SOYOUZ EN GUYANE
 

L’Ensemble de Lancement Soyouz (ELS) au CSG


Le site d'implantation du pas de tir se trouve au nord du centre spatial Guyanais, à mi-chemin entre le pad de tir d'Ariane 5 (à 10 kilomètres) et le village de Sinnamary (18 kilomètres). Son choix a été dicté par des contraintes géologiques, un sol fait d'une roche dure et peu profonde, ce qui est idéal pour les fondations et du granit solide pour pouvoir creuser l'énorme carneau d'évacuation des gaz. Le pad en étant au Nord permet de tirer vers le Nord sans menacer les habitants de Sinnamary. Enfin, en étant éloigné des ELA d'Ariane, il satisfait certaines craintes concernant l'espionnage industriel, tant du côté russe que du côté français. En effet, le lanceur européen est considéré par le département d'état US (le ministère des affaires étrangères) comme un lanceur de l'OTAN, ce qui permet de simplifier considérablement la paperasserie nécessaire à 'exportation de technologies dites "sensibles" vers la Guyane et les ELA. La classification ITAR place les satellites dans la même catégorie que les armes.

ITAR pour International Traffic in Arms Regulation, est le nom d'une législation US de 1976, renforcé pour les satellites en 1999, au titre de laquelle les États-Unis doivent donner leur accord pour l'exportation des équipements d'armement comportant une technique sensible, y compris lorsque cette technique est déjà implantée sur un équipement étranger faisant l'objet d'un projet de réexportation ainsi que leur composants, optiques militaires. Pour les États-Unis, l’objectif est de contrôler les exportations de produits ou composants américains, en obligeant les pays utilisateurs et désireux d’exporter leur production d’obtenir préalablement une autorisation des États-Unis. ITAR vise non seulement les produits dont l’application est strictement militaire mais aussi des produits dont ce n’est pas forcément la finalité première. Tout le spatial US est ainsi soumis aux loi ITAR, du satellite au plus petit composants. ITAR est une sorte de protectionnisme américain qui empêche la concurrence mondiale et oblige certains pays a s'équiper de matériels "ITAR Free" pour contourner ces lois notamment dans le domaine des satellites (comme Thalès Alenia Space pour pouvoir vendre des satcoms en Chine). De son coté l'Europe et le reste du monde n'a pas de li équivalente à ITAR

Le site de l'ELS couvre une surface de 120 hectares; il comprend 20 000 m² de surface bâtie. C'est le 7eme site de lancement Soyouz dans le monde après Baikonour, 2 pads et Plesetsk, 4 pads.
 
Le sous-sol de la zone de lancement est constitué de formations argilo-sableuses de profondeurs et de consistances extrêmement variables (5 à 25 m) ne permettant pas la fondation directe d’ouvrage. La présence éparse de boules de granit pluri-métriques complique la réalisation de l’ensemble des solutions de fondations. De plus, la grande variabilité des sols associée à une pluviométrie et une infiltration très importante crée de gros problème hydraulique (étanchéité des fouilles, stabilité des pentes…).

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Le premier coup de pioche a eu lieu en avril 2004 devant quelques officiels comme le directeur général de l'Agence spatiale européenne (ESA) Jean-Jacques Dordain, le directeur général d'Arianespace Jean-Yves Le Gafl et le directeur général du Cnes Yannick d'Escatha, Igor Barmine, directeur général de KBOM (responsable des installations au sol de la base spatiale russe) et Léonard Taput, directeur adjoint du département infrastructures sol de l'agence spatiale russe Rosaviakosmos. 

Nombre d'incertitudes restent encore à lever sur l'organisation de l'ensemble de lancement de Soyouz. L'ancien ensemble de préparation aux charges utiles (les satellites) d'Ariane 4, qui a fini sa carrière, doit être recyclé pour préparer l'étage Fregat du Soyouz. Comme à Baikonour, le lanceur sera assemblé à l'horizontale et amené sur le pad tiré par train sur son support. L'intégration de la charge utile à la verticale oblige à construire une tour de service annexe

