Ariane 6 : l'Europe spatiale s'inspire d'un modèle américain loin d'être vertueux

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Copyright CNES 2012
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La ministre de l'Enseignement supérieur et de la Recherche, en charge de l'espace, Geneviève Fioraso, dévoile ce mardi en présence du président du CNES Jean-Yves Le Gall, la configuration retenue pour Ariane 6, le futur lanceur low cost européen. Car l'Europe veut à tout prix calquer le modèle économique d'Ariane 6 sur celui développé par SpaceX pour Falcon 9, à la différence que ce dernier bénéficie d'énormes subventions de la Nasa.

Pour l'Agence spatiale européenne (ESA) et le Centre national d'études spatiales (CNES), le lanceur américain Falcon 9, développé par SpaceX et surtout par la Nasa, est un cauchemar, qui a hanté ces derniers mois les nuits et les jours des responsables de la filière spatiale européenne. Un cauchemar en passe d'ailleurs de devenir un modèle pour l'Europe spatiale, qui souhaite à tout prix calquer l'organisation économique d'Ariane 6 sur celle développée par SpaceX pour le lanceur américain Falcon 9... qui est pourtant complètement biaisée par les énormes subventions de la Nasa.

C'est le nouveau patron d'Arianespace, Stéphane Israël, qui a vendu la mèche lors d'une conférence de presse au salon aéronautique du Bourget (17-23 juin). Selon ce dernier, qui s'appuyait sur un rapport secret, le coût de revient de Falcon 9 s'élève à 140 millions d'euros mais SpaceX du célèbre milliardaire Elon Musk propose un prix de lancement à... 50 millions de dollars. Un modèle économique complètement bancal, qui n'est donc possible que par le soutien inconditionnel et pérenne de la Nasa. Un modèle pas si vertueux que cela et qui finalement fausse la concurrence.

Fondateur d'une nouvelle Europe spatiale

Et c'est pourtant sur ce modèle économique sur lequel l'Europe veut s'appuyer... mais sans les subventions de l'Europe, qui sera finalement plus vertueuse (mais à quel prix ?) que les Etats-Unis. Du coup, l'expression à la mode chez les responsables européen du spatial, c'est le concept "cost driven" décliné sur tous les tons. Ce sera le modèle "fondateur d'une nouvelle Europe spatiale", a assuré lors du salon du Bourget le président du CNES, Jean-Yves Le Gall. Cela veut surtout dire que la la filière spatiale européenne, qui emploie environ 10.000 personnes, va être passée à une paille de fer très décapante. Objectif, faire reculer les coûts opérationnels de 40 % par rapport à Ariane 5, ce qui est "ambitieux", fait-on valoir au CNES. Le coût de développement du lanceur est quant à lui estimé à 4 milliards d'euros, en incluant les coûts de management et 20 % de marges liées aux éventuels aléas.

Ce sera donc une Ariane 6 dite PPH avec quatre boosters à propergol solide en nombre variable (deux étages à propergols solides - à poudre - et le moteur Vinci pour le troisième étage à propulsion liquide - hydrogène-oxygène). Selon le patron de la direction des lanceurs du CNES, Michel Eymard, cité dans CNES Mag, "le concept le plus prometteur comporte quatre moteurs identiques P135 au niveau du composite inférieur, permettant de bénéficier  d'une cadence exceptionnelle". Objectif, assurer une cadence d'au moins 12 lancements par an "afin de trouver un cycle d'exploitation vertueux, sans soutien financier des Etats".

Débat au sein de la communauté spatiale

Un choix qui fait d'alleurs débat au sein de la communauté spatiale. La prestigieuse Académie de l'air et de l'espace a adressé le 17 mai dernier un courrier au directeur général de l'ESA, Jean-Jacques Dordain, dans lequel elle exprime de sérieuses inquiétudes sur les "décisions en cours de préparation pour le développement de la nouvelle génération de lanceurs Ariane". "une configuration Ariane 6 de type PPH a été retenue sans prise en considération sérieuse de solutions alternatives, explique-t-elle. Elle remplace la propulsion liquide par la propulsion solide pour les deux premiers étages du lanceur. Ceci ne revient pas seulement à préjuger du résultat - c'est surtout le mauvais choix". Réponse de Jean-Yves Le Gall : "la solution PPH n'est pas tombée du ciel. Elle a été choisie parmi une "short list" de 130 versions différentes. Si on veut réduire le coût d'exploitation d'Ariane 6, c'est elle qui tient la corde d'assez loin.".

