois équipé, l'ouvrage métallique de 8 500 tonnes sera le bâtiment mobile le plus lourd d'Europe. Les opérations d'assemblage finales d'Ariane 6 se dérouleront sous cette tour haute de 90 m. A l'aide d'un pont roulant de 45 tonnes, les équipes procéderont à la verticalisation du corps central, à la mise en place des étages à propulsion solide et des différents éléments du lanceur. Le bâtiment sera aussi équipé de plateformes mobiles donnant accès aux différents niveaux du lanceur. Juste avant le décollage, le portique se reculera sur une distance de 120 m en une vingtaine de minutes, grâce à une double voie ferrée.

 
AEROSPATIUM, S Barensky, novembre 2017

Psychodrame chez les politiques du secteur spatial français. Le ministre de l’économie s’émeut du risque compétitif qui pèse sur Ariane 6 en citant des chiffres qui ne correspondent pas à la réalité, avant d’être « recadré » par un communiqué de trois ministères – dont le sien – qui ne fournit aucun chiffre. L’épisode laisse planer le doute sur le pilotage politique du dossier à un moment clé du programme.

Bruno Le Maire, ministre français de l’Économie et des Finances, brasse beaucoup de chiffres. Le 19 novembre sur la radio Europe 1, il en cite quelques uns en réponse à une question sur la compétitivité d’Ariane 6. « La compétition est féroce », annonce-t-il avant de citer « 77 lancements réussis » pour Ariane 5 comme une preuve de la qualité du service fourni par les Européens. Il balaie aussitôt cet élément en mentionnant les coûts : « Si on met les chiffres en face, un lancement d’Ariane 5 c’est 100 M€. L’objectif pour Ariane 6 est d’arriver à 50-60 M€ le lancement. SpaceX est aujourd’hui à 50 M€ le lancement et d’ici deux ou trois ans – parce que c’est un lanceur que l’on peut récupérer – ce sera 10 M€ d’euros le lancement soit cinq fois moins cher qu’Ariane 6. »

Cet argumentaire permet à Bruno Le Maire de se positionner en faveur d’un investissement soutenu dans l’innovation et de demander à ce que « l’on réfléchisse à une stratégie en matière de lanceurs récupérables au niveau européen ».

Cette intervention est reprise deux jours plus tard par le site d’information La Tribune dans un article à charge contre Ariane 6, auquel répond le 23 novembre un communiqué laconique à la triple en-tête des ministères français de l’Économie et des Finances, des Armées et de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation, réaffirmant « le plein soutien » des ministres – dont Bruno Le Maire – à la filière spatiale française et européenne « et en particulier à Ariane 6 ». Rappelant les efforts engagés sur les programmes de rupture comme le développement du démonstrateur industriel Prometheus, pour « diviser par dix le coût des moteurs à propulsion liquide », les trois ministres « tiennent à saluer l’excellence et l’engagement total des équipes de la filière européenne des lanceurs en qui ils ont toute confiance pour relever les nouveaux défis technologiques ».

Aucun chiffre n’est mentionné, à part une enveloppe de 10 Md€ dotant un fonds européen pour l’innovation dont le périmètre excède très largement les technologies spatiales.

Erreurs et approximations

Cette absence de chiffres est dommageable car cela aurait permis de remettre les pendules à l’heure sur les imprécisions, voire les erreurs, émaillant l’intervention initiale du ministre.

Arianespace ne communique pas publiquement sur ses tarifs commerciaux mais aujourd’hui, le prix d’un lancement en position haute sur Ariane 5 est connu pour avoisiner les 100 M$, tandis que celui d’un lancement en position basse est de l’ordre de 50 à 60 M$. Ce dernier prix est similaire aux tarifs pratiqués par SpaceX, qui est surtout compétitif pour les satellites trop gros pour voyager en position basse sur le lanceur européen. Cela explique notamment le léger déséquilibre entre les deux catégories de satellites dans le carnet de commandes d’Arianespace. L’objectif d’ArianeGroup pour Ariane 6 est de réduire les prix de 40 % en conservant la même qualité de service, celui de SpaceX est de les réduire de 30 % par la réutilisation d’étages recyclés.