 Le projet de construction débute au printemps 2005. La décision positive du Conseil de l'ESA de décembre 2004 permet de boucler 90 % du financement ESA (223 M€) grâce à une augmentation des participations de la France, de l'Allemagne, de la Belgique, de la Suisse et de l'Espagne. Par ailleurs, le financement apporté par Arianespace (121 M€) a également été débloqué grâce à la décision de la France de garantir le prêt de cette société auprès de la Banque Européenne d'Investissement. Il restait encore à concrétiser le financement de l'Union Européenne (10 % de 223 M€) pour boucler complètement le tour de table.
Les travaux de terrassement ont commencés en janvier et se sont déroulé sur une année avec la création de pistes, déboisement, drainage, préparation du terrain (1 million de m3 sur 120 hectares)… L'appel d'offre pour le premier lot de ces travaux concerne le génie civil, les VRD, les réseaux énergie et climatisation a été lancé au début du mois d'avril. 

L'ESA est le maitre d'œuvre du programme avec le CNES, Arianespace est l'exploitant du système Soyouz en Guyane. Elle est aussi responsable des prestations russes du programme Soyouz dans le cadre d'un contrat avec le CNES et de la qualification opérationnelle du SLS.

L'organisation industrielle est constitué d'un groupement conjoint , le groupement Soyouz Infrastructures, qui comprend le GIE INFRASOYOUZ (Vinci Construction Grands Projet et NOFRAYANE), mandataire de l'ensemble du groupement, MT Aerospace (ancien Man Technologie), ACIA regroupant AXIMA Belgique, CRYSTAL (France), AXIMA FRANCE et CLEMESSY.

Vinci Construction a déjà travaillé sur le CSG en réalisant les ELA, l'usine de propergols Ariane 5 et les bâtiments de charges utiles S5. 

Le choix industriel est réalisé dans l'été et les premiers travaux démarrent à la rentrée. La partie la plus difficile à faire sera le creusement du carneau d'évacuation des gaz taillé directement dans le granit, comme le fut le BEAP d'Ariane 5. Le massif avant et la tour seront aussi difficile à réaliser.

L’ENSEMBLE DE LANCEMENT SOYOUZ (ELS)


Le site de lancement choisi est situé au Nord-Ouest du CSG. La zone de 120 hectares est sur le territoire administratif de la ville de Sinnamary. Le site de lancement est localisé sur un socle granitique, à 27 km de la ville de Kourou, 12 km des Ensembles de lancement Ariane (à 4-5 km des sites d'observation Ariane) et à 18 km de la ville de Sinnamary. L’emplacement a été retenu notamment pour être suffisamment éloigné des autres ELA et permettre une extension future.
L'ELS est orienté au Nord en bordure de la RN1 et s'étend sur 1000 m environ. Comme les ELA Ariane, elle est composée de deux zones, celle de préparation et celle de lancement.

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La zone de préparation ZP, en bordure de route est le premier point d'accès du site. Un second poste de contrôle 200 m plus loin permet d'accéder à la zone de lancement directement. La zone comprend le poste de garde et des pompiers, le Centre de Lancement CDL, les servitudes (distribution et stockage électrique, climatisation, compresseurs) et une aire de stockage. Cette zone est à 1026 m du lanceur. 

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Le CDL est utilisé pour les opérations finales et le lancement. Son toit est recouvert d'une dalle en béton de 2 m d'épaisseur. Le système «contrôles commandes» comprend un contrôle commande opérationnel de fourniture russe et un contrôle commande servitude CCZ de fourniture européenne. Les moyens de communications comprennent un système de communication systèmes/mesures. et des moyens optiques, sonorisation et vidéo.

Le bâtiment du Centre de Lancement (CDL) est un bâtiment massif anti-explosion ramenant une charge surfacique moyenne au sol d’environ 15 T/m². Le profil de sol au niveau de ce bâtiment est constitué de 10 m d’argile sableuse molle surplombant des sables argileux à graviers et des argiles d’altération rocheuse. Ces formations moyennes à denses présentent de nombreuses boules granitiques pluri-métrique rendait une fondation du bâtiment sur pieux extrêmement difficile. La solution alternative proposée a consisté à remplacer les fondations profondes proposées (20 m) par une amélioration de sol par inclusions rigides réalisée par la technique du Jet-Grouting. Les inclusions réalisées ont un diamètre de 1100 mm et le matériau de Jetgrouting obtenu possède une résistance à la compression à 28 jours de l’ordre de 7 à 8 MPa. La profondeur totale des inclusions a été réduite à 11 m, évitant ainsi les zone des boules granitiques.

