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Ariane (fusée)

Ariane est le nom gĂ©nĂ©rique d'une famille de lanceurs civils europĂ©ens de satellites. Le programme Ariane est lancĂ© en 1973 par le CNES afin de donner les moyens Ă  la France de mettre en orbite ses satellites sans dĂ©pendre des autres puissances spatiales. Ce projet avait Ă©tĂ© prĂ©cĂ©dĂ© d'un Ă©chec avec la fusĂ©e Europa. La première version, Ariane 1, effectue son vol inaugural depuis la base de Kourou (Guyane française) le . Elle est rapidement remplacĂ©e par des versions plus puissantes, Ariane 2, Ariane 3 et Ariane 4 qui effectuent leur premier vol respectivement en 1986, 1984 et 1988. Pour faire face Ă  l'augmentation de la masse des satellites, le lanceur est complètement refondu, donnant naissance Ă  la version Ariane 5 capable de placer maintenant plus de 10,7 t en orbite de transfert gĂ©ostationnaire. Son premier vol a eu lieu en 1996.

Ariane
Lanceur spatial moyen/lourd
Ariane 5 ECA sur son pas de tir, transportant avec lui le télescope James Webb
Ariane 5 ECA sur son pas de tir, transportant avec lui le télescope James Webb
Données générales
Pays d’origine
Constructeur ArianeGroup
Premier vol
Lancements (Ă©checs) 237 (12)
Hauteur 55 m
Diamètre 5,4 m
Masse au décollage 780 t
Étage(s) 2
Poussée au décollage 15 120 kN
Base(s) de lancement Kourou
Version décrite Ariane 5
Autres versions Ariane 1, Ariane 2, Ariane 3, Ariane 4
Charge utile
Orbite basse G : 18 t
ES : 21 t
ECA : 21 t
Transfert géostationnaire (GTO) G : 6,9 t
ES : 8 t
ECA : 10,5 t
Motorisation
Propulseurs d'appoint 2 EAP (P230)
1er Ă©tage EPC : 1 moteur Vulcain
160 tonnes d'ergols cryogéniques LOX/LH2
2e étage ESC : 1 moteur HM-7B, 14,4 tonnes d'ergols cryogéniques LOX/LH2
Missions
Satellites de télécommunications
Ravitailleur ATV (retiré du service)
Satellite scientifique
Sonde spatiale

La famille de lanceurs a rapidement pris une part de marché importante dans le domaine du lancement des satellites de télécommunications en orbite géostationnaire, secteur en plein essor dans les années 1980. En 2009, le lanceur Ariane, qui est tiré de cinq à sept fois par an ces dernières années, détenait environ 50 % de ce marché avant l'arrivée de la société américaine SpaceX. La base de lancement d'Ariane, située à Kourou en Guyane française (Centre spatial guyanais), permet au lanceur de disposer d'un avantage important grâce à sa proximité de l'équateur (qui permet une plus grande vitesse au lancement) mais ses coûts de production restent élevés.

Ariane est initialement issue des travaux de l'agence spatiale française, le CNES. La politique spatiale française, pour des raisons à la fois politiques et industrielles, a de tout temps été plus attachée au développement d'un lanceur européen que ses partenaires au sein de l'Agence spatiale européenne. Les industriels français conservent encore aujourd'hui une part prépondérante dans la conception et la fabrication des lanceurs Ariane, avec des participations significatives d'autres pays européens comme l'Allemagne (nombreuses contributions sur la propulsion, le corps des lanceurs), l'Italie (propulsion), la Suède, la Belgique, les Pays-Bas et la Suisse. Le lancement des satellites par Ariane est commercialisé par la société Arianespace, filiale créée en 1980 par le CNES et les principaux industriels impliqués dans le programme.

Historique

Ariane 4 sur le pas de tir de Kourou ()
Premier vol d'Ariane 4, le 15 juin 1988.
Maquettes à l'échelle 1 des fusées Ariane 1 (à droite) et 5 (à gauche).

Contexte : les enjeux des débuts de la conquête spatiale

En 1960, la communauté scientifique européenne appelle de ses vœux la création d'un programme spatial scientifique européen animé par un organisme analogue au CERN. Les programmes spatiaux russe et américain font des progrès très rapides qui ouvrent de nouvelles perspectives, notamment dans les domaines de la physique et de l'astronomie. Les responsables britanniques qui viennent d'arrêter le programme du missile balistique Blue Streak proposent alors de développer un lanceur spatial reposant sur ce missile. Pour les Britanniques, l'objectif est surtout d'amortir le coût du Blue Streak (56 millions de £). En janvier 1961, le général de Gaulle, sollicité, donne finalement son accord contre l'avis de ses conseillers pour le développement d'un lanceur européen à trois étages, baptisé Europa, utilisant comme premier étage le Blue Streak, un deuxième étage de conception française et un troisième étage de conception allemande.