Réduire les coûts, c'est réduire l'emploi partout

Le CNES veut proposer un lancement Ariane 6 à 70 millions d'euros pour une charge utile pesant jusqu'à sept tonnes, contre 150/160 millions pour Ariane 5 dans le cadre d'un lancement double. "Nous avons repris les fondamentaux de SpaceX (la société qui fabrique le lanceur Falcon 9, ndlr), souligne-t-on au CNES. On va rationaliser la production qui sera concentrée sur quelques sites". Comment ? L'ESA souhaite impulser un processus de mise en compétition des industriels européens afin de sélectionner ses partenaires "au meilleur rapport qualité-prix", explique le directeur des lanceurs de l'ESA, Antonio Fabrizi dans CNES Mag. Chez Astrium, on réfléchit ainsi à localiser la quasi totalité de la réalisation d'Ariane 6 sur un site unique, c'est-à-dire aux Mureaux (à l'exception des pièces primaires). L'intégration finale s'effectuerait à Kourou. "Réduire les coûts, c'est réduire l'emploi chez tout le monde, y compris dans les agences qui ne bougent pas", explique un grand patron de la filière.

De toute façon, expliquait le président d'Astrium Space Transportation, Alain Charmeau, au salon du Bourget, "à 100 millions, on ne vendra pas d'Ariane 6 et de préciser que pour l'emploi c'est catastrophique". Et e préciser que "s'il faut réduire les coûts d'Ariane de 40 %, à nombre de lanceurs égal, il faudra réduire aussi le nombre de personnes, dans la mesure où la main d'?uvre représente plus de 80 % des coûts dans notre industrie. Tout l'enjeu pour nous est d'arriver à construire avec nos partenaires industriels un lanceur suffisamment compétitif pour faire quinze à seize lancements par an au lieu de six actuellement avec Ariane 5".

Les Etats-Unis ont-ils réussi à tuer l'innovation dans le spatial en Europe ?

Et pour l'innovation ? C'est sûr que le "cost driven" ne le favorise pas. Et l'Europe est bien loin du concept "Technology driven" qui avait pourtant prévalu pour le développement d'Ariane 5. "Pour être compétitif et ne pas pas dépasser 70 millions d'euros par lancement, la solution n'est pas que technologique", rappelle Antonio Fabrizi. Les Etats-Unis, qui ont en outre développé les familles de lanceurs Atlas 5 et Delta 4, ont-ils tué l'innovation dans le spatial en Europe ? Non, estime-t-on dans l'entourage de la ministre de l'Enseignement supérieur et de la Recherche, en charge de l'espace, Geneviève Fioraso : "on peut faire de l'innovation à moindre coût". Au CNES, on assure que de nombreuses innovations ont été introduites sur le concept Ariane 6, avec notamment une nouvelle avionique ainsi que la miniaturisation et le développement de la puissance de calcul.

Et  Geneviève Fioraso, veut aller vite pour concurrencer au plus vite Falcon 9.  "Le plus vite possible", avait-elle expliqué au salon du Bourget. Soit gagner quelques mois sur le premier tir qui était prévu en 2021. Pourquoi pas en 2020 ? Mais d'ici là, la France devra convaincre Berlin de l'utilité pour l'Allemagne de lancer le programme Ariane 6... Un soutien qui devra passer par de la charge de travail aux sites outre-Rhin. La nouvelle organisation industrielle et les règles de gouvernance seront au coeur des enjeux de la prochaine conférence ministérielle des pays membres de l'ESA qui aura lieu en 2014 à Luxembourg.