       

Au centre de la zone de préparation à 625 m du lanceur, le bâtiment d'intégration MIK 3431 (Montazhno-Ispitatielniï Korpoussagrandi) entièrement climatisé (92 m de long, 41 m de large et 22 m de hauteur) qui permet l'assemblage du lanceur à l'horizontale et de l'étage FREGAT. Sur l'accès parallèle, les zones de stockage kérosène, pyrotechnie, hydrogène et la zone de dépotage de peroxyde d'hydrogène. Le bâtiment est traversé dans sa longueur par la voie ferrée qui relie la ZL. Les containers du lanceur arrivent coté Sud et sont déchargé par la grue du pont roulant. Le corps central, Block A arrive en 2 parties qui sont assemblé dans la partie Est du bâtiment. Puis, l'ensemble est déplacé sur le banc adjacent pour recevoir les 4 boosters. Ces derniers arrivent dans leur propre containers. Transféré dans le MIK, puis contrôlé, ils sont positionné autour du corps central. Une fois assemblé le lanceur est transféré de nouveau dans la partie Est du bâtiment mais cette fois ci sur une remorque spéciale qui le conduira jusqu'au pad de tir, moteur en avant.

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Le MIK guyanais appartient à l'ESA mais est exploité par Roskosmos

       

L'intérieur du MIK en cours d'aménagement

   

Le MIK vue extérieure avec devant le CDL, au fond la ZL et le pad de tir

   

L'intérieur du MIK lors des essais d'intégration lanceur en 2010

La Zone de Lancement (ZL) est à 1000 m de l'entrée principale. Elle est relié au MIK par une voie ferrée sur laquelle sera déplacé le lanceur Soyouz sur sa remorque. Longue de 625 m, elle est plus courte que celle reliant le MIK 32 au pad 31 de Baikonour qui fait elle 750 mètres. Celle qui relie le MIK 112 au pad 1 fait 40 km !

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Le pad Soyouz est similaire à celui de Baikonour ou Plesetsk. Il est constitué d'une immense dalle de béton enterrée sur 5 étages équipés de tous les systèmes nécessaires à la mise en œuvre du lanceur et abritant les locaux techniques associés, plus petite que celui de Baikonour (63 m de long sur 45 de large) sur laquelle aboutie la voie ferrée pour le transport du lanceur. La dalle se termine par une plateforme bétonnée rectangulaire, la table de lancement avec un trou carré (20 x 20 m) au centre destiné à laisser passer les flammes du lanceur au décollage 15 m plus bas. Deux énormes piliers la soutiennent. Entourant, le massif, 4 mats anti-foudre et en arrière le portique mobile permettant l'accès au véhicule une fois érigé, l'intégration du composite supérieur sur le lanceur et son retrait pour le lancement.

Sur le devant, le carneau d'évacuation des flammes, de type Baikonour. Creusé dans le granit, il mesur 150 m de long pour 125 de large et 15 m de profondeur. il a fallu un an pour creuser les 200 000 m3 de roche. Le granit a une très faible perméabilité et ne devrait donc pas permettre à l'eau de s'infiltrer. Cependant, par précaution, le carneau est recouvert d'une paroi étanche et sera pourvu d'un système de pompage. De plus, il est entièrement cimenté évitant la projection de caillou au décollage.

Ecorché du pad de tir avec sur le coté du massif, tunnel d'évacuation reliant le bunker du personnel et à l'opposé, le bunker de contrôle du remplissage en ergols. Juste devant se trouve le bassin d'évaporation du peroxide d'hydrogène

 

Le système retenu pour le lance Soyouz depuis 1957 est assez original. 4 bras métallique appelés "la tulipe" (Tioulplan en russe)  articulés à leur base assurent le soutien du lanceur au niveau des 4 boosters. Ils sont posés sur une  couronne métallique de 16 m de diamètre pesant 300 tonnes. La couronne de Baikonour est mobile afin d'aligner l'azimut de lancement, celle de Guyane est fixe puisque le lanceur est équipée d'un système de contrôle en vol digital qui gère l'azimut pendant l'ascension. Le système est complété par des tirants métalliques reliés à la plateforme et au bas du lanceur permettant de lancer avec un vent de 72 km-h et des températures de - 36°C. Au moment du décollage, la poussée des moteurs libèrent le lanceur, les 4 bras basculant en arrière sous l'effet de contre-poid. L'alimentation en ergols de l'étage de base se fait en bas par un bras de service. Fixés sur la couronne, un premier bras KZM assure l'alimentation en fluides et électricité du 3eme étage Block I, l'étage Fregat et la ventilation de la charge utile. Un autre mat, plus court assure l'alimentation de l'étage central Block A. Lors du compte à rebours, le bras du Block I est déconnecté en premier, le second est rétracté juste avant le décollage.

