E.L.A 4, le site de lancement pour Ariane 6
Tests des bras cryogéniques et des MANG à Martigues avant
livraison au CSG. Le fonctionnement de ces équipements a
été conçu en privilégiant la simplicité et la fiabilité : c’est la chute de
contrepoids tirant sur des câbles qui déclenchera l’ouverture automatique des
bras simultanément au décollage du lanceur. De la même manière, au niveau de la
table de lancement, les flexibles d’alimentation sont récupérés à l’intérieur
des caissons MANG et protégés hermétiquement par une casquette métallique grâce
à l’action d’un contrepoids. Après chaque lancement, comme tous les équipements
du pas de tir, les bras et les caissons seront nettoyés et remis en état, puis
testés et revalidés en quelques jours. Les bras cryotechniques et les caissons
MANG ont été fabriqués par la société Latesys à Sainte-Foy-d’Aigrefeuille, à
côté de Toulouse. Testés à Fos-sur-Mer, ils seront démontés et transportés par
bateau en Guyane. Leur remontage sera réalisé en 2 mois avec des moyens de
manutention lourds.
APCO Technologies SA a passé avec succès le test d'acceptation en usine pour la remorque composite supérieure (UCT). Ce système complexe, aussi vaste qu'un court de tennis (6 m de large, 26 m de long) et pesant 180 tonnes, sera utilisé au CSG pour transférer en toute sécurité l'Ariane 6 Upper Composite avec les charges utiles, du bâtiment d'assemblage BAF vers l'ELA 4. Le développement de l'UCT a commencé en 2017, et après un retard dans le processus de qualification en raison de la situation du Covid-19, le système est arrivé en Guyane française pour la campagne de mise en service et d'essais de réception finale. Cometto a participé au projet avec la fabrication de deux transporteurs élévateurs à 4 essieux ETL 4, tous deux alimentés par des Power Packs électriques. La machine a été spécialement conçue pour l'ELA 4 . Une caractéristique inhabituelle de la conception UCT est que le camion et la remorque ne font qu'un. Le véhicule dispose de deux cabines de pilotage, l'une à l'avant, l'autre à l'arrière. S'il est nécessaire de changer de direction, le pilote change de cabine et avance dans l'autre sens. Alimenté par trois générateurs, il se déplace à une vitesse maximale de 9,5 km/h et effectue le parcours en 1h30. 26 février, arrivée en Guyane des 2 premiers convois acheminant le premier caisson MANG LOX d'Ariane 6. Début février, les 2 éléments de 32 et 43 tonnes ont ainsi transité par la route de Fos sur Mer jusqu’au Havre (Normandie) en 4 jours. La traversée par bateau jusqu'en Guyane s'est déroule en 13 jours. L'opération, orchestrée par Legendre Celtic, filiale du groupe Legendre. Alors qu’un deuxième lot composé d’un bras cryogénique vient d’être acheminé outre-Atlantique, deux autres expéditions sont prévues courant avril. Livraison au port du Havre du caisson central de 43 tonnes Arrivée en Guyane le 2 mars du caisson supérieur (6x2x3 m, 21 tonnes) central (7x4x3,5 m, 43 tonnes) et inférieur le 30 mars en ZL4 (5x3x4, 32 tonnes) Mise en place du caisson inférieur le 11 mars Mise en place du caisson central Mise en place du caisson supérieur le 1er avril Mise en place des caissons inférieur, central et supérieur du MANG LOX sur la table de lancement le 30 mars 30 mars, mise en place et intégration du premier caisson d’avitaillement cryogénique (LOX) sur la table de lancement. Le caisson inférieur pèse 32 tonnes, celui au dessus 43 tonnes. Un second convoi devrait suivre puis ce sera au tour des bras cryogénique. Ils viennent de terminer leurs tests de finalisation des Early Combined Tests (essais combinés anticipés), réalisés à Fos-sur-Mer. La qualification des bras cryo s’est effectuée en 2 temps : d’abord la validation technique des bras eux-mêmes, puis les essais combinés bord et sol consistant à faire fonctionner ensemble le matériel de la base de lancement et le matériel du lanceur. La campagne d’essais menée à Fos-sur-Mer a consisté à simuler le fonctionnement mécanique des 2 bras dans des conditions proches d’un lancement tel qu’il se déroulera à Kourou, sur une maquette de lanceur représentative. Ils ont permis de valider le dimensionnement des pièces, le comportement des équipements, le bon déroulement des phases de déconnexion, rétraction et protection, en conditions nominales et en testant différents cas dégradés. Tous tests confondus, nous avons simulé environ 250 ouvertures des bras, afin de faire les modifications nécessaires et de perfectionner au fur et à mesure la mise au point. A leur arrivée en Guyane, ils seront intégrés sur le mât en zone de lancement, puis à nouveau testés pour vérifier leur comportement dans l’environnement guyanais. Ils subiront encore une campagne d’essais CCS Cryo. « Il s’agit de valider complètement l’ensemble du processus en ambiance froide, c’est-à-dire en faisant réellement circuler des fluides à basse température à l’intérieur des canalisations », explique Guy Turzo. Et enfin, après les derniers essais combinés avec l’ensemble des moyens sol et bord, ils seront prêts pour le premier lancement.
