Lanceur poids plume

Le travail d’équipe est un rouage essentiel des travaux de développement du nouveau lanceur Vega dont le premier essai devrait avoir lieu fin 2007.

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Résumé

La Société Anonyme Belge de Constructions Aéronautiques (S.A.B.C.A.) a été créée en 1920 pour répondre aux besoins d’une industrie aéronautique naissante. Depuis, elle s’est spécialisée dans trois activités : l’aviation civile, la défense et l’aérospatiale. Son chiffre d’affaires est de l’ordre de 112 millions d’euros et elle emploie plus d’un millier de collaborateurs sur ses trois sites en Belgique.

Le travail d’équipe est un rouage essentiel des travaux de développement du nouveau lanceur Vega dont le premier essai devrait avoir lieu fin 2007.

Depuis le lancementde Spoutnik 1 le 4 octobre 1957, l’homme n’a cessé d’envoyer des satellites dans l’espace. Actuellement, plus de 800 sont en activité en orbite. Les deux tiers environ servent aux communications, les autres sont des satellites de navigation, de surveillance militaire, d’observation, de connaissance de l’Univers, de connaissance de la terre et de météorologie. Même si la tendance actuelle est à l’augmentation de leur taille, on s’est aperçu qu’il existait un marché pour un lanceur plus petit capable de mettre sur orbite des satellites de moindre masse.

D’une hauteur de 30 m et d’un diamètre de 3 m seulement, le Vega devrait commencer à décoller fin 2007. Ce lanceur monocorps de quatre étages (trois étages à propergol solide surmonté d’un module supérieur à liquide) sera capable de placer sur orbite des satellites de 300 à 2 000 kg. Pour garder les coûts au plancher, on a fait appel à des technologies existantes et aux sites de production de la famille des lanceurs Ariane.

Le Vega est un projet développé par l’Agence spatiale européenne (ESA) et l’Agence spatiale italienne. Les travaux d’étude ont commencé en 1998 et, en 2005, le principal maître d’œuvre du petit lanceur, l’entreprise italienne ELV (European Launch Vehicle), a signé avec la S.A.B.C.A. (Société Anonyme Belge de Constructions Aéronautiques) un contrat portant sur le développement et la qualification du sous-système de commande du vecteur de poussée (ou TVC pour Thrust Vector Control) du Vega.

Spécialiste des véhicules spatiaux et des avions civils et militaires, la S.A.B.C.A., qui compte parmi ses clients Airbus, Boeing, Dassault, EADS-ST et Arianespace, est l’équipementier idéal pour cette mission.

 

Le TVC est un sous-systèmecritique pour le Vega car c’est lui qui pilote le lanceur durant la phase de propulsion. Il est composé de deux actionneurs électromécaniques, d’un boîtier de pilotage et de distribution d’énergie et d’un module de batteries. Un harnais électrique relie tous les éléments individuels. Le boîtier intégré reçoit ses ordres directement de l’ordinateur de bord qui est commandé depuis le centre de contrôle.

« Ariane 5, le dernierlanceur d’Arianespace, est équipé de servo-vérins hydrauliques conventionnels, mais pour le Vega, nous utilisons des vérins électromécaniques, une première pour l’ESA », explique Kristof Decoster de la S.A.B.C.A.. L’ingénieur d’étude, qui a rejoint le projet en 2004, contrôle toute l’opération, de l’étude des vérins à leur mise en œuvre, en prenant en compte tous leurs éléments : moteur, engrenages, vis et systèmes de mesure. « Pour être installés sur le lanceur, les vérins doivent répondre à des critères environnementaux beaucoup plus sévères : résister à des vibrations extrêmement intenses, des températures très élevées et des variations thermiques extrêmes, et tolérer le vide. En outre, ils doivent supporter le milieu chaud, humide et corrosif qui est celui de la base de lancement à Kourou, en Guyane française, également exposée au sel et à la poussière. »

Selon Kristof Decoster, il est plus facile d’utiliser des vérins électromécaniques que des vérins hydrauliques. Cette technologie est un grand pas en avant : « D’abord, ils sont plus légers et le moindre kilo gagné sur le poids de l’équipement de pilotage et de distribution de l’énergie permet au lanceur de transporter une masse plus importante. » Avec les vérins hydrauliques, il faut installer des réservoirs haute pression pour le fluide hydraulique tandis que les vérins électromécaniques ne requièrent qu’un module de batteries. « Ces vérins permettront de réduire la maintenance et la flexibilité du système va faciliter la préparation du lanceur avant sa mise à feu, l’entreposage et les essais. »

« Nous avons reçu une demande de devis à la fin des années 1990, indique Josiane Evrard, chef de projet au service mécatronique de la S.A.B.C.A.. Deux ans ont été nécessaires pour étudier la nouvelle conception et préparer un cahier des charges permettant d’établir un devis. La première phase de l’étude préliminaire a pris fin en mars 2004 et nous avons presque fini la phase d’étude critique. La phase de qualification a commencé début 2007 et durera six mois. »

Le premier lancement de qualification du Vega est prévu fin 2007 et, si tout va bien, sa fabrication pourrait commencer peu de temps après.

 

La production de piècespour fusées spatiales exige naturellement une précision extrêmement rigoureuse. Comptant plus de 40 ans d’expérience dans la production de matériel spatial, la S.A.B.C.A. a l’envergure nécessaire pour exécuter un travail aussi minutieux. La jupe avant du lanceur Ariane 5 ne contient pas moins de 2 000 vis et chacune d’entre elles doit être positionnée avec beaucoup de précision, à 5 µ près. Il faut près de quatre mois pour mener cette mission à bien. « C’est une énorme responsabilité », reconnaît Josiane Evrard.

En outre, le fait de travailler en coopération avec plusieurs pays implique que dès que l’une des parties impliquées rencontre des difficultés, ses partenaires doivent arrêter leurs travaux, et tout le monde doit réévaluer et revalider le projet. Ceci explique pourquoi les délais de production sont si longs.

Lorsque le Vega sera finalement lancé, est-ce que ce ne sera pas trop difficile de voir des années de labeur exploser à mesure que les étages se sépareront ? « Si tout marche comme prévu, ce n’est pas si mal si tout explose », répond Kristof Decoster en souriant. « Je pense que tout le monde aura la même impression lors du lancement : c’est mon bébé qui décolle ! », renchérit Josiane Evrard.


Des vis à rouleaux dignes de confiance

SKF fournit des vis à rouleaux au site bruxellois de la S.A.B.C.A.. Ces vis sont un composant essentiel des vérins. « La S.A.B.C.A. et SKF collaborent depuis des années. Nous entretenons un véritable partenariat en coopérant étroitement et profitant mutuellement de nos retours d’expérience », souligne Candide Netchenawoe du service achat et sous-traitance des programmes spatiaux de la S.A.B.C.A..

« Pour nous, c’est une question de travail d’équipe, poursuit-elle. Ce que nous recherchons d’abord et surtout chez nos fournisseurs, c’est la compétitivité. Nos clients stratégiques cherchent en permanence à réduire leurs coûts et nous devons faire la même chose avec nos fournisseurs. »

Candide Netchenawoe ajoute que la proximité est un atout : « Plus un fournisseur est loin, plus les problèmes de transport sont sérieux. Il ne faut pas oublier, naturellement, que la qualité et la fiabilité revêtent une importance primordiale. »