Prix comparés des lanceurs

Lanceur Ariane 62 Ariane 64 Falcon 9 Falcon Heavy Proton M
Capacité sur orbite de transfert géostationnaire 4 500 à 5 000 kg 11 500 kg 5 500 kg 8 000 kg 6 270 kg
Prix catalogue 85 M$ 130 M$ 62 M$ 90 M$ 65 M$
Prix au kg 17 k$/kg 11,3 k$/kg 11,27 k$/kg 11,25 k$/kg 10,4 k$/kg
Objectif de prix 70 M€ 115 M€ 56 ⇒ 43 M$ 81 ⇒ 63 M$
Prix au kg 14 k€/kg 10 k€/kg 10,2 ⇒ 7,8 k$/kg 10,1 ⇒ 7,9 k$/kg

On est loin du lancement à 10 M€, qui relève des promesses fantastiques émises par Elon Musk il y a dix ans, quand le Falcon 9 était proposé à 36 M$. Il peut également relever des vagues objectifs de prix pour son lanceur géant réutilisable BFR (Big Falcon Rocket), conçu pour voler en 2022 et débarquer des équipages de 50 personnes sur Mars à partir de 2024. SpaceX souhaite d’ailleurs recevoir pour son développement le soutien financier du Pentagone sous prétexte qu’il pourra aussi servir à satelliser de lourdes charges militaires.

Accessoirement, Ariane 5 a enregistré en septembre son 81e succès consécutif (le 92e au total).

Moment charnière du programme

Est-ce un hasard ? Cette controverse intervient alors que la filière industrielle d’Ariane 6, menée par ArianeGroup, passe actuellement son grand oral devant l’ESA avec une revue sur sa capacité à tenir ses objectifs commerciaux. Cet ERKP (Exploitation Readiness Keypoint) doit se conclure le 30 novembre ou le 1er décembre et constitue une étape majeure dans la préparation de l’accord par lequel les institutions européennes doivent s’engager à fournir à Ariane 6 un marché garanti de cinq charges utiles de la classe Ariane 62 par an en moyenne. Cet accord, dont un brouillon a filtré dans la presse, doit aussi intégrer une garantie de deux vols par an pour le petit lanceur Vega C.

Cet engagement doit permettre à Arianespace de vendre ses services sur le marché international sur un pied d’égalité avec ses concurrents qui disposent de marchés captifs représentant de 40 à 90 % de leur activité. Il doit aussi succéder au programme Leap (Launcher Exploitation Accompaniment Program), anciennement Egas (European Guaranted Access to Space) qui accordait à Arianespace une enveloppe d’environ 100 M€ par an, jusqu’en 2019. Cet argent compensait le surcoût associé à la répartition de la production d’Ariane 5 entre douze pays, pour des raisons politiques de retour géographique, là où elle n’est le fait que d’un à deux sites industriels chez ses concurrents.

La compétitivité du service

« La compétitivité ne se réduit pas au prix » explique-t-on chez SES, le premier opérateur mondial, client régulier aussi bien de SpaceX que d’Arianespace. L’opérateur luxembourgeois, qui exploite une flotte de plus de 60 satellites sur orbite géostationnaire et moyenne, insiste sur le fait qu’outre le prix, il faut prendre en compte les aspects de qualité du service et le niveau de fiabilité démontré. Ainsi, sur un satellite qui génère 60 M$ de revenus par an, tout mois de retard représente un manque à gagner de 5 M$ à ajouter au prix du lancement. La précision d’injection sur orbite, qui permet d’économiser des ergols pour la mise à poste, est également un facteur de rentabilité à long terme. Une fois celui-ci amorti, tout revenu généré par un satellite de télécommunications s’affiche dans la case « énéfice » de la comptabilité. En juillet dernier, en faisant passer son satellite SES-14 à propulsion électrique de Falcon 9 à Ariane 5, SES va accélérer son entrée en service de plusieurs semaines et faire passer son espérance de vie opérationnelle de 17 à 30 ans. Largement de quoi justifier une éventuelle différence de tarif.

 

La nature du marché des années 2020 demeure très incertaine en fonction du succès ou non des constellations. Entrent aussi en ligne de compte les choix technologiques qui finiront par être faits sur les satellites à très haut débit de type VHTS, sur les petits satellites reconfigurables comme le concept GeoNext de SES et sur le service sur orbite des plateformes, chacun de ces choix influant sur les autres.