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Commentaires
a écrit le 10/07/2013 à 20:29 :
Pourquoi le premier étage est il limité à 3 boosters ? Pourquoi pas un barillet de 4,5, ou même 6 boosters identiques autour du booster central ?
Ne serait ce pas un moyen de récupérer de la très haute performance ( + de 10tonnes GTO ?) de manière très compétitive de par l'utilisation de boosters identiques ?
Ne serait ce pas un moyen de concurrencer aussi et surtout Falcon heavy ?
Réponse de le 11/07/2013 à 8:23 :
Bonjour. A priori, la connexion entre le barillet du premier étage et le deuxième étage demande un système assez complexe. Donc ils partent dans un premier temps sur un barillet de 3 pour atteindre la cible de 7 tonnes, mais on peut penser que les concepteurs ne s'interdisent pas des évolutions pour améliorer les performances du lanceur à plus longue échéance...
a écrit le 10/07/2013 à 18:02 :
Elon Musk est un spécialiste de la disruption (Paypal, SpaceX, Tesla motors ... ) qui a parfaitement compris qu'aujourd'hui partir d'une feuille blanche peut être plus judicieux que de s'appuyer sur des structures existantes et "embourgeoisées", tout en faisant subventionner la recherche et le développement des solutions lourdes. Son principe "si je ne le fais (tente) pas, rien ne bougera" pour cela il a le soutien du gouvernement américain qui s'est lancé dans une guerre sans merci avec le reste du monde et des européens en particulier sur tout ce qui concerne les Airs l'Espace et surtout les Nouvelles Technologies.
Forcément même si le défi n'est pas évident et que Elon Musk et les US se trompent, rester immobile pour les européens serait suicidaire sur ce sujet ...
a écrit le 09/07/2013 à 20:29 :
Fatal error dans le dimensionnement, sauf si on sait "d'un rapport secret par exemple" que Falcon va atteindre cette performance.
En effet, les opérateurs veulent des solutions multi-lanceurs. Les industriels seront obligés de s'aligner sur les perfos du moins performant, actuellement 5 tonnes GTO pour Falcon et Ariane 6 va se retrouver surperformante de 2 tonnes, et surtout "surcoûteuse" de 20 M$, sauf si le prix est "à la tonne" à raison de 10M$ la tonne, ce qui serait bien étonnant (et en tout cas dénué de sens technico-économique. "Plus n'est pas Mieux" . Domage de se rater ainsi dès le départ. Mr Israël, comme disait une jolie dame à la télé il y a des années "Réfléchissez!"
a écrit le 09/07/2013 à 19:56 :
cost-driven : ben voyons !!!
4 miliards, c'est plus de 20 lancements AR5 100% subventionnés : de quoi "accéder à l'espace pour les besoins étatiques pendant un bon moment quant on lance un satcom militaire tous les 10 ans en europe !!
alors pour quoi faire Ariane 6 ?
- pour donner l'accès à l'espace à bas coût aux sociétés privées ? Comme SES , installée dans le paradis fiscal luxembourgeois ?
Si vraiment Space X vend à perte à ce point, laissons le privé lancer sur falcon ( quand il sera disponible pour le GTO, ce qui n'est pas encore le cas d'ailleurs) et ainsi ponctionner la NASA et les américains au lieu de nos concitoyens !
- pour le développement de nouvelles technos ?
euhh ... non puisque c'est justement pas "techno-driven"
l'article parle de la miniaturisation de l'avionique : mais les smartphones dopent bien plus la course à la puissance de calcul et à la miniaturisation des processeurs !
- pour occuper des ingénieurs sainement au lieu de les laisser au chomage, et faire de la coopération européenne au lieu de la guerre ?
oui, peut être, et après tout ce n'est déjà pas si mal.
Et après tout 4 miliards, sur 10 ans, ce n'est jamais que 20 euros par ménage Français par an ( encore moins cher qu'un forfait Free à 2E par mois! ) : on peut même se la payer tous seuls, sans s'ennuyer à "convaincre les Allemands" !