Les bras ont des dimensions impressionnantes : 13 m de long pour une masse de 20 tonnes chacun. Les ergols qu’ils injectent dans les réservoirs de l’étage supérieur sont portés à très basse température (– 250° pour l’hydrogène et – 180° pour l’oxygène). Mars, exercice de verticalisation d'une maquette ESR au BBP avec le Skidder, le bras support du P120. Il a été construit par la société Italienne Cimolai, au Nord de Venise. Plan de la zone UPG au CSG avec la CIH, cellule d'intégration horizontale attenante au BIP Ariane 5 avec ses 2 cellules. Suivent le BBP, bâtient Basculement Propulseur le ESR FF. EN haut, à droite l'usine UPG.
Tests du Skidder dans la cellule d'intégration horizontale Sud du CIH. Le Skidder embrasse le P120C et sert de bâti-support dans le BIP pour l'ensemble des opérations d'intégration. La cellule Sud servira pour l'intégration des moteurs et étages du P120C. La seconde servira pour la préparation des jupes étages, en attendant la libération des cellules du BIP Ariane 5.
Mi mars, premier test du système de déluge par eau du déflecteur de jets dans les carneaux. Le déflecteur au fond du carneaux a été réalisé par la société d'ingénierie Tchéque MCE. Quelques jours après a lieu un second essai, le déluge carneau en dessous de la table, qui vient casse les jets des moteur Vulcain. Avril, Premiers tours de roues de l’UCT (Upper Composite Trailor) en zone de lancement. Ce moyen roulant, autonome et redondé en énergie et climatisation, transportera les satellites et la coiffe d’Ariane 6 en toute sécurité. Tests d'intégration mécanique des interfaces charges utiles et de la coiffe Ariane 6 au BAF le 24 avril pour une durée de un mois. Ces tests, utilisant une maquette de charge utile, sont conçus pour tester les équipements et les procédures à l’intérieur du bâtiment d’assemblage dans des conditions réelles. Ceux-ci font partie des premiers « tests combinés » pour vérifier les interfaces du système de lancement sur l’ensemble du véhicule de lancement, et répéter les procédures au sol. Le nouveau châssis blanc de ce hall, avec deux plates-formes mobiles réglables à tous les niveaux et accessibles par des escaliers et des plates-formes fixes. La coiffe utilisée est une coiffe version longue, haute de 20 mètres, 3 de plus qu'Ariane 5. Chaque demi-coiffe d’Ariane 6 est conçue en une seule pièce à partir de fibre de carbone, qui est ensuite « durcie » par un processus hors autoclave. Outre le coût plus attractif, cette diminution de nombre de pièces facilite l’intégration. Les tuiles bleues que vous pouvez observer ici sont la protection acoustique qui « amortit » le bruit créé lors du lancement. La charge utile est une maquette.
26 avril, 10h55, essai du système de déluge sur l'ELA4. 120 buses disposées autour de la table sur le massif de lancement. Le château d'eau (1200 m3) est vidé en 15 secondes à raison de 90 m3 par seconde. 3 zones sont arrosées avant le décollage: à T-30s, l'eau est aspergé sur le mat ombilical et sur le déflecteur en acier à 25 m sous la table pour le protéger contre les émissions d’alumine et d’acide chlorhydrique des boosters , à T-20s, le déluge du déflecteur de jet est activé au fond du carneau. T-8s, le tunnel sous la table est inondé à raison de 16 m3/s: c'est de là que sortiront les gaz des moteurs d'Ariane 6. Au décollage, une série de 4 lignes de buses réparties autour de la table arrose le pad (30 tonnes par seconde). 700 m3 d'eau seront nécessaire pour un lancement.