Arianespace devra y affronter SpaceX, mais aussi United Launch Alliance avec son lanceur Vulcan, International Launch Services avec le Proton et l’Angara, Mitsubishi Heavy Industries avec le H-3 et l’Isro avec le GSLV Mk3, sans oublier l’inconnue que constitue Blue Origin avec son New Glenn ou un possible retour des Chinois sur le marché. Chacun de ces systèmes a ses propres faiblesses qui pourraient affecter durablement sa crédibilité, mais même les plus marginaux grignoteront leur part d’un marché qui restera limité.

Le Proton bientôt hors course

Le 16 novembre, le sénat des États-Unis a voté le budget 2018 du Pentagone. Ce NDAA (National Defense Authorization Act) n’inclut pas une provision qui avait été requise par le comité des forces armées de la Chambre des Représentants qui souhaitait interdire l’accès aux marchés du département de la Défense à tout opérateur de satellite utilisant des services de lancements russes. Cette mesure, qui pourrait affecter directement les opérateurs utilisant les lanceurs Proton, Soyouz ou le futur Baykal – version russifiée du Dnepr – a été repoussée au 31 décembre 2022. Pour International Launch Services (ILS), cela signifierait l’impossibilité d’accéder au marché que constituent les grands opérateurs internationaux, y compris Eutelsat, qui est aujourd’hui son dernier client fidèle sur Proton. Dans ces conditions, il sera difficile pour l’agent commercial de Khrounitchev de revenir sur le marché.

Arianespace, qui doit notamment effectuer 21 lancements sur Soyouz pour le compte de OneWeb jusqu’en 2022, serait aussi concernée si son exploitation du lanceur russe se poursuivait au delà de cette date.

 

Pour Ariane 6, l’objectif de compétitivité, dont le prix est un élément majeur mais pas le seul en jeu, sera de faire partie des deux lanceurs de tête. Ce qui signifie qu’il lui faudra être plus compétitif que tous les numéros trois potentiels du classement.

Les engagements de prix

Les objectifs de prix fixés en 2014 pour Ariane 6 ont été chiffrés en euros avant le Conseil ministériel de l’ESA à Luxembourg qui a entériné le programme. La transcription de ces prix en dollars, devise des clients commerciaux, dépendra largement du taux de change. Par rapport à une Ariane 5 dont le prix total atteignait alors 165 M€ pour des missions dédiées et spécifiques – le tarif pour des missions commerciales génériques était de 158 M€ à partager entre deux clients – le prix proposé pour Ariane 64 était de 115 M€, pour un objectif de coût de 90,6 M€ (aux conditions économiques de 2014). L’objectif de prix d’une Ariane 62 était lui de 70 M€, pour un coût de 73,6 M€ avec la possibilité de compenser des pertes sur les missions Ariane 62 grâce aux gains réalisés sur Ariane 64.

Ces objectifs sont à rapprocher de ceux annoncés par Arianespace à ses clients début septembre : 130 M$ pour Ariane 64 et 80 M$ pour Ariane 62. Il s’agissait alors bien de prix et non de coûts, valables pour la période de transition jusqu’au retrait d’Ariane 5, prévu au début de 2023. Durant cette période, Arianespace exploitera conjointement Ariane 5 et Ariane 6, tous deux avec une cadence réduite et donc sans bénéficier des avantages d’une forte cadence sur aucun des deux. En période de croisière, avec une cadence de onze vols par an en moyenne, ces chiffres devraient être significativement inférieurs.

Blue Origin, cette inconnue

Jeff Bezos a fait la une des magazines le 27 novembre après avoir passé la barre symbolique des 100 Md$ de fortune personnelle, dont 32,6 Md$ gagnés en 2017 et 2 Md$ lors du seul « vendredi noir » (Black Friday, lendemain de Thanksgiving) des soldes américaines. Le patron d’Amazon continue de cultiver le secret sur ses activités et notamment sur celles de Blue Origin. Alors que le moteur BE-4 a entamé ses essais au banc, l’usine qui doit produire les lanceurs New Glenn est sortie de terre à Cape Canaveral et est en voie d’achèvement. Ce lanceur bi ou triétage semi-réutilisable, dans le développement duquel Jeff Bezos a investi 2,5 Md$ de sa poche, doit voler à la fin de 2019 et avoir la capacité de placer 13 t sur orbite de transfert géostationnaire. Aucun objectif de prix n’a été rendu public.

