Après 27 ans de service, la fusée Ariane 5 a tiré sa révérence lors de son 117e et dernier vol, marquant la fin d'une époque pour l'Europe spatiale. Ce lanceur lourd, réputé pour sa fiabilité, a joué un rôle crucial dans l'histoire spatiale, en plaçant en orbite des satellites de télécommunications, des sondes scientifiques et des télescopes emblématiques.
Un Pilier de l'Accès Européen à l'Espace
Conçu par le CNES, Ariane 5 a succédé à Ariane 4 en 1996, avec pour objectif de placer en orbite des satellites de plus en plus lourds et puissants. Rapidement, elle est devenue un leader mondial sur le marché des lancements de satellites de télécommunication en orbite de transfert géostationnaire. Ariane 5 pouvait y placer 10 tonnes pour un lancement double et 10,8 tonnes pour un lancement simple. Ariane 5 ECA pouvait placer 10,5 tonnes en orbite de transfert géostationnaire.
Le lanceur a plus que doublé la capacité d’emport de son prédécesseur, Ariane 4, qui a volé de 1988 à 2003 - ce lanceur était particulièrement apprécié des industriels des télécommunications qui souhaitent insérer des charges utiles volumineuses à très haute altitude sur des orbites géosynchrones.
Les Missions Emblématiques d'Ariane 5
Au cours de ses 117 vols, Ariane 5 a participé à des missions spatiales majeures, contribuant à l'avancement de la science et de la technologie. Parmi ses illustres passagers, on peut citer :
- Rosetta (2004) : Le chasseur de comète de l’ESA. Après 8 années consacrées, pour l'essentiel, à mettre en orbite des satellites de télécommunication, Ariane 5 change de registre.
- Les vaisseaux ATV (2008) : Après la Russie et les États-Unis, c'est au tour de l'Europe d'assurer les missions de ravitaillement et de maintient en orbite de l'ISS. Ariane 5 est à la manœuvre et réussit le lancement du 1er ATV (Automated Transfer Vehicle), le Jules Verne, établissant au passage son nouveau record de masse mise en orbite (19 tonnes).
- Herschel et Planck (2009) : Ariane 5 est, en 2009, la seule fusée du marché capable d'effectuer ce lancement hors norme.
- BepiColombo (2018) : De toutes les planètes du Système solaire, Mercure est la plus mystérieuse. Pourquoi est-elle si sombre ? D'où provient son atmosphère très ténue et comment évolue-t-elle ? Qu'est-ce qui explique la présence d'une magnétosphère ? Sur ces thèmes et bien d'autres, les scientifiques se perdent en conjectures…
- Le télescope spatial James Webb (2021) : Pensé comme le successeur de Hubble, le télescope James-Webb est le plus ambitieux et le plus puissant jamais envoyé dans l'espace.
- JUICE (2023) : La sonde JUICE part à la découverte de la planète Jupiter : la géante gazeuse dont la masse est plus de 2,5 fois celle de toutes les autres planètes de notre Système solaire réunies !
- Douze satellites de navigation européens Galileo (en seulement 3 lancements).
Outre ces missions scientifiques, Ariane 5 a également été sollicitée par de nombreux opérateurs de télécommunications du monde entier, tels que Eutelsat, Astra, Eurobird, Intelsat, INSAT (Inde), B-SAT (Japon), DirecTV (États-Unis), Telebras S.A (Brésil) ou encore KTSAT (Corée du Sud). Au total, les 236 satellites mis sur orbite depuis 1998 couvrent tout le globe.
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Le Dernier Vol : VA261
Le 5 juillet 2023, après deux reports, Ariane 5 a effectué avec succès son 117e et dernier décollage depuis la base de Kourou, en Guyane. Ce vol, désigné VA261, emportait deux charges utiles :
- Le satellite expérimental de télécommunications Heinrich Hertz du Centre aérospatial allemand (DLR).
