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L'ESA investit dans le moteur fusée réutilisable Prometheus

Eric Bottlaender
Spécialiste espace
20 mai 2021 à 13h15
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Prometheus Arianegroup moteur fusée © Arianegroup
Le moteur Prometheus représente la future génération de moteurs fusée européens. Crédits : Arianegroup

Prometheus est de plus en plus concret. Le moteur conçu par Arianegroup vient de recevoir un nouveau chèque de 135 millions d'euros pour la poursuite du développement jusqu'aux démonstrations. Un signe fort pour la prochaine génération de lanceurs européens : les premiers tests auront lieu en 2021-2022.

Il est aussi question d'améliorer ses capacités.

Prometheus, le grand virage

Après plus d'une vingtaine d'années et l'une des seules expertises au monde sur les moteurs fusée oxygène-hydrogène, négocier le virage de la génération Vulcain à une nouvelle philosophie bas coûts, réutilisable et propulsée au méthane n'a pas été facile. Pourtant, le moteur Prometheus, dont le développement préliminaire a démarré en 2015 (financement réel à partir de 2017) devient doucement une réalité. Dix fois moins cher que le Vulcain qui vole avec Ariane 5, il est conçu pour que 70 % de ses pièces, dont la chambre de combustion, soient imprimées en 3D.

Deux premiers exemplaires sont en cours d'assemblage aujourd'hui, et ce chiffre va grimper à six, grâce au financement de 135 millions d'euros de la part de l'ESA, qui va permettre de finaliser le développement et de poursuivre une cadence élevée pour les programmes d'essais à venir. Prometheus sera d'abord testé sur des bancs d'essai, puis il volera une première fois avec le démonstrateur d'étage réutilisable Themis (horizon 2022-2025) avant de représenter le cœur d'un futur lanceur européen d'ici la fin de la décennie.

Il faudra tester, tester et tester

Les essais vont démarrer dès cette année en France, à Vernon, par une série d'allumages courts entre 5 et 40 secondes, grâce à une installation sur le réservoir prototype de Themis, développé par Arianeworks, sur le premier moteur.

D'ici février 2022, lorsque le deuxième sera prêt, les exemplaires de Prometheus seront envoyés en Allemagne pour des tests à Lampoldshausen. Ils seront poussés à leurs limites, sur des durées plus longues et plus représentatives des vols orbitaux, ainsi que des allumages nécessaires pour des étages réutilisables. L'investissement de l'ESA servira aussi à préparer une future production de série et l'optimisation des équipements.

Ariane 6 au décollage © Airbus
La période est difficile, car les retards d'Ariane 6 font se chevaucher les programmes de développement et la mise en place des nouvelles solutions. Crédits : ESA

Si on ne développe pas, on baisse les bras

Si Prometheus ne va pas être utilisé dès demain sur les lanceurs européens, développer ce moteur méthane-oxygène est devenu une priorité pour garder une compétitivité des lanceurs d'ici la fin de la décennie, qui pourrait aussi équiper une génération de lanceurs plus petits (certaines discussions sont en cours avec quelques-uns des acteurs du NewSpace européen…).

Les 135 millions d'euros fournis par l'ESA vont aussi permettre un développement à moyen terme, notamment une version de Prometheus plus puissante de 20 % (1 200 kN de poussée) et la possibilité d'adapter le moteur sur des ergols hydrogène-oxygène. Si cette dernière piste se révèle fructueuse, elle pourrait sur le papier donner lieu à une amélioration réutilisable et/ou bas coût d'Ariane 6 dès l'horizon 2025-2026. De quoi se marier avec le développement de l'étage supérieur Phoebus, qui vient également de recevoir pratiquement 15 millions d'euros et qui promet de meilleures performances ?