 

En face, SpaceX a démontré la faisabilité technique de la récupération et du recyclage du premier étage de son lanceur Falcon 9. Trois vols ont été réalisés avec un étage recyclé et trois de plus sont encore prévus avant la fin de l’année, dont le premier vol du Falcon Heavy, avec deux étapes recyclés. SpaceX apprend ainsi empiriquement les technologies et les procédures qui lui permettront de baisser significativement le coût de la réutilisation.

Avec les lanceurs actuels (lots n°3 et 4), le premier étage serait réutilisable deux à trois fois. Avec les prochains lanceurs du lot n°5, prévus en 2018, l’espérance de vie d’un premier étage pourrait monter à douze vols. De l’aveu même de Gwynne Shotwell, directeur général de SpaceX, la réduction de prix envisageable serait de l’ordre de 10 % aujourd’hui et de 30 % à terme. Néanmoins, le prix catalogue du Falcon 9 reste officiellement inchangé à 62 M$.

L’équation économique de la réutilisation n’est pas encore prouvée. Entre nécessité de forte cadence, surcoûts opérationnels et baisse de la production initiale qui se traduit par la hausse du coût des étages neufs, beaucoup attendent de SpaceX qu’il « essuie les plâtres ». Si la firme d’Elon Musk réalise son objectif de trente lancements en 2018 et si les nouveaux lanceurs du lot n°5 tiennent leurs promesses, SpaceX pourrait aborder la fin de la décennie avec une flotte d’étages susceptibles de réaliser une centaine de vols. Elon Musk pourrait alors décider d’interrompre la production du premier étage pour concentrer ses ressources sur son projet BFR dont le développement devrait nécessiter un investissement de l’ordre de 10 Md$, et l’amortissement requiert la création d’un marché du transport balistique intercontinental. Il faut encore que les investisseurs le suivent.

Subventions déguisées

Les derniers lancements de Falcon 9 signés avec des clients institutionnels ont confirmé la politique de SpaceX d’appliquer des marges importantes par rapport à son prix catalogue. Le Falcon 9 a ainsi été vendu à 97 M$ en octobre à la Nasa pour emporter Sentinel 6A, et à 96,5 M$ en mars à l’US Air Force pour un satellite GPS-3. Aujourd’hui, le marché institutionnel représente plus de 50 % du carnet de commandes connu de SpaceX en nombre de missions, et deux tiers en valeur, ce qui lui permet de casser les prix sur ses offres commerciales.

 

 

La table de lancement Ariane 6 fabriqué par MT Aerospace pour le CNES. Elle sera livré au CSG et installer sur l'ELA 4 pour aout 2018.

La tour mobile de l'ELA 4, haute de 90 mètres et pesant 8200 tonnes. Elle assurera un accès au lanceur sans le ramener dans le bâtiment d'assemblage BAL.

Début de construction du portique en ZL4

   

Le première revue de conception finalisé pour Ariane 6 a eu lieu en juin 2016. Baptisé "Maturity gate 5", elle  a été remise à l'ESA par ASL Airbus Safran launchers, le maitre d'oeuvre. Cette revue permet de confirmer les performances, les délais et les coûts d’exploitation du lanceur, et de continuer son développement au rythme prévu avec ses partenaires industriels européens. En avril, la revue MG 6.1 a permit d'autorisé le lancement de production des modèles de qualification au sol du lanceur. Le dernière revue MG 6.2 s'est déroule en novembre et vient de se terminer le 14 décembre. Elle autorise la production de la première Ariane 62 dont le vol inaugural reste fixé mi 2020.

Décembre, MT Aerospace (Brême) réalise une revue critique de conception fin novembre sur les installations de lancement, notamment. la table de lancement de l'ELA 4 fabriquée sous contrat avec le CNES. Elle sera convoyé à Kourou début 2018. Les premiers éléments de la tour ombilicale sont prêt pour un départ en Guyane.