- Le satellite de télécommunications militaires français SYRACUSE 4B.
Le premier report était dû à des «non conformités» sur les lignes de commandes impliquées dans la séparation des boosters de la fusée. Le décollage s'est déroulé avec succès, marquant la fin d'une ère pour Ariane 5.
Les Défis et les Succès d'Ariane 5
Bien que réputée pour sa fiabilité, Ariane 5 a connu quelques difficultés au cours de sa carrière. Sur les 116 vols effectués depuis 1996, on compte cinq échecs ou échecs partiels :
- 4 juin 1996 (V501) : Le premier vol de qualification d'Ariane 5G est un échec. La fusée transporte les quatre satellites Cluster de l'Agence Spatiale Européenne, une mission pour étudier les interactions Terre-Soleil. Après 37 secondes, le lanceur pivote sur lui-même et est neutralisé par les systèmes de sécurité.
- 12 juillet 2001 (V142) : Alors que la fusée transporte le satellite de télécommunications avancé Artemis de l'ESA et BSAT-2B, l'étage supérieur dysfonctionne. Les deux satellites sont placés sur la mauvaise orbite. Néanmoins, Artemis revient plus tard sur son orbite cible grâce à son combustible de secours.
- 11 décembre 2002 (V157) : Le premier lancement d'Ariane 5 ECA, une nouvelle version plus puissante. "Le moteur Vulcain s'arrête après 3 minutes 45 de vol suite à un problème de tuyère", indique le CSG. La commande d'autodestruction préventive du lanceur est alors activée.
- 25 janvier 2018 (VA241) : Premier échec partiel d’Ariane 5 après 82 succès consécutifs, suite à une erreur de plan de vol.
Malgré ces incidents, Ariane 5 a su se forger une réputation de fiabilité, au point que la NASA lui a confié son emblématique télescope James Webb, d'une valeur de dix milliards de dollars.
L'Héritage d'Ariane 5 et l'Avenir de l'Europe Spatiale
Le retrait d'Ariane 5 intervient dans une période de creux pour l'Europe spatiale, quasiment privée d'accès indépendant à l'espace en attendant le relais d'Ariane 6. Une situation aggravée par l'échec du premier lancement commercial du lanceur léger italien Vega C, en décembre 2022, et les retards cumulés d'Ariane 6 dont le vol inaugural interviendra dans le meilleur des cas fin 2023.
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Ariane 6 devrait prendre le relai à partir de la fin de l’année, avec pour mission de faire face à la concurrence accrue des acteurs du secteur. Dans les prochains mois, Ariane 6 entrera en service en offrant des performances et une compétitivité accrues par rapport à son prédécesseur, ce qui n’a pas échappé aux acteurs du marché, puisque près d’une trentaine de lancements sont d’ores et déjà dans le carnet de commandes d’Arianespace.
En parallèle, l’Europe prépare activement l’avenir en développant le démonstrateur d’étage réutilisable Themis équipé du moteur à bas coût Prometheus, qui vient de parfaitement réussir un test important.
L'Europe doit également faire face à la concurrence accrue de nouveaux acteurs, tels que SpaceX, qui a établi un nouveau standard redoutablement efficace dans le secteur des lanceurs en maitrisant la technique du « réutilisable ». Space X place en outre en orbite à un rythme impressionnant les satellites de sa méga-constellation de télécommunications Starlink.
Pour garantir son accès autonome à l'espace et sa capacité à fournir des systèmes militaires, l'Europe doit mettre en œuvre une politique spatiale orientée en faveur de l'industrie du secteur. Il importe donc de mettre en œuvre une politique spatiale orientée en faveur de l’industrie du secteur pour en maintenir la qualité et la vigueur, facteurs clefs pour permettre un accès autonome à l’espace et garantir la capacité à fournir des systèmes militaires, dont certains ont une dimension stratégique. La faiblesse de l’effort public européen en faveur de l’espace comparé à celui des États-Unis interroge cependant. L’ensemble des budgets consacrés à l’espace par les pays européens est en effet environ six fois inférieur au budget spatial américain et, même ramené au PIB, il est encore cinq fois moins élevé. Dans le même temps, malgré son opacité, on sait que le budget spatial chinois est déjà important et ne cesse d’augmenter.