Source : ESA, Ariane Group

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clockover
Ariane 6 devrait être zappée.<br /> C’est une pure perte de temps et de moyen. Un lanceur pour 4 ans…
ebottlaender
Euh, il n’y aura pas d’autre lanceur européen de son calibre à l’horizon 2026… Sinon éventuellement une Ariane 6 améliorée.<br /> Ariane 6 devrait être là pour 6 à 10 ans.
clockover
Ce qui est ridicule en durée de vie pour un lanceur généraliste commercial.
ebottlaender
C’est pas foufou en effet, mais on a vu pire. Cela dit je ne suis pas persuadé qu’il y aurait eu un gain significatif à trainer Ariane 5 jusqu’à ce que les technos soient prêtes en Europe. Il s’agissait avant tout de remplacer un lanceur conçu au début des années 90…
g-m1n1
En terme de budget, ça semble très modeste façe aux ricains (et j’imagine chinois).
ebottlaender
75 millions en 2017 de la part de l’ESA, 15 millions du gouvernement français en 2021 + 135 millions de l’ESA en 2021, je trouve que c’est déjà pas mal (sachant que ça ne couvre pas d’éventuels couts internes), mais les comparaisons sont difficiles avec les autres programmes US ou autres.<br /> Aerojet Rocketdyne a par exemple utilisé 225 millions de dollars pour son moteur AR-1 (kérosène-oxygène) mais il n’était pas réutilisable.
kyrios
Donc dans la dernière ligne droite il faudrait tout arrêter, ce qui signifie perdre les sommes investies dans Ariane 6 pour continuer à exploiter Ariane 5 qui coûte très cher à exploiter et qui donc n’est plus du tout compétitive jusqu’à ce que Ariane next soit prêt (en 2030 si tout va bien, ce qui fait 9 ans et non 4 ans).<br /> Bizarre comme idée où alors j’ai raté un truc…
ti4444
Qu’ils continuent les recherches… dans quelques années leur techno sera racheté par Space-X
Element_n90
Ils pourraient pas plutôt chercher à améliorer le Vulcain en utilisant l’impression 3D (puisqu’on a l’impression que c’est ce qui permet de faire des progrès) ? Il parait que SpaceX a vachement amélioré leur Merlin entre la 1ere version et celle actuellement. Pourquoi chez Ariane, on a l’impression qu’un truc inventé à un moment T va resté gelé jusqu’à la prochaine génération de fusée/moteur ?
orionb1
même si on aime s’auto flageller, l’europe a encore beaucoup de compétences et de talent dans le domaine des fusées<br /> et perso, je m’en réjouis, car l’indépendance dans ce domaine est stratégique
juju251
clockover:<br /> Ce qui est ridicule en durée de vie pour un lanceur généraliste commercial.<br /> On en parle de SLS ?<br /> (certes, ce n’est pas directement comparable)<br /> ti4444:<br /> Qu’ils continuent les recherches… dans quelques années leur techno sera racheté par Space-X<br /> Et voir les choses du côté positif, ça couterait plus cher ? <br /> Oui, l’ESA / Ariane Group a pris du retard, mais ils bossent, un moteur fusée, ça ne se fait pas en 10 minutes, donc bon …<br /> Element_n90:<br /> Ils pourraient pas plutôt chercher à améliorer le Vulcain en utilisant l’impression 3D (puisqu’on a l’impression que c’est ce qui permet de faire des progrès) ?<br /> Comme Vulcain n’était pas conçu pour ça à la base, ce n’est peut-être tout simplement pas possible (supposition de ma part, je ne suis pas spécialiste de la question et loin de là).<br /> P.S. : Oui, mon commentaire est un peu salé, mais il serait bon de temps en temps de voir des commentaires positifs …<br /> C’est certain qu’en face il y a une sacrée concurrence, mais dans le spatial Européen il y a tout de même des gens sacrément compétents également …
clockover
clockover
J’ai bien précisé lancer généraliste commercial.<br /> Le SLS c’est aussi ridicule mais dans une autre catégorie ^^
ti4444
non mais j’ai rien contre Space-X bien au contraire, je trouvais Ariane et sa gestion associée en retard de plusieurs trains… Un nouvel opérateur ça permet parfois de remettre les choses dans le bon sens.
ebottlaender