2018

Les enjeux d'Ariane 6 sont nombreux dans un marché très concurrentiel. Outre la venue de nouveaux opérateurs d'ici 2020 (Blue Origin, Space X) et une pénétration de certains marché très difficile (comme le Japon Chinois ou Américains), l'Europe se veut confiante. Sa réponse lancé il y a 4 ans, Ariane 6 et Vega C (modernisation du Vega) a entrainé une nouvelle gouvernance et une nouvelle répartition des rôles et responsabilités, dans le but de réduire les coûts de 40%. Pour Arianespace, le succès de ces programmes Europe dépendra véritablement de l'engagement des acteurs publics, des états et des institutions, rappelant la nécessité d'une préférence européenne. 7 lancements institutionnels par an sont accessibles à Ariane 62 si tout le monde joue le jeux.

Les Mureaux, France, le futu bâtiment d'intégration Ariane 6, le N80" prend forme. Long de 220 m sur 100 de large, il accueillera sur 22 000 m2 la chaine d'assemblage du premier étage du lanceur. A l'intérieur, les  cylindres et les réservoirs seront soudés par friction-malaxage, en pressant deux plaques et en les frottant l’une contre l’autre à haute température. Le tout est ensuite décapé au laser. L'atelier de protection thermique, où contrairement à l'EPC d'Ariane 5, la mousse isolante sera projeté en spray. Grâce à ces petites innovations, les couts du lanceurs seront réduits de 40 %. La chambre forte testera l'étanchéité des réservoirs gonflé à 6 bars. D'un cout de 40 millions d'euros, il devrait être opérationnel en 2019

Janvier, la transition d'une Ariane à l'autre se fera plus rapidement : 4 Ariane 5 de moins sont commandées, remplacées par des Ariane 6. Le dernier tir d'une Ariane 5 passe ainsi de 2023 à 2022 avec un tir aussi (3 prévus). 2 tirs sont prévus en 2021 (contre 3 initialement), 6 tirs en 2020 et 6 autres en 2019. Cette année, Arianespace lancera 7 Ariane 5, soit 23 Ariane 5 à lancer. 

Le moteur Vulcain 2.1 est depuis l'an passé au banc d'essai P5 à Lampoldshausen en Allemagne. Le moteur est équipé d'un nouveau générateur de gaz développé en 3D, une tuyère et chambre de combustion redessiné et simplifié. Sa poussé sera de 130 tonnes. Le premier test M1-01 a eu lieu le 22 janvier et a duré 650 secondes. 12 sont prévus pour la première campagne.

   

Chargement de la table de lancement Ariane 6 pour la Guyane. Pesant 700 tonnes, elle mesure 4 m de hauteur pour 20 m sur 18 de base. Au centre, le trou pour l'étage principal et 4 trou sur les cotés pour les propulseurs P120. Pour son voyage en mer par bateau, la table a du être démonté en Allemagne et remonté au CSG sur l'ELA 4 à 200 m du pad. Là, les éléments seront ressoudés ensemble. L'installation de l'équipement interne (canalisations carburant, énergie, air conditionné, sécurité) sera faite en mai pour une installation sur le pad en août. 

Le moteur Vinci assurera la propulsion du second étage d'Ariane 6. développé depuis 1988 par la SNECMA de Vernon, il est cryogénique et réallumable en vol. D'une poussée de 18 tonnes, il peut fonctionner 1000 secondes d'affilée. La camapgne d'essai M5R a débuté en mai 2016 sur le banc P4.1 de Lampoldshausen et s'est déroulé jusqu'en septembre. On suivit les campagne M6 (16 tirs) et M7 (9 tirs) visant à qualifier en plus les sous sytèmes sur le banc PF52. le moteur a ainsi réalisé quelques premières dont une mise à feu de 1569 secondes, une série de 20 "boost" (un allumage et 19 ré allumages) soit 300 secondes de fonctionnement cumulés et un essai à poussée continu de 800 secondes. le moteur compte à ce jour 140 essais au banc.

4 avril, le premier réservoir d'Ariane 6 est livré par MT Aerospace chez ArianeGroup à Brême. Au même moment, la première tuyère du moteur P120C quitte le site d’ArianeGroup du Haillan, près de Bordeaux, pour la Guyane, où elle équipera le moteur P120C livré en décembre 2017 par Avio en vue d’un essai au banc prévu durant l’été.