 

Arrivée au bord du trou central, le lanceur est redressé et positionné verticalement. 4 bras métallique de soutien (en jaune) prennent le lanceur au niveau des points d'attache des boosters sur le corps central. Le lanceur est donc suspendu au dessus du vide par ces 4 bras, le centre de gravité au dessous évitant un éventuel basculement. La base du lanceur est à 7 m sous la dalle. Au dessus de ces 4 bras, les plateformes de service pour accéder au corps central.

       

Vue par en dessous, les 20tuyères des moteurs.
On distingue bien les 4 tirants qui soutiennent le lanceur et les mats d'alimentation du corps central

Sous le massif se trouve la "cabine de service" , une sorte de tiroir regroupant tout les systèmes permettant l'accès au dessous du lanceur avec 3 plateformes sur vérins pour le remplissage en ergols.
Elle est rétractée avant le lancement et protégée par une grande plaque en métal lors du lancement.

A gauche, les plateformes sont abaissées, à droite relevées. Au centre, le tiroir est rentré.

Le portique ou tour de service MBO (Mobilnaïa Bachnia Obslouzhivania) réalisé par Contraves et KBOM protége le lanceur sur son pad et permet l'intégration du composite supérieur avec les satellites. Dans le plan initial, elle n'existait pas. L'ESA en confie la réalisation à une société italienne qui la soustraite à une société russe MIR fabriquant des parcs d'attraction. Celle ci fait faillite et perd ses locaux. Roskomos, l'agence spatiale russe autorise MIR a fabriquer et monter le portique dans son centre d'essais non loin de Moscou entre mars et juin 2009. Les éléments sont alors traités anti corrision, numérotés, démontés et expédiés en Guyane où le cauchemar commence pour les équipes sur place. La notice de montage est erronée, il faut tout re numéroté les 3000 poutrelles. Le portique est terminé début 2011. Les portes se seront rajoutées que l'été suivant, car les charnières ont du être changé en dernière minute. Les mauvaises langues disent que le portique a été décidé juste pour que Soyouz ressemble à Ariane, il n'y a aucune justification technique valable ! C'est juste un problème de philosophie. Le CSG est bien huilées pour une intégration des CU en vertical. Le fait de faire un portique a éviter de faire les deux bras qui permet d'avoir accès au lanceur jusqu'au dernier moment comme à Baikonour

La tour mesure 53 m de haut, 29 de longueur et 24 de largeur pour 800 tonnes. L'utilisation d'un tel portique est rendue nécessaire par la pluviométrie, beaucoup plus importante en Guyane qu'à Baïkonour (3 000 mm/an contre 290 mm/an), et par l'exigence de cohérence entre Ariane et Soyouz. Les satellites commerciaux qui doivent être mis en orbite par le lanceur européen doivent en effet être conçus pour être assemblés à la verticale. Comme Arianespace veut rester dans sa philosophie de "gamme de lanceurs", elle doit imposer aux charges utiles lancées par Soyouz d'être élaborées de la même manière que si elles devaient l'être par Ariane, c'est à dire prévues pour être intégrées verticalement.
Le portique possède 11 niveaux
d’accès au lanceur dont 4 pour la partie haute du lanceur (étage supérieur Fregat + Charge utile), un système de ventilation pour la Charge utile, un pont roulant de 22 tonnes, une motorisation autonome permettant le déplacement de la structure sur des rails, dans la direction Nord/Sud, de la partie avant à la partie arrière de la ZL, sur une distance de 80 mètres environ. Le portique est un bâtiment conçu spécifiquement pour la Guyane qui a pour mission de sécuriser les accès aux niveaux hauts du lanceur (en remplacement des fermes métalliques utilisées à Baïkonour). Il est fabriqué par KBOM (Russie) pour la structure métallique (charpente + bardage) et Rheinmetall (Italie) pour les équipements mécaniques principaux (pont roulant, ascenseur, motorisation).