Mais par pitié, ne nous prenez pas pour des idiots en essayant de faire miroiter un quelconque sens économique !!!
Réponse de le 09/07/2013 à 21:42 :
Les russes vous diront qu' on se change jamais qui fonctionne. Et s'il ne fonctionne plus on le refait fonctionner (seul hic conserver les compétences sur 50 ans, c'est pas simple cf Proton !!
a écrit le 09/07/2013 à 13:36 :
Quelle est la compétence de Mme Fioraso dans le domaine des lanceurs spatiaux et en technologies en générale??????
Sont-ce ses maîtrises en anglais et en économie???
a écrit le 09/07/2013 à 13:15 :
Bravo pour cet article décapant. On dirait que le CNES est tombé entre les mains de comptables, ce qui est la pire chose qui puisse arriver. Surtout pour une institution qui a pour mission de nous brancher sur l'infini de l'espace, et de gérer une partie de notre souveraineté.
Faire des additions et des soustractions, et se gargariser de termes anglo-saxons bidons n'a jamais mené nulle part.
a écrit le 09/07/2013 à 10:57 :
Bonjour. L'article semble un petit peu à charge.
Déjà, le terme de lanceur "low cost" me parait clairement erroné : une fusée, c'est jetable et d'un point de vue concret, ça ne "sert à rien". Le seul but, c'est de placer la charge utile sur la bonne orbite, si je ne m'abuse. On ne parle pas d'un produit de consommation dont la "finition haut de gamme" ou bien la vitesse pourrait faire la différence. On veut le moins cher.
On fait le procès, avec notre regard profane, de professionnels qui ont quand même pour eux des réussites qui les placent quasiment à l'abri de tout soupçon. Ariane 6 est en phase de définition, il semble normal de laisser les experts converger vers une solution. Je trouve un peu rapide certains jugements.

Encore une fois, n'oublions pas que l'enjeu majeur du spatial est son accessibilité. Les prix DOIVENT baisser. Dire qu'Ariane 6 n'a pas de pertinence technologique et industrielle serait faux à mon avis. D'une part sur le plan technologique, si on veut obtenir des couts de lancement (donc des couts récurrents) faibles, avec un objectif ambitieux, il va sans doute falloir pousser des technologies dans leurs limites, et donc investir dans le développement (donc un cout non récurrent). Sur le plan industriel, l'idée semble plutôt vertueuse : l'éclatement de la production entrainée par le concept de juste retour industriel a causé bien des difficultés à de nombreux projets européens (notamment dans le domaine militaire). Rationaliser la production, ça semble pertinent. De plus, l'idée de n'employer que des répliques du même propulseur pour les 1er et 2ème étage est excellent en termes industriels, vu l'effet de série induit, une gageure dans le domaine spatial. Et l'argent n'est pas perdu pour les industriels : la baisse du coûts de l'accès à l'espace permet de diminuer le coûts de tous les projets institutionnels, civils et militaires. Ainsi, les ressources pourront être affectées ailleurs, notamment dans la construction de satellites.

Certains détails auraient éventuellement mérités des précisions :
- concernant le subventionnement de Falcon 9, l'information est intéressante mais à relativiser : Le nombre de lancement de cette fusée se compte sur les doigts d'une main, le processus industriel ne me semble pas pleinement lancé, donc le cout de revient devrait baisser, et le subventionnement de la NASA aussi. Je doute que la Nasa puisse investir plusieurs centaines de millions de dollars tous les eux pour soutenir un opérateur privé. Si elle le fait actuellement, c'est pour soutenir l'émergence de ce nouvel acteur qui entrera en concurrence avec les autres lanceurs US pour le marché institutionnel américain. Les lancements d'Ariane 5 sont subventionnés depuis des années.
- l'innovation pas favorisé par le cost-driven? Tous les nouveaux développements de moteurs d'avions civils sont guidés par le souhait d'en baisser la consommation de carburant. N'est-ce pas cost-driven? N'est-ce pas de l'innovation?
- Les USA, tuer le développement du spatial en Europe? Ça ressemble plus à une tentative de reprendre la main sur le marché commercial : Les fusées Atlas et Delta servent essentiellement (uniquement?) aux lancements militaires, dont le volume exceptionnel aux Etats-Unis suffit à faire vivre la filière. Pour le reste, ILS est américano-russe, mais avec le gros des capitaux d'origine russe et une fusée russe. Et un échec de lancement il y a moins d'une semaine. Falcon 9 est donc censé permettre un retour dans le domaine commercial. Depuis que la navette spatiale a terminé sa carrière, l'avance des États-Unis dans le domaine spatial apparait toute relative face à l'expertise européenne.