L'Ă©chec du programme Europa

Le premier tir d'un élément de lanceur Europa a lieu à Woomera (Australie) en juin 1964 : c'est un succès mais il ne porte que sur le premier étage déjà rodé Blue Streak tandis que les étages français et allemands n'en sont encore qu'au stade de l'étude. Or, depuis la mise en place du programme Europa, la donne a changé. Les observateurs européens les mieux informés savent que les capacités du lanceur ne sont pas adaptées au marché des satellites de télécommunication qui est en train de se dessiner mais qui nécessite désormais une plus grande capacité d'emport. En janvier 1965, la France tente de convaincre ses partenaires au sein de l'ELDO de modifier les spécifications du lanceur en intégrant un deuxième étage cryotechnique (technique que la France a commencé à explorer) permettant de placer un satellite sur orbite géostationnaire. Mais la maîtrise d'une telle technologie est un pari audacieux et elle nécessite de repousser les premiers lancements en 1970. Un compromis est trouvé : un quatrième étage est inclus dans les développements pour permettre d'atteindre l'orbite géostationnaire. Le Royaume-Uni irrité, entre autres, par les dépassements budgétaires et la volonté française de substituer Kourou à Woomera comme base de lancement réduit en juin 1966 sa participation de 38,79 % à 27 % après avoir menacé de se retirer[1].

Les premiers essais de l'Ă©tage français Coralie seul, puis du lanceur Europa assemblĂ© ne contribuent pas Ă  faire renaĂ®tre la confiance : l'Ă©tage français lancĂ© avec uniquement un troisième Ă©tage inerte (ensemble CORA) connaĂ®t 2 Ă©checs sur 3 tentatives (1966-1967) ; les deux tirs du lanceur Europa complet qui ont lieu en 1967 (avec un troisième Ă©tage inerte) se soldent Ă©galement par des Ă©checs car l'Ă©tage Coralie refuse de s'allumer[2]. Après 10 lancements non concluants, le programme Europa 1 est arrĂŞtĂ©, car les EuropĂ©ens se rendent compte que les performances du lanceur sont trop en retrait par rapport aux besoins. Le Royaume-Uni et l'Italie quittent le projet en 1969. Une seconde version du lanceur, Europa 2, capable de placer sur orbite gĂ©ostationnaire des satellites de 150 kg, est mise en chantier. Cette version est financĂ©e majoritairement par la France et l'Allemagne. Malheureusement, son premier et seul lancement, depuis la base de Kourou, en novembre 1971, est un Ă©chec[3]. Le programme Europa 2 est arrĂŞtĂ©. Une troisième version d'Europa est Ă©tudiĂ©e au dĂ©but des annĂ©es 1970 mais après plus de trois ans de recherche, le projet est abandonnĂ©. Toutefois, les travaux effectuĂ©s sur le premier Ă©tage serviront de point de dĂ©part pour l'Ă©laboration du lanceur europĂ©en Ariane. Le programme Europa est un Ă©chec total car, pour satisfaire chaque participant, il s'est Ă©laborĂ© sans maĂ®trise d'Ĺ“uvre et d'ouvrage centrale donc sans vĂ©ritable coordination. La conclusion du programme Europa va fortement influencer les orientations du programme spatial europĂ©en.

Le lancement du programme Ariane

Malgré l'échec du lanceur Europa 2 en novembre 1971 et l'abandon des études d'une version plus puissante, l'Europa 3, le gouvernement français de l'époque propose la création d'un lanceur dans le prolongement de l'expérience réussie du petit lanceur Diamant, le L3S (Lanceur de 3e génération de substitution). Le lancement du projet ne put avoir lieu fin 1973 qu'après de délicates négociations entre les gouvernements de la France, de l'Allemagne et du Royaume-Uni : les Britanniques préféraient financer leur satellite maritime MAROTS, les Allemands leur module Spacelab emporté par la navette spatiale. Les États-Unis tentèrent de détourner les pays européens de leur intention de développer leur propre lanceur mais les restrictions imposées en échange de l'utilisation de leurs lanceurs, en particulier pour le lancement des satellites Symphonie[N 1] apportèrent des arguments à l'appui de la position du gouvernement français qui souhaitait que l'Europe devienne autonome pour le lancement de ses satellites. Le à Bruxelles, les pays européens parvinrent à un accord qui permettait de financer simultanément les projets préconisés par les principaux participants[4] dont le projet Ariane.

Pour parvenir à un accord, les responsables français acceptent de prendre en charge 60 % du budget et s'engagent à payer tout dépassement de plus de 120 % du programme[5]. En contrepartie, les établissements responsables du développement sont français : l'agence spatiale du CNES est maîtresse d'œuvre et l'Aérospatiale est l'architecte industriel. Le choix d'un responsable unique doit permettre d'éviter les errements du projet Europa. Le programme Ariane coûtera 2,063 milliards de francs[6]. Pour baptiser le lanceur, le CNES lance un appel à idées. Parmi les propositions retenues : Phénix, Véga, la Lyre, le Cygne. Le directeur général du CNES Michel Bignier propose sa liste au ministre Jean Charbonnel, qui décide finalement de nommer le lanceur Ariane (du nom de l’héroïne mythologique grecque Ariane).