Le portique du Soyouz, 11 plateformes de travail et deux à la base qui se replient vers le bas pour le passage du lanceur vers le pad

   

Le portique, portes ouvertes (sans bardages) avec le dernier niveau où est reçu la charge utile.

   

   

Les plateformes qui enserrent la base du lanceur en position ouverte, fermées sans et avec le Soyouz

       

Vue générale du portique. Sur la photo de gauche, l'arrière ou rentre la charge utile.

 

       

La ZL Soyouz lors des tests de validation au printemps 2011

Juste à coté, dans un rayon de 200 mètres, les zones de stockage LOX, air, azote , hélium et eau et la zone de dépotage et de refroidissement du kérosène. La voie qui part sur le coté du pad sert pour les wagon amenant le kérosène pour l'étage principal Block A. Des camions amènent le kérosène supplémentaire pour le 3eme étage Block I.

   

Écorche de la plateforme de lancement Soyouz

 

   

   

Comme toute activité humaine, le Centre spatial guyanais (CSG) n’échappe pas à la question de son impact sur l’environnement. Le Cnes, propriétaire foncier du CSG, l’Esa, propriétaire des installations au sol d’Ariane 5 et Arianespace, l’opérateur des lanceurs, ont mis en place une politique environnementale qui englobe tout le site et dont les objectifs sont de limiter autant que possible l’impact de l’activité du CSG sur la faune et la flore locale et de maîtriser les impacts environnements du lanceur en vol.

Différents paramètres sont donc mesurés, notamment ceux concernant la qualité de l’eau, de l’air, l’impact sur la faune aquatique, la végétation et l’avifaune, dont les oiseaux sont de très bon bio-indicateurs.

 Dans le cas du CSG, l’activité spatiale, qui comprend entres autres la production des éléments du lanceur, « n'occasionne pas ou très peu de nuisance sur le site. Quels que soient les paramètres mesurés, ils sont toujours meilleurs que les limites réglementaires. La construction du site de l’Ensemble de lancement Soyouz a nécessité de déplacer Stachytarpheta angustofolia, une plante protégée par arrêté ministériel. Elle a fait l’objet d’une transplantation, en février 2008, de la zone du carneau de l’ELS vers une zone sanctuaire. Un suivi est réalisé chaque année.

Avec l'arrivée du Soyouz, le périmètre de sécurité a été étendu et les effectifs déployés pour assurer la protection du site accrus. Une compagnie du 9e Régiment d’infanterie de Marine assurera bientôt, sous commandement du 3e REI et aux côtés des légionnaires, la protection externe du site. Comme pour les ELA Ariane, le site est sous une bulle de protection aérienne avec les hélicoptères, le radar du CCM, associé aux moyens sol-airs sous le commandement de la Haute Autorité de défense aérienne (HADA), qui assure la souveraineté nationale de l’espace aérien français. Implanté au cœur du centre spatial, en zone UPG, à quelques kilomètres des ensembles de lancement Ariane, le CCM est, en cas d’alerte, un véritable centre décisionnel. Les Puma et Fennec de l’Escadron d’hélicoptères outre-mer (EHOM) se tiennent prêts à décoller à tout moment pour intercepter, dérouter, voire détruire un appareil intrus. Selon le niveau de menace, des avions de chasse et un avion de surveillance Hawkeye peuvent également renforcer le dispositif. « Si l’avion n’obtempère pas à nos premières mises en garde radio, on monte en gradation, commente le colonel Inaky Garcia Brotons, commandant des Forces aériennes en Guyane et Haute Autorité de défense aérienne. On peut procéder à des contraintes d’itinéraires ou des tirs de semonce. Ensuite, selon la catégorie de l’aéronef et son comportement, s’il est hostile ou armé, nous sommes habilités à le détruire sur autorisation du Premier ministre. »

En mer, un patrouilleur et une vedette de la gendarmerie maritime s’assurent de la sécurité des approches maritimes et évacuent les derniers pêcheurs égarés. Un avion de surveillance, le Falcon 50 M, peut également venir renforcer le dispositif.

 

 

 

 

 

 


LA CAMPAGNE DE LANCEMENT SOYOUZ