Une série de 8 buses est disposée devant le mat du massif, une
autre devant la table ainsi que 2 jeux de 20 buses de chaque coté de la table au
sol, soit 72 buses afin de créer un véritable tapis d'eau destiné à réduire le
niveaux des vibrations sur le lanceur et sa charge utile. Mai, tests dans le bâtiment EFF DOCK avec le pylône 1 (maquette ESR), la palette de transfert et la palette martyre. L' EFF DOCK permet de centrer, d'ajuster et de polariser la palette martyre sous l 'ESR pour les configurations A62 et A64 au dixième de millimètre prés.
Les bras cryogéniques d'Ariane 6 dans leur container spécial sur remorque. Entre février et avril, la société Legendre Celtic de St thonan (Finistère) a dû répondre à une commande d’un genre particulier émanant de l’entreprise Latesys, filiale du groupe ADF. La mission : convoyer quatre éléments de la fusée Ariane 6, du Havre à la Guyane. Il y a d’abord les deux bras cryotechniques longs de 14 m et les 2 caissons "sol" qui alimentent Ariane 6 en carburant. Chaque caisson est divisé en trois modules. Pour l’occasion, Legendre Celtic a dû mettre au point une solution innovante, les containers classiques ne supportant pas de telles charges.
12 mai, mise en place du bras cryogénique LH2 sur le mat ombilical à 40 m du sol. La maquette Ariane 6, haute de près de 2 m qui trônait au coté de la ZL 4, près du carneau Ouest est démontée, de même que le carbet juste à coté.. Elle avait été mise ne place pour la visite présidentielle d'Emmanuel Macron en octobre 2017. Elle sera installé devant le bâtiment Odysée, qui abrite la DLA, Division des lanceurs, à coté du CDL3. Juin, l'Upper Composite Trailer (UCT) réalise ses premiers essais sur l'ELA 4. Chargé d'amener le composite supérieur d'Ariane du BAF jusqu'au pad (8 km) sur un transporteur spécial muni de 32 roues motorisées et orientables à 360°. L’UCT embarque 3 groupes électrogènes qui alimentent toutes les fonctions du véhicule, notamment la partie climatisation et la motorisation. Ils fonctionnent ensemble et se relaient en cas de défaillance de l’un d’eux. Le basculement du raccordement de l’énergie du bâtiment à celle du véhicule doit se faire sans coupure. Le réseau électrique de l’ensemble des systèmes embarqués sur l’UCT comporte près de 1 km de câbles à connecter, le tout centralisé dans un local de contrôle commande permettant un monitoring en temps réel. Juin, Cegelec, ArianeGroup et le CNES procèdent aux essais fonctionnels des 4 bruleurs propane-air comprimé d’allumage du moteur Vulcain. Comme pour Ariane 5 et le Space Shuttle, ces allumeurs brûlent l'excédent d'hydrogène gazeux qui sort du moteur avant son allumage évitant une accumulation et le risque d'explosion.
Les bruleurs disposés sur la table Ariane 6, encadrant le moteur Vulcain
Les 2 caissons liaisons-bord de la table avec le caissons LOX et LH2 Le premier bras cryogénique (LH2) est en place sur le mat début juillet
Le système de contrepoids assurant l'ouverture et le replie des 2 bras cryogéniques du mat Les bras cryogéniques de l'étage ULPM, en assemblage fin juillet Portique, le 5 aout 2021 Les 3 maquettes des ESR, les pylônes, réunis devant le massif de lancement début aout, pylône 3, 2 et le 1 pour les essais dans l'EFF. Vue de dessous, à l'endroit où sera le moteur Vulcain de l'étage principal d'Ariane 6 avec de part et d'autre les ombilicaux cryogéniques, LOX en bas et LH2 en haut, près du mat Septembre, remise des clefs du bâtiment ESR Finishing Facility (EFF), du maître d’œuvre, le CNES à l'exploitant ArianeGroup. Le 13 a lieu le premier transfert avec le 4e pylône simulant l'ESR, le DM (Demonstration Mockup, maquette de démonstration) des cellules CIH du BIP vers l'EFF avec le fardier AIT 400. Le 14 a lieu l'érection du pylône et son transfert dans l'EFF. Cette étape conclura la validation du process construction du moteur solide & certains éléments de l’étage. Le circuit d'intégration du P120C pour Ariane 6 débute avec l'arrivée des boosters P120 ESR posés verticalement sur le fardier AIT 250 de l'usine REGULUS, dans le BBP, Bâtiment Basculement Propulseur. Le fardier AIT 400 avec le Skidder se charge de le mettre à l'horizontale et de le livrer au CIH, Cellule d'Intégration Horizontale du BIP pour la mise en place des éléments moteur (tuyère