Ariane 1

La première version du lanceur Ariane, Ariane 1, comporte trois Ă©tages, mesure 47 mètres de haut, pèse 210 tonnes et, grâce Ă  sa poussĂ©e de 240 tonnes[7], peut placer en orbite gĂ©ostationnaire des satellites de 1 700 kg. Pour rester dans une enveloppe budgĂ©taire acceptable, les caractĂ©ristiques du lanceur sont en retrait par rapport au projet Europa 3. Pour cette fusĂ©e, il Ă©tait envisagĂ© de dĂ©velopper un deuxième Ă©tage cryotechnique qui est remplacĂ© sur Ariane 1 par un Ă©tage utilisant des ergols plus conventionnels. Le type de moteur-fusĂ©e, un Viking, propulse Ă  la fois le premier Ă©tage (4 moteurs) et le deuxième Ă©tage (1 moteur). Le troisième Ă©tage a, en revanche, recours Ă  un moteur HM-7 qui brĂ»le un mĂ©lange oxygène/hydrogène liquides très performant. La base de lancement de Kourou, dĂ©jĂ  utilisĂ©e pour le dernier tir du lanceur Europa, est retenue comme centre de lancement du nouveau système ; on y amĂ©nage l'ensemble ELA-1, premier complexe de lancement destinĂ© Ă  Ariane.

Le développement du lanceur ne rencontre aucun problème et se réalise dans les délais. Le premier tir était prévu le , mais après un compte à rebours parfait et allumage des moteurs, l'ordinateur a refusé d'ouvrir les crochets retenant la fusée après avoir détecté une insuffisance de pression sur un des propulseurs. Le 23 décembre, nouvelle déception : mauvaises conditions météo et mauvaise pressurisation des réservoirs retardent le compte à rebours. Le , après ces tentatives avortées, Ariane 1 effectue un vol parfait à la surprise de tous les participants traumatisés par l'expérience du lanceur Europa[8] - [9]. Mais le deuxième vol, le , est un échec : une instabilité dans la chambre de combustion d'un des 4 moteurs Viking du premier étage entraîne la destruction du lanceur après 104 secondes de vol. Après avoir modifié les caractéristiques des injecteurs, les vols reprennent un an plus tard. Le 5e vol est de nouveau un échec : cette fois c'est la turbopompe du moteur du troisième étage qui est en cause. Les modifications et les tests durent près de 9 mois. Les six derniers vols du lanceur Ariane 1, qui ont lieu entre 1983 et 1986, se déroulent normalement.

Ariane 2 et 3

Pour que le lanceur Ariane reste concurrentiel, il fallait qu'il puisse Ă  chaque vol placer deux satellites en orbite de transfert gĂ©ostationnaire. Or Ă  la fin des annĂ©es 1970, les principaux concurrents d'Ariane, les lanceurs amĂ©ricains Delta et Atlas, accroissent fortement leur capacitĂ©, permettant ainsi aux opĂ©rateurs de satellites gĂ©ostationnaires de commander des engins plus lourds. Les responsables du programme Ariane dĂ©cident donc le dĂ©veloppement d'une version amĂ©liorĂ©e d'Ariane, capable de mettre en orbite de transfert gĂ©ostationnaire 2,4 tonnes soit 600 kg de plus.

Les modifications sont peu coĂ»teuses (environ 144 millions d'euros), car le lanceur dispose d'une certaine rĂ©serve de puissance : la pression dans la chambre de combustion de tous les moteurs est lĂ©gèrement augmentĂ©e. Le surplus de poussĂ©e obtenu permet l'allongement du troisième Ă©tage de 1,2 mètre et l'emport de 2 tonnes d'ergols de plus. Deux propulseurs d'appoint Ă  poudre de 9,7 tonnes, fournissant chacun pendant une durĂ©e de 29 secondes une poussĂ©e supplĂ©mentaire de 66 tonnes, sont accolĂ©s Ă  la version Ariane 3 (la version Ariane 2 en est dĂ©pourvue). Un des deux ergols du premier Ă©tage, l'UDMH, est remplacĂ© par l'UH 25, plus Ă©nergĂ©tique. Le rĂ©sultat final dĂ©passera les prĂ©visions avec une charge utile de 2,2 tonnes pour la version Ariane 2 et de 2,7 tonnes pour Ariane 3.

Ariane 3 effectue son premier vol le [10] - [11]. Ariane 3 volera dix fois jusqu'en 1988 avec un échec en 1985. Elle emmènera deux satellites géostationnaires à chaque fois. La fusée Ariane 2, moins puissante, est moins utilisée : son premier vol a lieu le [11] et est un échec. Il y aura cinq autres vols entre 1987 et 1989.

Ariane 4

L'agence spatiale europĂ©enne dĂ©cide en octobre 1981, sur proposition de la France, de dĂ©velopper une version plus puissante permettant de placer 4,17 tonnes en orbite gĂ©ostationnaire : l'objectif est de mettre en service cette nouvelle version en 1986 de manière Ă  pouvoir rĂ©pondre aux besoins de la nouvelle gĂ©nĂ©ration de satellites de tĂ©lĂ©communications. L'Ariane 4 comporte un premier Ă©tage allongĂ© qui lui permet d'emporter 226 tonnes d'ergols. Les moteurs Viking voient une nouvelle fois leur puissance augmenter lĂ©gèrement. Des propulseurs d'appoint liquide peuvent ĂŞtre associĂ©s au premier Ă©tage : ces propulseurs utilisent un moteur Viking consommant les mĂŞmes carburants que les premier et deuxième Ă©tage. Le lanceur est commercialisĂ© dans 6 configurations qui se diffĂ©rencient par le nombre de propulseurs d'appoint (0, 2 ou 4) et le type de propulseur (Ă  poudre ou liquide). Selon la version, Ariane 4 peut placer de 2 Ă  4,3 tonnes en orbite de transfert gĂ©ostationnaire.