Ben c’est le cas en fait A la base Ariane 5 volait avec Vulcain, puis sur Ariane ECA il a commencé à voler avec Vulcain 2… Et sur Ariane 6 le moteur passe en version Vulcain 2.1, qui est plus simple, plus facile à assembler (grâce à un peu d’impression 3D mais moins que sur Prometheus) et donc moins cher. Il me semble qu’il est quelques pourcents plus puissant, mais c’est marginal.<br /> Le problème c’est que les moteurs hydrogène-lox sont chers parce que ce sont des bijoux de technologie (même chose aux USA) et leurs ergols très peu denses forcent le lanceur à être assez énorme. L’idée est donc de passer à du méthane-lox, qui est plus dense mais représente le «&nbsp;next best thing&nbsp;», en sachant que tu peux du coup avoir des moteurs qui sont plus puissants.
molotofmezcal
Bon il y a quand même du mieux.<br /> Ils ont enfin compris que leur rythme ne tenait plus gavé aux nouveaux acteurs.<br /> Reste qu’ils auraient pu mener cette réflexion il y a déjà pas mal d’années et faire une croix sur Ariane 6<br /> .
Labarthe
L’initiative de développer et industrialiser des moteurs méthane-lox (une idée ancienne) qui sont les plus appropriés sinon indispensables à la réutilisation est venue de SpaceX et Blue Origin, donc du privé.<br /> La Nasa et l’Esa n’y sont pour rien.<br /> Les américains innovent, les européens suivent (comme pour le réutilisable), les chinois aussi mais avec l’ambition d’égaler voire dépasser le leader à terme.
pecore
C’est vrai que l’investissement semble plutôt modeste, pour ne pas dire risible, comparé à d’autres. 150 millions, c’est moins que certaines super-cagnottes à l’Euro million. Par comparaison, le budget de la NASA est de 23 milliards et oui, j’imagine que pour la Chine c’est plus encore.<br /> Mais c’est toujours mieux que rien, ne crachons pas dans la soupe. Cela permet de continuer le programme et de capitaliser sur ce qu’on sait déjà faire, au lieu de partir dans tous les sens. Le principal c’est de rester indépendant vis à vis des autres puissances et des grands groupes privés. On est pas obligé d’aller sur Mars pour ça. Pas encore en tous cas.
ebottlaender
Non le choix du méthane-lox s’est fait à partir de travaux de recherche, notamment franco-allemands menés à partir de 2015. La «&nbsp;poussée&nbsp;» de SpaceX sur le réutilisable a nettement influencé le choix de la méthode, c’est à dire d’avoir un moteur capable de ramener l’étage de manière propulsive, mais pas le carburant.<br /> Le butane et le propane ont été envisagé aussi, il y a un papier très intéressant sorti sur ces travaux en 2017 qui s’intitule «&nbsp;Evaluation of Future Ariane Reusable VTOL Booster stages&nbsp;» si vous arrivez à le retrouver.<br /> On a parfois l’impression que le choix se porte juste parce que «&nbsp;les autres le font&nbsp;» mais c’est nier beaucoup de travaux de recherche.
Niverolle
Il a certes fallu attendre les derniers progrès en terme de motorisation pour que l’idée devienne pertinente, mais les agences comme la NASA ou la DARPA (pour ne parler que des américaines) travaillent/financent concrètement dessus depuis des décennies. En voici un exemple parmi d’autres : Rapport de test du moteur RS-18 (2009).<br /> Edit: chez les fans d’Elon, il est de bon ton d’étaler son ignorance tout en crachant sur la NASA, mais il faut rappeler qu’en tant que contractant de la NASA, Space X à un accès total et gratuit au savoir et savoir-faire du centre Goddard !!! Or ce n’est pas un détail. Par exemple, le fameux bouclier PICA-X du Dragon, n’est rien d’autre que le descendant direct du bouclier PICA développé à l’origine pour la sonde Stardust. Bref, un peu de redescente sur Terre ne ferait pas de mal sur ce forum !
Niverolle
Désolé mais le NASA bashing gratuit, puisque à la fois immérité et hors sujet, m’insupporte : la NASA fait tout pour que les entreprises contractantes comme Space X ou Boeing réussissent (il n’y a qu’a voir tout les bonhommes en t-shirt bleu qui arrivent à la rescousse au moindre soucis) !
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