et allumeur) et étage (jupes avant et arrière, ESR UP & ÈRES), photo au dessus. L'ensemble est ensuite est amené du BIP-CIH au nouveau bâtiment de finalisation, l’EFF et mis à la verticale. Quand le BSB, le bâtiment de stockage sera opérationnel, le P120 sera de nouveau basculer à la verticale et stocké dedans, il pourra en accueillir 8. Le transporteur AIT 400 récupère le P120C sur le Skidder et l'amène du BIP-CIH dans l'EFF où il est verticalisé et déposé sur la palette martyre (celle qui sert au décollage) positionné sur l'EFF Dock. L'ensemble entre dans la cellule de travail de l'usine en utilisant la palette de transfert. Dans l'EFF, le P120C est finalisé pour le vol avec mises en place des protections thermiques, brochages des vérins sur la tuyère, essais fonctionnels, mise en place des protections, calage et ripage du P120 sur la palette martyr pour le mettre dans sa position de vol très précise, pré-intégration des bielles reliant le P120 au corps central. L'ESR est ensuite amené à la verticale en ZL4 sur le fardier AIT 250. Dans le BAF a lieu la campagne de qualification DPET (Dummie Payload Encapsulation Test) qui permet de valider pour une seconde fois le process d’intégration mécanique auquel on ajoute toutes la validation fonctionnelle du module partie haute. Ça se déroule au BAF-HE sous pilotage CNES avec les équipes ArianGroup et ESA. Les équipes de Latesys, du groupe ADF continuent les essais sur la ZL4 avec la préparation du prochain largage des liaisons bord-sol cryogénique au niveau de la table de lancement, ici le caisson LH2, près du mat.
Vue depuis les passerelles d'accès au niveau des bras cryogéniques
Vue depuis la table, le caisson LH2 et les plateformes de
services du portique Le mat ombilical avec ses bras cryogéniques enfin installés: on aperçoit les couronnes de rinçage du mat. A droite, les maquettes des ESR, les pylônes qui ont servit aux essais MECA en 2019 et 2020. Les pylônes 2 et 3, au centre ont été monté sur la table tandis que le pylône 1 servait aux essais dans le bâtiment EFF en mai dernier. Octobre, les équipes travaillent d'arraches pieds sur Ariane 6 aussi bien en Europe qu'en Guyane. En Europe, l'étage supérieur attend toujours depuis 6 mois le début de ses essais de mises à feu en Allemagne. Le premier étage, en assemblage au Mureaux ne partira pas au CSG avant la fin de cette année. Il fera partie des essais combinés, c'est la « répétition générale » de tous les éléments constituant une campagne de vol, jusqu'à des essais de mise à feu sur le site de lancement. Ces essais sont prévus début 2022 et dureront près de 6 mois. Pour le moment, les essais se concentrent sur les bras cryogéniques et les caissons MANG du pad. Il reste à leur faire subir le « choc thermique » des ergols à très basse température : de l'Azote d'abord pour tester les canalisations, puis les réseaux Oxygène et Hydrogène liquide (-252 °C). D'abord dans des essais statiques pour vérifier qu'il n'y ait pas de fuite et que les équipements sont conformes, puis une phase dynamique avec notamment la déconnexion des interfaces dans des compte à rebours simulés. Des problèmes avec les canalisations ont retardés ses essais. Posées dans des conditions difficiles, elles doivent toutes être nettoyés avant d'être déclaré opérationnelles. Le portique, les grues de manutention et le système de déluge par eau ont déjà été qualifiés. Coté logiciels, le CDL est en cours d'équipements. Les autres éléments du lanceur ont déjà été qualifiés sur le site de lancement comme la coiffe et son transport sur le pad depuis le BAF d'Ariane 5. Vue tournante autour du massif de lancement avec les MANG LH2 et LOX du corps central, la table et les bras cryo alimentant l'étage supérieur La campagne des essais combinés débutera après l'arrivée par bateau de l'étage principal et l'étage supérieur puis leur transfert au Bâtiment d'Assemblage Lanceur. Dans ce bâtiment, les équipes auront pour la première fois l'occasion de travailler avec le « vrai » matériel, puisque les essais précédents utilisaient des maquettes structurelles. Une fois complet, le lanceur est roulé jusqu'au pad et mis à la verticale. 