Les installations de lancement à Kourou sont agrandies : en effet, d'une part le premier complexe de lancement ne permet d'effectuer que six tirs par an, alors qu'il est prévu dans le futur une moyenne de 10 tirs par an ; d'autre part les propulseurs d'appoint liquide ne peuvent être montés dans les installations existantes. L'ESA autorise en août 1981 l'édification d'un deuxième complexe de lancement, ELA 2, pour un coût de 153 millions d'euros. Avec ELA 2 le déroulement du montage de la fusée et son lancement sont profondément modifiés pour limiter les conséquences d'une explosion au décollage et surtout réduire le délai entre deux tirs : un bâtiment d'assemblage est construit à près d'km de l'aire de lancement et la fusée est amenée sur le lieu de décollage posée sur une table de lancement qui se déplace sur des rails. Grâce à ces nouvelles installations, le délai entre deux tirs peut être réduit théoriquement de 28 à 18 jours.

Le premier lancement de Ariane 4 a lieu le [12]. Ariane 4 est tirĂ© 116 fois entre 1988 et 2003 et ne connaĂ®t que trois Ă©checs. Le lanceur, qui enlève en moyenne une charge utile de 3 585 kg, a lancĂ© 186 satellites.

Un lanceur complètement nouveau

Maquette d’Ariane 5 au Bourget.
Deuxième étage EPS de la fusée Ariane 5.

La dĂ©cision de construire le lanceur Ariane 5 est prise le . Ă€ l'Ă©poque, Ariane 4 n'a pas encore volĂ© et le lanceur est loin d'avoir acquis sa position dominante sur le marchĂ© des satellites commerciaux. Alors qu'Ariane 1 avait Ă©tĂ© conçue pour le lancement des satellites gĂ©ostationnaires, Ariane 5 doit selon les plans initiaux lancer des charges lourdes en orbite basse, en particulier la future navette spatiale europĂ©enne Hermès qui sera abandonnĂ©e par la suite. Cette orientation initiale se retrouve en partie dans l'architecture du lanceur. Mais l'analyse des tendances du marchĂ© effectuĂ©es peu après montrèrent que le poids moyen des satellites de tĂ©lĂ©communications gĂ©ostationnaires allait dĂ©passer les 2 tonnes vers 1995 excĂ©dant les capacitĂ©s de lancement double d'Ariane 4. Il fut donc dĂ©cidĂ© qu'Ă  cette date le lanceur Ariane 5 prendrait le relais d'Ariane 4. L'investissement est initialement chiffrĂ© Ă  4,1 milliards d'ECU (la mĂŞme somme en euros). Les principaux pays contributeurs sont la France (46,2 %), l'Allemagne (22 %), l'Italie (15 %) et la Belgique (6 %). L'Espagne, les Pays-Bas, la Suède et la Suisse prennent une participation comprise entre 1 et 2 %. L'investissement rĂ©el calculĂ© en 2009 s'Ă©lève Ă  8 milliards d'euros[13].

Sur le plan technique, le lanceur Ariane 5 n'a rien en commun avec ses prĂ©dĂ©cesseurs. La poussĂ©e de 1 200 tonnes au lancement est obtenue Ă  hauteur de 90 % par deux gros propulseurs d'appoint Ă  poudre (EAP). Le premier Ă©tage proprement dit (EPC) est propulsĂ© par un nouveau moteur-fusĂ©e, le Vulcain consommant un mĂ©lange hydrogène/oxygène très performant mais qui ne fournit initialement que 10 % de la poussĂ©e. Cet ensemble est surmontĂ©, au choix, d'un Ă©tage utilisant des propergols hypergoliques rĂ©allumables (EPS) ou d'un Ă©tage cryogĂ©nique plus puissant mais non rĂ©allumable (ESC). Le corps central du lanceur a un diamètre important de 5,4 mètres qui permet d'adapter facilement Ă  son sommet des charges utiles volumineuses. Plusieurs jeux de coiffes sont disponibles en fonction de l'encombrement et du nombre des satellites.

Pour lancer Ariane 5, des installations particulièrement importantes sont édifiées à Kourou. Les installations existantes, ELA-1 et ELA-2, ne sont en effet pas adaptées au nouveau lanceur plus trapu et de composition radicalement différente. La rationalisation d'une campagne de tir est poussée plus loin. Plusieurs bâtiments permettant l'assemblage des propulseurs d'appoint, du lanceur et de sa charge utile sont édifiés : ils sont tous reliés entre eux par une double voie ferrée sur laquelle la fusée et ses composants circulent. Un bâtiment permettant de préparer plusieurs satellites en parallèle est également construit. Enfin une nouvelle aire de lancement est édifiée. Le complexe baptisé ELA-3 remplace les installations existantes qui doivent être désaffectées après le tir de la dernière fusée Ariane 4. Par ailleurs une usine est construite près de la zone de lancement pour couler les blocs de poudre des propulseurs d'appoint (EAP) qui sont ensuite assemblés dans un bâtiment spécial.