26 avril, salon IFA de Berlin, Arianespace et l'Agence spatiale européenne ont signé un accord cadre historique. L’idée de la préférence européenne pour les lancements institutionnels défendue depuis plusieurs mois par Arianespace et ArianeGroup fait son chemin avec la signature d'un accord cadre qui définit les clauses standard des commandes de lancement entre l’ESA et Arianespace, et qui surtout affirme l’engagement complet de l’agence pour les lanceurs européens. Arianespace devient ainsi le guichet naturel de l’ESA pour le lancement de ses missions, ce qui n’était pas le cas jusqu’à présent.

Mi juin, l'Agence spatiale européenne (ESA) donne son feu vert pour la poursuite du programme Ariane 6 à l'issue de réunion technique avec les états membres qui ont analyser de fonds en comble le programme aussi bien sur le plan technique que sur le plan de l'organisation industrielle. L'ESA a également décidé du démarrage de la phase de transition entre Ariane 5 et Ariane 6, qui vont coexister sur la période 2021-2022. Il reste simplement à vendre des lancements ! ArianeGroup demande que les différentes entités étatiques confirment leurs engagements sur Ariane 6. 7 missions institutionnelles on d'ores et déjà été identifiés par Arianespace dans la période de transition (2 contractualisés pour 4 satellites Galileo). En avril dernier, l'ESA avait conclut un accord avec Arianespace lui garantissant que toutes les missions européennes seraient désormais systèmatiquement confiés aux laneurs de l'opérateur francilien.k

Pour le moment, tout semble se dérouler comme prévu, un propulseur P120 d'Avio a été installé au banc du CSG pour une mise à feu cet été. Le P120 doit servir comme étage de base du lanceur Vega C et comme EAP pour Ariane 6. Après des essais en Gironde en 2015 et en Italie en 2017, il y aura 3 tests de qualification au CSG. Le P120 mesure 11,7 m de long pour 3,4 m de diamètre et pèse 140 tonnes.

Juillet, le premier lancement d'Ariane 6 pourrait prendre un an de retard selon l'ESA à l'occasion d'une analyse de risques sur le planning. Mais pour ArianeGroup, le programme "est à l'heure", le document de l'ESA n'est qu'une analyse qui s'inscrit dans le management ordinaire de tout grand programme. 3 risques ont été analysés par l'ESA, l'équipement avionique, le logiciel de bord et le développement du réservoir du premier étage. Pour le moment, le premier vol du lanceur est prévu pour juillet 2020. Arianespace a en commande 2 vols AR62 pour le compte de la commission européenne avec Galiléo. L'Allemagne a en "commande" le lancement d'un satellite militaire avec la France. Mais il manque à AR6 des commandes institutionnelles. "Ces commandes sont un enjeu prioritaire pour ArianeGroup. Avec sept lancements institutionnels à réaliser en 2021 et 2022, nous aurions des certitudes pour le démarrage de la production d'Ariane 6" précise le PDG d'ArianeGroup. Une mise en production qui permettrait de fixer le prix réel du lanceur, actuellement proposé à 90 millions d'euros mais espéré à 70.

Juillet, chantier ELA 4, les travaux avancent selon le planning prévu (photos ESA)

       

Le bâtiment d'assemblage du lanceur, le BAL, 20 mètres de hauteur sur 120 de longueur et 41 de large, la tour mobile et le pad de tir. La charpente primaire de la tour mobile ou portique devrait être assemblé d'ici début aout (100 m sur 50). Une fois équipé, il pèsera 7000 tonnes, ce sera la plus grande structure mobile d'Amérique du Sud.

   

Les caissons constituant la table de lancement a été livré sur le site début février.

   

Détails des éléments constituant le mat de la table de tir. Elle sera glissé sur le massif début septembre.

Le déflecteur qui sera positionné sous le pad test en test en Grèce chez MT Aerospace. Il sera démonté, peint et chargé en 50 containers pour Kourou.