Pour conclure, n'oublions pas qu'Ariane 6 reste une perspective à 10 ans, ce qui laisse pas mal de temps pour que des modifications interviennent, espérons pour le meilleur.
a écrit le 09/07/2013 à 10:36 :
Lors des négociations sur le libre échange avec les ricains, l'Europe va t' elle demander à ce que cesse les subventions de la NASA ? Ca ressemble à de la concurrence déloyale, non ? M'enfin, gros problème, PRISM nous dit que "Big Brother" surveille les instances européennes. J'aurais aimé, quand j'étais commercial, connaître les petits secrets de mes clients... Parodie d'Europe, parodie de négociations commerciales, parodie d'attitude de nos dirigeants (500 millions de communications en Allemagne sur je ne sais quelle période, en divisant par 100, nous aurions donc 5 millions de terroristes potentiels !!! Raison invoquée pour le cadre légal des écoutes). Rageant de voir à quel point nous sommes si peu considérés et manipulés.
a écrit le 09/07/2013 à 10:28 :
Je partage l'avis de Mordrakheen, le coût d'un lancement est aussi celui de son assurance et donc de la réputation et de la fiabilité du service dans le domaine des lanceurs spatiaux. Il ne faut pas tomber dans le piège dans lequel sont tombés les Russes en 1990-2010, malgré eux. Cependant, la concurrence va se renforcer, et par uniquement du coté US, mais aussi du coté Chinois. Alors, avoir un lanceur fiable et à bas coûts peut être une source de rentes à réinjecter dans la recherche pour Ariane 7. L'arbitrage n'est pas aisé et surtout le résultat dépendra de la qualité de l'analyse technique/humaine/financière et du suivi rigoureux et lucide du projet, ce qui n'est pas gagné d'avance... Enfin, les Européens innovent énormément, contrairement à ce que pense hung, mais souvent dans des domaines complémentaires des Américains (ce qui est pragmatique) et plus particuliers à notre environnement. Les Américains copient aussi et leurs innovations ne sont pas toujours heureuses. Mais il est vrai qu'aux USA, les gens bénéficient d'un environnement privilégié et surtout de beaucoup d'argent pour l'innovation, contrairement à l'Europe!
a écrit le 09/07/2013 à 9:58 :
Je pense (depuis très longtemps) qu'on est arrivé au bout du concept "fusée" et qu'il n'y a pas à attendre de progrès important, y compris en terme de coûts.
Il ne semble pas y avoir d'alternative pourtant il y a des indications que l'on se trompe de chemin: (1) On utilise des essentiellement des orbites basses où le Delta V est extraordinairement élevé, alors que la dépense en énergie est proportionnelle au carré de la vitesse et la fiabilité inversement proportionnelle à ce carré. Les orbites très hautes ont des vitesses beaucoup plus faibles, il faut 50 fois moins d'énergie pour envoyer un satellite sur une orbite géostationnaire qu'à la même orbite que ISS. (2) Une fusée ou similaire est d'une part une course entre la mise sur orbite et d'autre part la fusion thermique du moteur, en effet une fusée est un système fermé, la température ne peut qu'augmenter, c'est un problème depuis le premier jour et c'est pourquoi on refroidi à l'oxygène liquide les tuyères.
Réponse de le 09/07/2013 à 19:18 :
Les orbites ne résultent pas de choix touristiques mais de l'utilisation prévue pour le satellite.
Si il fallait moins d'énergie pour gagner l'orbite Geo qu'une Leo les lanceurs seraient plus petits pour aller en Geo. Ce n'est pas le cas, ou l'ensemble des industriels du spatial est uniquement constitué d'amateurs.
Tous lesmoteurs ne sont pas cryogéniques, et l'oxygene est avant tout un oxydant. On refroidit certes la tuyère pour lui conserver une température compatible du matériau utilisé mais on ne se place pas en situation de fonte de celui-ci.
Une fusée n'est pas un système fermé thermiquement, le rayonnement thermique assure justement un couplage sur l'espace qui constitue au premier ordre un puits froid. Laissez un objet dans l'espace et sa température va faire tout sauf se conserver invariante, indiquant donc qu'il ne s'agit pas d'un système fermé...
Effectivement, à part la lévitation yogique et l'anti-gravité il ne semble pas y avoir d'autre solution connue à l'instant. Merci de faire des propositions, nombre d'industriels sont intéressés.
Réponse de le 09/07/2013 à 19:20 :
c'est du grand n'importe quoi !!!
Réponse de le 19/07/2013 à 1:58 :
Bonjour rutabaga,