Les Ă©checs du lanceur Ariane 5

Le premier lancement prévu en 1995 n'a lieu qu'en juin 1996. Le vol V-88 est un échec dû à une erreur du logiciel chargé du pilotage du lanceur. Le deuxième vol est un demi-succès : l'orbite visée n'est pas atteinte car le premier étage EPC s'est arrêté avant d'avoir épuisé ses ergols. Pour pouvoir répondre aux besoins en attendant la fiabilisation du lanceur, la société Arianespace doit passer commande de lanceurs Ariane 4 supplémentaires. Le problème se reproduira au 11e lancement.

Le premier lancement de la version ECA en 2002 est Ă©galement un Ă©chec. Il faudra attendre 2005 pour que cette version vole Ă  nouveau le jour.

Depuis 2005, le lanceur a effectué 111 lancements (situation en octobre 2021). Il a connu un seul demi-échec : en janvier 2018, deux satellites[14] (SES-14 et Al Yah 3 (en)) ont été mis sur une orbite autre que celle prévue.

Principaux jalons

Ariane 6

À la fin des années 2010, le contexte commercial des lancements de satellites civils devient de plus en plus concurrentiel, avec l'arrivée de lanceurs comme SpaceX ou Longue Marche.

Malgré son succès et sa position dominante dans le domaine des lancements de satellites géostationnaires, Ariane 5 est jugé trop coûteux — malgré la maturité du programme, chaque lancement revient à plus de 100 millions d'euros — et la décision de construire un nouveau lanceur, baptisé Ariane 6, est prise en décembre 2014.

Le premier vol de ce lanceur, qui se décline en deux versions (nommées A62 et A64, selon que la fusée est équipée de deux ou quatre propulseurs d'appoint à poudre), est prévu pour le deuxième semestre 2023.

Le succès commercial d'Ariane

Répartition des satellites lancés par la fusée Ariane entre 1979 et 2009 par région d'origine et type[N 2].

Le but du programme européen Ariane est, initialement, de se rendre indépendant[15] des technologies américaines et russes, et de pouvoir lancer un ou deux satellites gouvernementaux par an[16] ; il n'était pas prévu de développer une activité commerciale. L'utilisation du pas de tir de Kourou, inauguré en 1968[7], favorisé par sa localisation près de l'équateur, l'augmentation de la masse des satellites géostationnaires, les errements de la politique spatiale américaine autour de sa navette spatiale, des choix techniques et de dimensionnement pertinents vont transformer la fusée Ariane en un acteur majeur sur le marché du lancement de satellites commerciaux.

Entre 1979 et 2009, environ 300 satellites de plus de 100 kg ont Ă©tĂ© lancĂ©s par une fusĂ©e Ariane. Les satellites de tĂ©lĂ©communications en orbite gĂ©ostationnaire dominent : 236 satellites de cette catĂ©gorie ont Ă©tĂ© lancĂ©s dont 81 d'origine amĂ©ricaine, 69 europĂ©ens et 49 asiatiques. Ariane a Ă©galement Ă©tĂ© utilisĂ©e pour lancer d'autres types de satellites : tous ceux-ci, Ă  deux exceptions près, ont Ă©tĂ© fabriquĂ©s par les pays europĂ©ens pour leur compte ou celui de l'Agence spatiale europĂ©enne : 13 satellites scientifiques (comme les tĂ©lescopes Herschel et Planck), 3 sondes spatiales (comme Rosetta), 5 satellites d'observation (la famille des satellites SPOT), 8 satellites mĂ©tĂ©orologiques, 18 satellites militaires (comme les satellites Helios). Pour des raisons de coĂ»t, la majoritĂ© des satellites scientifiques europĂ©ens sont lancĂ©s par des fusĂ©es russes, mieux adaptĂ©es pour les charges utiles de masse moyenne ou faible Ă  placer en orbite terrestre basse.

Le , le vol réussi no 240 d'Ariane 5 est le quatre-vingt-deuxième succès consécutif de ce lanceur (le record d'Ariane 4 étant de 74 vols consécutifs réussis pour 116 décollages)[17].

Le 26 novembre 2019 marque 250 décollages d'Ariane en 40 ans d'exploitation[18].