L'Infrastructure d'Ariane 5 au Centre Spatial Guyanais
Le lancement d'Ariane 5 nécessitait une infrastructure complexe et performante au Centre Spatial Guyanais (CSG) à Kourou. Dès le lancement du projet Ariane 5, il est devenu évident qu'un nouvel ensemble de lancement Ariane serait nécessaire. Ce troisième Ensemble de lancement Ariane (ELA3) aura nécessité 10 ans pour son développement, puis sa construction et sa qualification. D'une superficie de 20 km2, l’ELA3 se composait du Bâtiment d'intégration lanceur (BIL), du Bâtiment d'assemblage final (BAF), et à distance de 2,8 km, de la zone de lancement.
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Le Bâtiment d'Intégration Lanceur (BIL)
Les différents composants d'Ariane 5, en provenance d'Europe, étaient assemblées de manière verticale au BIL, une structure de 58 mètres de haut. En commençant par l'étage principal cryotechnique du lanceur, avant d’y ajouter les deux étages d’accélération à poudre (fabriqués au CSG), puis l'étage supérieur. Une fois assemblée, la partie inférieure du lanceur était transférée au BAF.
Le Bâtiment d'Assemblage Final (BAF)
C’est dans cette structure de 90 mètres de haut, entièrement climatisée, que la charge utile était intégrée : la coiffe abritant les satellites était fixée au sommet du lanceur. Pour un lancement avec deux satellites, un adaptateur nommé SYLDA (Système de lancement double Ariane) était utilisé pour les installer l'un au-dessus de l'autre.
Le BAF permettait l'assemblage final du lanceur avant son transfert en zone de lancement. Il comprenait un composite inférieur permettant les dernières opérations sur le lanceur et un sas, au milieu du bâtiment où les charges utiles étaient "déstockées".
La Zone de Lancement
En zone de lancement, Ariane 5 était adossée à la tour Cazes. Haute de 40 mètres, celle-ci protégeait le lanceur du vent et des vibrations générées, et permettait son alimentation en fluides et en électricité. Autour du lanceur, 4 paratonnerres le protégeaient de la foudre. A l'opposé de la tour Cazes se trouvaient les deux carneaux, véritables pots d'échappements du lanceur lors du décollage.
Le centre de lancement (CDL3) permettait de commander à distance les opérations sur le lanceur et la zone de lancement.
Préparation et Chronologie d'un Lancement
La préparation d'un lancement Ariane 5 était un processus complexe et minutieux, impliquant de nombreuses étapes et vérifications.
- J-2 avant le lancement : Les opérations se concentraient sur le lanceur et les charges utiles.
- Début du remplissage de l'EPC : Le remplissage des réservoirs d'oxygène et d'hydrogène liquides commençait.
- A H0 - 6 min 30 s : La séquence synchronisée était entamée, verrouillant, peu à peu, les derniers systèmes à bord du lanceur.
- A H0 : Le moteur Vulcain était allumé, puis ses paramètres contrôlés. Si son fonctionnement était correct, l'ordre irréversible d'allumage des deux E.A.P. était donné.
L'ELA3 était géré de façon entièrement automatique. La dernière phase était la phase d'allumage du lanceur.
Les Systèmes Clés d'Ariane 5
Ariane 5 était composée de plusieurs éléments clés :
- L'Etage Principal Cryotechnique EPC.
- La case à équipements.
- L'Etage à Propergols Stockables EPS ou l'étage cryogénique ECA.
- Les Etages d’Accélération à Poudre (EAP).