Sur les différents points:
- orbite basse VS orbite haute
- vitesse des satellite selon l'orbite
- énergie à fournir
- fusion du moteur (sic)
- bilan thermique du moteur
- refroidissement des tuyère

vous écrivez n'importe quoi. Merci de vous renseigner à l'avenir.
Cordialement.
Réponse de le 25/09/2013 à 13:51 :
Rutabaga et delta-V pourraient se mettre d'accord en étudiant le concept d'ascenseur spatial...
En gros, je vais essayer de vous expliquer rapidement pourquoi...

Pour mettre en orbite une charge utile il faut de l'altitude et de la vitesse. Les lois de Kepler nous expliquent bien les choses depuis longtemps mais elles ne sont pas facile à comprendre.

Je crois d'ailleurs que certains "rocket scientist" n'ont pas toujours de bonnes connaissance de mécanique orbitale. La physique orbitale et la techno de la propulsion sont d'ailleurs des domaines très différents.

Le concept d'ascenseur spatial permettrait d'avoir un système totalement récupérable qui serait cher à mettre en place - comme une voie de chemin de fer - mais qui une fois contruit aurait un retour sur investissement très intéressant; le problème c'est que le matériel de base de l'élingue permettant la réalisation d'un ascenseur spatial depuis la surface terrestre n'a pas encore les performances nécessaires.

Il est cependant possible de construire dès aujourd'hui des démonstrateurs technologiques d'ascenseur spatial en considérant certaines étapes intermédiaires de réalisation qui serait judicieusement choisies. Des propositions ont été faite à l'ESA dans ce sens.
Je serais d'ailleurs heureux de pouvoir en discuter avec des collègues du CNES (ou d'autres) qui seraient intéressés.

Bien cordialement
Pierre
a écrit le 09/07/2013 à 9:58 :
"ce mardin" = contraction de mardi matin ? La langue française s'améliore mes amis.
Réponse de le 09/07/2013 à 14:21 :
comme dirait bigard : c'est clur ! ! ! (c'est clair et sur ) !
Réponse de le 09/07/2013 à 14:29 :
Ils auraient pu écrire " marday"!
a écrit le 09/07/2013 à 9:53 :
Sans américain, qu'est ce qu'on peut faire en Europe? On est toujours derrière et imite et améliore pour avoir plus de gain commercial. Pas d'invention ni création.
Réponse de le 09/07/2013 à 10:41 :
Si, on invente, on crée, on innove... Mais à la différence des ricains, nous nous conformons aux règles, alors qu'ils les enfreignent régulièrement, et tirent sur le shérif quand il vient leur demander des comptes... Ils sont toujours le Far West, et en appliquent toujours les mêmes méthodes... Le jour ou nous auront compris cela et appliquerons les mêmes règles qu'eux, nous ne craindrons plus rien.
Réponse de le 10/07/2013 à 11:48 :
A c'est notre précurseur dans tous les domaines. ils ont leur mérite et les retardataires .....
a écrit le 09/07/2013 à 8:31 :
attention a pas faire n'importe quoi Ariane sous ses différentes versions jouit d une excellent réputation en terme de fiabilité et de professionalisme A vouloir faire du low cost on va finir par coller les satelitte sur un v2 ...

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