Caractéristiques techniques des lanceurs Ariane

Principales caractéristiques des différentes versions de la famime de lanceurs Arianeref[19] - [20]
Ariane 1 Ariane 2 Ariane 3 Ariane 4 Ariane 5 G Ariane 5 ECA Ariane 6
PĂ©riode 1979-1986 1986-1989 1984-1989 1988-2003 1996-2009 2002- 2023-
Lancements/réussis 11/9 6/5 11/10 116/113 24/23 (dont 2 mises sur orbite trop basse) 69/68 (dont une mise sur orbite trop inclinée)(au )
Charge utile 1,85 t (GTO) 2,21 t (GTO) 2,72 t (GTO) 2,13 Ă  4,95 t (GTO) 6,9 t (GTO) 10,5 t (GTO)[21] 12 t (A64)
4,5 t (A62) GTO[22]
Masse totale 210 t 219 t 240 t 245 Ă  484 t 740-750 t 760-780 t 500-800 t
Hauteur 47,4 m 48,9 m 48,9 m 54,90 - 58,70 m 52 m 56 m 70 m
Diamètre 3,8 m 3,8 m 3,8 m 3,8 m 5,4 m 5,4 m 5,4 m
Propulsion 4 Ă— Viking 2
Viking 4
HM-7
4 Ă— Viking 2B
Viking 4B
HM-7B
4 Ă— Viking 2B
2 Ă— PAP
Viking 4B
HM-7B
4 Ă— Viking 4B
0:4 Ă— PAP
ou 0:4 PAL
Viking 5B
HM-7B
Vulcain 1
2 EAP
Aestus
Vulcain 2
2 EAP
HM-7B
Vulcain 2.1
2 ou 4 P120
Vinci

Les installations de lancement

Ariane a pour site de lancement exclusif le Centre spatial guyanais de Kourou.

Les Ă©volutions du lanceur Ă  l'Ă©tude

Le poids des satellites de télécommunications lancés par la fusée Ariane a augmenté régulièrement depuis 1979[N 3]

Ariane 5 ECB ou ME

Le lanceur Ariane 5 est solidement installé, avec plus de 50 % de part de marché, sur le créneau des satellites géostationnaires lourds qui, même s'ils ne représentent qu'environ 25 % des lancements (environ 20 à 30 satellites par an sur une centaine de satellites lancés annuellement), constituent l'essentiel du marché commercial. Cette position pourrait toutefois être remise en question :

  • Les satellites gĂ©ostationnaires continuent Ă  grossir or le coĂ»t d'un lancement Ariane 5 n'est acceptable que si la fusĂ©e peut lancer deux satellites en mĂŞme temps. Avec des satellites qui atteignent aujourd'hui jusqu'Ă  7 tonnes (TerreStar-1), un lancement double peut devenir impossible (capacitĂ© de Ariane 5 : 9,5 tonnes).
  • Les lanceurs concurrents de Ariane 5 disposent d'un Ă©tage supĂ©rieur rĂ©allumable ce qui n'est pas le cas de l'Ă©tage cryogĂ©nique de la fusĂ©e europĂ©enne (par contre l'EPS, Ă©tage non cryogĂ©nique moins puissant, le peut). Cette capacitĂ© donne une plus grande souplesse opĂ©rationnelle : le lanceur peut par exemple prendre en charge la circularisation de l'orbite gĂ©ostationnaire traditionnellement confiĂ©e Ă  un moteur d'apogĂ©e faisant partie intĂ©grante du satellite. Cette caractĂ©ristique permet Ă©galement d'optimiser le lancement des sondes interplanĂ©taires.

Une version d'Ariane 5, l'Ariane 5 ECB ou plus tard Ariane 5 ME, a Ă©tĂ© envisagĂ©e plusieurs annĂ©es. Elle Ă©tait capable de lancer 12 tonnes en orbite de transfert gĂ©ostationnaire, grâce Ă  un deuxième Ă©tage cryogĂ©nique rallongĂ© emportant 3 fois plus de carburant et un nouveau moteur, Vinci Ă  la fois plus puissant et plus performant[23]. Le lancement de la phase 1 du dĂ©veloppement de cette version plus puissante du lanceur a Ă©tĂ© dĂ©cidĂ© lors de la confĂ©rence ministĂ©rielle de l'ESA en novembre 2008.

Le premier vol d'Ariane 5 ME était prévu pour 2017. La décision officielle fin 2014 de lancer le développement d'Ariane 6 a mis un terme à celui d'Ariane 5 ME.

Ariane 6

Différentes architectures sont étudiées pour le remplacement d'Ariane 5 et de ses éventuelles variantes à l'horizon 2025. Les deux principaux objectifs du programme FLPP (Future Launcher Preparatory Program) financé par l'agence spatiale européenne sont de diminuer le coût du kilogramme placé en orbite et d'augmenter la fiabilité, c'est-à-dire de réduire la probabilité d'un échec au lancement. Différentes pistes sont explorées, toutefois la solution du lanceur réutilisable n'a pas encore été retenue car nécessitant un investissement plus important que l'Europe ne semble pas vouloir réaliser.

Parmi les pistes retenues :

  • le remplacement, au niveau du premier Ă©tage, de la combinaison d'ergols hydrogène/oxygène par le couple kĂ©rosène/oxygène. Ce dernier permet de dĂ©velopper des poussĂ©es plus importantes (facteur important au dĂ©collage) et de rĂ©duire le poids de la structure (le kĂ©rosène est plus compact que l'hydrogène). C'est le choix effectuĂ© par deux des lanceurs de la mĂŞme classe, l'amĂ©ricain Atlas V et le lanceur ukraino-russe Zenit ;
  • l'association de plusieurs premiers Ă©tages en grappe Ă  la manière de la Delta IV Heavy pour obtenir une capacitĂ© de lancement importante.

L'agence spatiale française prépare de son côté un projet de micro-lanceur, Aldebaran, qui doit permettre de tester les nouvelles technologies qui pourraient être mises en œuvre sur le remplaçant d'Ariane 5 : électronique compacte, nouvelles techniques de propulsion[24].