L'organisation d'Ariane 6, à 90% identique à celle d'Ariane 5

Aout, la 1ère AR6 ne serait pas une version 6.2 pour les satellites Galileo mais une 6.4 pour Oneweb. Arianespace aurait donc en commande les lancements de 1 à 3 Oneweb, 2 lancements Galileo et un satellite franco allemand d’observation (CSO 3). L'ESA, ASL et Arianespace pensent à réduire de 10 à 8 le dernier lot d’Ariane 5 (qui avait déjà été réduit de 18 à 10) afin de transférer des charges utiles vers A6.

Septembre, la table de lancement est mis en position sur la zone de lancement.

12 octobre, ArianeGroup annonce avoir terminer les derniers essais au banc du moteur Vinci à Vernon. L'essai comprenait 2 allumages a duré 957 secondes. Les premiers essais du moteur ont débuté au DLR en Allemagne en mai 2016. 148  tirs ont été réalisé en 30 mois, cumulant 25 156 secondes de fonctionnement. Parmi eux, un essai de 300 secondes a permis une série de vingt allumages successifs, tandis qu’un autre a atteint une durée totale de 1 569 secondes. Le premier moteur qui équipera le second étage d'Ariane 6 de vol va être assemblé à Vernon début 2019 puis intégré à Brême en Allemagne.

Ariane 6 couvrira un bon nombre de missions commerciales et institutionnelles, allant d'une charge de 400 kg à plus de 16 tonnes. AR62 pourra placer 4 à 5 tonnes en GTO et AR64 11,5 tonnes. En SSO, AR62 placera 5,8 à 6,45 tonnes et AR64, 14,1 à 14,9 tonnes. Enfin en orbite polaire, AR62 placera 5,5 à 7,1 tonnes et AR64 14, 1 à 14,1 tonnes.

Janvier 2019, Ariane 6 est à 18 mois de son premier vol. Plusieurs essais sont prévus cette année. On citera les principaux comme les essais à feu de l'étage supérieur à Lampoldshausen (Allemagne), à partir de décembre 2019 le second des 3 test à feu du moteur à poudre P120C à Kourou, les 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. 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.

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.

28 janvier, le P120C réalise un second test au banc du CSG dans la configuration Vega C. un 3e tir le qualifiera pour Ariane 6.

Mars, Arianespace annonce que OneWeb, le fournisseur d'accès Internet haut débit cherchant à déployer plus de 600 satellites en orbite terrestre basse, serait le client de lancement du vol inaugural de la nouvelle fusée Ariane 6 en 2020. Il reste 14 Ariane 5 à lancer, 5 encore cette année 
- 4 en 2020, 3 ou 4 en 2021 et le reste en 2022.

Mai, Arianespace signe avec ArianeGroup la commande des premières Ariane 6 de série, 14 premiers lanceurs Ariane 6, qui voleront entre 2021 et 2023, en parallèle des huit exemplaires du dernier lot d’Ariane 5. Les premières Ariane 6 de série sortiront des usines d’ArianeGroup dès début 2021. Le premier vol avec un des satellites OneWeb est toujours prévu pour 2020.

Le 16 mai, l'ESA signe avec ArianeGroup et MT Aerospace le développement d'un nouvel étage supérieur pour Ariane 6. Baptisé Icarus, cet étage sera entièrement en fibre de carbone (Innovative Carbon Ariane Upper Stage). L’objectif est de réduire davantage les coûts et surtout économiser de la masse, au point de probablement gagner 2 t de capacités d’emport vers l’orbite de transfert géostationnaire. L’étage sera ainsi caractérisé par une couleur noire, inédite sur un lanceur Ariane, qui lui vaut déjà le surnom d’« étage noir ».

Juin, premier démoulage d'une coiffe Ariane 6 chez RUAG Space. C'est la plus grande coiffe en carbone  monolithique jamais fabriquée en Suisse. La première coiffe fabriquée selon ce principe fut celle du vol Ariane 5 VA 238 en juin 2017 suivit du vol Vega d'aout 2017.

       

Dans l'usine d'ArianeGroup, aux Mureaux, le réservoir cryogénqiue d'Ariane 6 en production

La famille des lanceurs d'ArianeGroup, Ariane 5, Vega, Vega C, Ariane 62 et 64

Juin, Arianspace modifie le contrat de lancement du satellite ViaSat 3 et le place sur Ariane 64. Le contrat signé en 2016 portait sur un lancement par Ariane 5 ECA. ViaSat devient ainsi le premier client commercial sur AR64.