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La politique spatiale française: bilan et perspectives

 

III. 2.3. LES ENJEUX DE LA PERFORMANCE ET DE LA FIABILITÉ

La propulsion reste toujours critique pour les lanceurs

Dans une mission de transport spatial, toute panne de moteur est en général catastrophique. Contrairement aux avions par exemple, il existe en effet très peu de possibilités de redondance au niveau des sous-systèmes propulsifs permettant de concevoir un véhicule de performances acceptables, compte tenu de l'énorme quantité d'énergie que requiert une mise en orbite autour de la terre (la charge marchande d'Ariane est de l'ordre de 1% de sa masse au décollage, celle d'un Airbus de 15 à 25 %).

Pour la même raison et tout particulièrement dans les moteurs, les marges de dimensionnement doivent être limitées, mais parfaitement maîtrisées. Il est fondamental d'intégrer la diversité et la complexité des phénomènes physiques mis en jeu, dans des conditions extrêmes de température, de pression, de niveaux vibratoires, dans des machines de volume et de masse aussi réduits que possible.

Le rapport entre la puissance et la masse d'une turbopompe de moteur-fusée est 10 à 30 fois supérieure à celui d'un moteur de formule 1.

Un déficit de performance de 1% du moteur Vulcain d'Ariane 5 se traduirait par une perte de charge utile de 350 kg en orbite de transfert géostationnaire (7% de la masse du satellite) ou encore près de 800 kg en orbite basse.

Cette situation se traduit par une fiabilité globale moyenne des systèmes de lancements spatiaux actuels compris entre 90 et 97% dans laquelle les taux d'échec liés à la propulsion sont encore de l'ordre de 70% (même s'il n'y a pas eu d'échec Ariane lié à la propulsion depuis plusieurs années).

Les défis techniques de la propulsion spatiale sont l'obtention simultanée d'une performance et d'une fiabilité élevées qu'il faut rendre compatibles avec des coûts de production réduits.

Le savoir-faire du métier de la propulsion réside ainsi à la fois dans le développement de systèmes performants mais fiables, la conception, la production et la mise en oeuvre de technologies critiques, de produits dont on veut accroître la robustesse et baisser les coûts, mais aussi la surveillance constante du comportement des matériels en opération.