L'organisation industrielle

Le moteur Vulcain II qui propulse le premier Ă©tage de l'Ariane V.
Le moteur Viking motorisait les 2 premiers Ă©tages des Ariane 1 Ă  4.

La maîtrise d'œuvre industrielle des lanceurs Ariane est confiée à ArianeGroup. Pour Ariane 5 l'organisation est la suivante :

  • Le premier Ă©tage cryotechnique EPC est assemblĂ© dans l'usine des Mureaux en rĂ©gion parisienne Ă  partir du rĂ©servoir isolĂ© et Ă©quipĂ©, fabriquĂ© par Cryospace, filiale Ă  55 % d'Air liquide et Ă  45 % d'ArianeGroup installĂ©e sur le mĂŞme site des Mureaux et de composants produits entre autres par ArianeGroup (moteur Vulcain) sur le site de Vernon dans l'Eure, MAN sur le site d'Augsburg (Allemagne), ArianeGroup Ă  BrĂŞme et Dutch Space aux Pays-Bas.
  • ArianeGroup est Ă©galement responsable de la conception et de l'intĂ©gration des moteurs cryogĂ©niques Vulcain 2 et HM-7B pour Ariane 5 ECA. ArianeGroup (site d'Ottobrunn) fournit les chambres de combustion des moteurs ainsi que l'Ă©tage Ă  propergol stockable Aestus pour la version gĂ©nĂ©rique. Par ailleurs, pour le moteur Vulcain, Volvo (Suède) fournit le divergent de la tuyère, Avio SpA (Italie) la turbopompe oxygène et MAN le cardan. La motorisation des premières versions d'Ariane Ă©tait conçue par la SociĂ©tĂ© europĂ©enne de propulsion (SEP) qui fut par la suite intĂ©grĂ©e Ă  ArianeGroup.
  • L'Ă©tage SupĂ©rieur Cryotechnique (ESC-A) dans la version Ariane 5 ECA est rĂ©alisĂ© par ArianeGroup (site de BrĂŞme) ainsi que la case Ă  Ă©quipements Ă©galement assemblĂ©e sur place Ă  partir de composants venant d'Espagne, d'Allemagne, de Suède, de Belgique et de France.
  • Les deux gros propulseurs Ă  poudre (EAP) sont fabriquĂ©s par la sociĂ©tĂ© Europropulsion dĂ©tenue Ă  parts Ă©gales par ArianeGroup et la sociĂ©tĂ© italienne Avio SpA. La tuyère est rĂ©alisĂ©e par ArianeGroup, le corps du propulseur par MAN en Allemagne tandis que les ergols sont prĂ©parĂ©s et coulĂ©s par Regulus une sociĂ©tĂ© dĂ©tenue Ă  60 % par l'italien Avio et Ă  40 % par ArianeGroup. L'assemblage des propulseurs est rĂ©alisĂ© sur le site de Kourou en Guyane.
  • La coiffe est rĂ©alisĂ©e par la sociĂ©tĂ© suisse RUAG Space (anciennement division de Contraves).

Pour Ariane 6 cette organisation industrielle devrait ĂŞtre globalement reconduite.

Le lanceur Ariane face Ă  ses concurrents

Ariane 5 met en orbite des satellites lourds (de plusieurs tonnes) généralement par paire. Les engins européens de cette classe sont essentiellement des satellites commerciaux. Les satellites européens scientifiques ou militaires, la plupart du temps plus légers, ne sont pas lancés par Ariane 5 mais par des fusées russes mieux adaptées et beaucoup moins coûteuses comme Soyouz ou des missiles balistiques reconvertis en lanceur. En 2009 toutefois, Ariane a lancé 2 télescopes spatiaux européens particulièrement lourds (Planck et Herschel) ainsi qu'un satellite de reconnaissance français Helios 2B. L'étroitesse du marché (de 20 à 30 satellites commerciaux par an) limite ces dernières années à en moyenne 6 le nombre de lancements d'Ariane 5. Durant l'année 2009, 7 tirs ont été effectués.

Sur le marchĂ© des satellites commerciaux lourds les principaux concurrents d'Ariane 5 sont les lanceurs de l'ex URSS, les fusĂ©es Proton et Zenit et dans une moindre mesure le lanceur chinois Longue Marche 3. Les lancements de la Proton (capacitĂ© 5 tonnes en orbite de transfert gĂ©ostationnaire) sont commercialisĂ©s par ILS, sociĂ©tĂ© contrĂ´lĂ©e par Lockheed Martin le fabricant amĂ©ricain de l'Atlas V. La Proton est le principal concurrent d'Ariane 5 malgrĂ© 2 Ă©checs en 2007 et en 2008. Les lancements de la Zenit, d'une capacitĂ© Ă©quivalente Ă  la Proton, sont commercialisĂ©s par Sea Launch filiale de Boeing constructeur par ailleurs de la Delta II et de la Delta IV. Sea Launch traverse aujourd'hui des difficultĂ©s financières très sĂ©rieuses qui menacent son existence. Les lanceurs amĂ©ricains Delta IV et Atlas V, dont la conception remonte Ă  la fin des annĂ©es 1990, devaient initialement permettre aux constructeurs amĂ©ricains de revenir sur le marchĂ© des lancements commerciaux. Mais leur coĂ»t s'est avĂ©rĂ© trop Ă©levĂ© et leurs constructeurs se sont concentrĂ©s sur le marchĂ© captif des agences gouvernementales amĂ©ricaines. Plus rĂ©cemment cependant SpaceX avec la Falcon 9 est devenu un concurrent majeur grâce Ă  ses prix faibles dus au fait que les lanceurs sont rĂ©utilisables. La crĂ©ation de la Falcon Heavy, fusĂ©e la plus puissante en activitĂ©, place la sociĂ©tĂ© amĂ©ricaine en concurrent principal d'Ariane.