1000 capteurs seront posés sur la structure pour des mesures en temps réel. 4 boosters ESR factices seront aussi accolés au corps central, constituant la version Ariane 64. La coiffe viendra recouvrir l'ensemble. Le portique sera ensuite retiré permettant de voir "enfin" Ariane 6 sur son pad. Pour les essais de mises à feu du moteur Vulcain du premier étage, la coiffe sera retirée, c'est un modèle de vol. Elle retournera dans le BAF pour des essais dynamiques. 5 campagnes de mises à feu seront réalisées, la première stoppé à H-0, avant l'allumage du moteur vulcain, simulant une annulation automatisée. Une fois les données déchiffrées et d'éventuelles corrections appliquées, ce sera l'heure du « green run » à la mode guyanaise ! Après un nouveau compte à rebours, cette fois l'étage principal d'Ariane 6 sera mis à feu sur son site de lancement, pour une durée significative de plusieurs minutes. Ce test est considéré comme le plus important aujourd'hui, les trois suivants étant plus ou moins une réédition du compte à rebours dans des conditions dégradées (météo contraignante, soucis logiciels, aléas techniques). Les essais combinés terminés et validés, le lanceur retournera au BAL pour y être démonté et le premier lanceur de vol prendra sa place. Les 3 maquettes de pylône ESR devant le massif de lancement. Les pylône 3 et 2, à gauche ont servit pour les essais avec la maquette du CCA6 et le pylône 1 pour des essais dans le bâtiment EFF. Le premier vol, espéré pour mi 2022, n'aura probablement pas lieu avant la fin de 2022. A l'ESA, on espère ce vol avant la "ministérielle" de novembre-décembre. Pas de client, du moins officiellement pour Arianespace pour ce premier vol, après la faillite de la société OneWeb pour lancer ses satellites.
14 octobre, début des essais sur les caissons MANG de la table. Le MANG LH2, à gauche, près du mat est en mode "choc thermique" et celui LOX, à droite en mode "perfo déconnexion secours". Les essais se déroulent avec les équipes d'Air Liquide et Cegelec NTD. Au centre, la plateforme mulet d'APCO Technologies. La plateforme mulet d'APCO permet de simuler la présence de la partie basse de l'étage central avec les interfaces cryogéniques, fluides, gaz, pneumatiques et énergie 19 octobre, première ouverture des bras cryogéniques sur le mat ELA4. Novembre, ArianeGroup doit livrer par bateau d'ici février 2022, les étages CTM du Corps Central Ariane 6 pour les essais sur l'ELA 4. En décembre, la maquette CCA6 sera de nouveau hisser sur la table de lancement avec 4 pylônes ESR. Carneau de la ZL4 Intérieur du portique Début novembre qualification des liaisons bords-sol, du MANG LH2. 1er décembre, nouvelle étape majeure dans la qualification des Liaisons Bord-Sol avec le premier tir dynamique des bras cryogénique avec déclenchement pyrotechnique. Particularité supplémentaire, il s'agit de la première ouverture simultanée des 2 bras, toutes phases de qualifications confondues Dernier des 3 tests des bras cryo sur l'ELA4, le 13 décembre. La déconnexion totale du lanceur avec le sol a lieu à H-4mn 30s, ce dernier passant en alimentation interne. L''allumage du Vulcain est à H-2s et le décollage à H-0 à l'allumage des ESR, les bras cryogéniques alimentant l'étage Vinci s'écartent entre ces 2 événements en 2,6 secondes. En cas de tir avorté, si le Vulcain doit être éteint, la non-déconnexion des bras permettra une vidange plus rapide de l'étage; ce qui n'était pas le cas sur Ariane 5 qui disposait de connecteurs spécifiques pour cette opération. Remise en place des maquettes ESR, pylône 2 et 3 pour tester l'ouverture des bras cryogéniques. Depuis les plateformes du portique, vue plongeante sur le mat avec en gros plan une des caméras installées dans les bras cryogéniques au niveau des ombilicaux. (@DutchSpace) 17 décembre, mise en place de la maquette du CCAR6 en ZL4, le MANG LOX au premier plan Vue des zones de stockage LOX et LH2 de chaque coté du pad, au nord et au sud
Mois de décembre fructueux pour les moyens sol Ariane 6 et les équipes ESA, CNES et industrielles qui a permit la qualification technique des Servitudes de la ZL, des moyens mécaniques de la ZL, des moyens de transferts ESR, corps central et composite supérieur, les 1er essais d'ouverture des bras cryogéniques et un "dry run" avec l'hydrogène liquide LH2.
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ELA 4, 2022 |
Remerciement ESA, CNES,