Nombre de lancements par année et type de lanceur[25].
(lanceurs moyens et lourds seulement, CubeSats exclus)
Année20062007200820092010201120122013201420152016 2017 2018 2019Coût lancement[26]
Millions $
Coût/kg
Lanceurtirssatellitestirssat.tirssat.tirssat.tirssat.tirssat.tirssat.tirssat.tirssat.tirssat.tirssat. tirs sat. tir sat. tir sat.
Ariane 5 Drapeau de l’Union europĂ©enne 5106126117126125971347611612714 6 15 6 14 220 M$ (ECA)22 917 $
Atlas V Drapeau des États-Unis223522564455668899913818 6 3 5 10 125 M$ (501)25 000 $
Delta II Drapeau des États-Unis688855891133————1111—— 1 1 1 1 65 M$ (7920)36 011 $
Delta IV Drapeau des États-Unis3311——3333334433452244 1 1 2 2 170 M$ (Medium)40 380 $
Falcon 9 Drapeau des États-Unis————————22——233366617912 18 73 21 69 56,5 M$11 770 $
H-IIA Drapeau du Japon4423113322221112473335 6 7 3 5 90 M$
Longue Marche 3 Drapeau de la RĂ©publique populaire de Chine 33664422889999332291077 5 7 14 22 60 M$ (3A)23 177 $
Proton Drapeau de la Russie66771010810997991099897734 4 7 2 2 100 M$ (M)18 182 $
Zenit Drapeau de l'Ukraine55116644——4433221111—— 1 1 — — 60 M$ (SLB)16 666 $

Notes et références

Notes

  1. Le satellite franco-allemand de télécommunications Symphonie sera lancé par les américains à condition que ses propriétaires renoncent à toute utilisation commerciale, pour ne pas concurrencer Intelsat, organisation internationale à l'époque étroitement contrôlée par les intérêts américains.
  2. Satellites de plus de 100 kg. Les satellites Intelsat sont comptabilisés comme américains, les satellites Eutelsat et Inmarsat comme européens.
  3. Seuls les satellites lancés par la fusée Ariane sont indiqués. La valeur de 2003 n'est pas significative car cette année 1 seul satellite de télécommunications a été lancé par une fusée Ariane.

Références

  1. William Huon p. 70
  2. William Huon p. 72-73
  3. Un modèle de vol de ce lanceur est actuellement en exposition à l'Euro Space Center, Transinne (Belgique)
  4. Durand, p. 210-211
  5. Durand, p. 196
  6. Durand, p. 199
  7. Dupas, p. 80
  8. Durand, p. 267-269
  9. « Journal télévisé du 24 décembre 1979 relatant le lancement d’Ariane » [vidéo], sur ina.fr
  10. « Journal télévisé du 4 août 1984 relatant le lancement d’Ariane 3 » [vidéo], sur ina.fr
  11. Historique d'Ariane 1 Ă  3, sur Destination Orbite.
  12. « Journal télévisé du 15 juin 1988 relatant le lancement d’Ariane 4 » [vidéo], sur ina.fr)
  13. « Die Ariane 5 », Berndt Leitenberger (consulté le )
  14. Un début d'explication pour l'erreur de trajectoire d'Ariane 5 de janvier 2018
  15. Dupas, p. 79
  16. Durand, p. 205
  17. « VA240: Arianespace met en orbite quatre satellites Galileo supplémentaires avec Ariane 5 et signe le 82e succès d'affilée du lanceur lourd. » [PDF], sur arianespace.com, (consulté le ).
  18. « Succès pour le 250e lancement d'une Ariane 5 », sur information.tv5monde.com, (consulté le )
  19. (de) Norbert Brügge, « Ariane », sur Rockets (consulté le )
  20. (de) Norbert Brügge, « Ariane 5 », sur Rockets (consulté le )
  21. « Lancement spatial, Ariane 5, la référence », sur ArianeGroup (consulté le )
  22. « Lancement spatial, 2020, Ariane 6 », sur ArianeGroup (consulté le )
  23. « Les nouveaux habits d'Ariane », Banque des savoirs Essonne, (consulté le )
  24. « Les nouveaux habits d'Ariane », Banque des savoirs Essone, (consulté le )
  25. (en) « Ariane 5 (log des lancements) », sur Gunter's Space Page, (consulté le )
  26. (en) « FAA semi-annual launch report : Second half of 2009 », Federal Aviation Administration - Office of Commercial Space Transportation, (consulté le )

Voir aussi

Bibliographie

Articles connexes

Liens externes

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