QUELQUES SEMAINES AVANT LE DÉBUT DU CONFINEMENT, NOUS AVONS PU VISITER LES INSTALLATIONS DE L’UN DES QUATRE SITES D’ÉTUDES ET DE PRODUCTION D’ARIANEGROUP EN ALLEMAGNE.
Situé dans la banlieue sud de Munich, en Bavière, le centre d’étude et de production d’Ottobrunn est l’un des quatre sites d’Ariane-Group implantés en Allemagne, avec Brême (dans le nord du pays), Lampoldshausen (dans le Bade-Wurtemberg) et Trauen (en Basse-Saxe). Le site est partagé avec Airbus Defence and Space (ex-EADS Astrium, auparavant Dasa), cofondateur d’ArianeGroup en 2014 avec Safran. Il regroupe environ 350 personnes dédiées au spatial.
Ottobrunn est surtout connu pour concevoir, développer et produire des chambres de combustion pour les moteurs des deux étages du lanceur Ariane 5 (dont ArianeGroup est l’architecte industriel), ainsi que leurs vannes cryogéniques. Les chambres de combustion des moteurs Vinci et Vulcain 2.1 qui équiperont les lanceurs Ariane 6 de 2021 à 2023 sont déjà en cours d’assemblage. Mais Ottobrunn est également le premier fabricant européen de moteurs à ergols stockables comme l’Aestus, utilisé pour les Ariane 5ES entre mars 2008 et juillet 2018. C’est enfin un centre de recherche pour les technologies innovantes, telles que la combustion oxygène-méthane ou les nouveaux procédés de réalisation comme l’impression 3D. C’est ainsi que sont menées depuis novembre 2019, parallèlement à Ottobrunn et à Vernon (le site d’ArianeGroup situé dans l’Eure), les études de développement du démonstrateur européen de moteur à bas coût Prometheus (pour Precursor Reusable Oxygen Methane cost Effective propulsion System), qui utilisera en grande partie la fabrication additive.
L’ATELIER DE PRODUCTION DES CHAMBRES ET VANNES.
Tandis que l’ensemble du site ArianeGroup à Ottobrunn s’étend sur 4 000 m2, l’atelier de production des chambres de combustion et des vannes cryogéniques représente une surface de 2 500 m2 – en attendant l’ouverture d’une extension de 600 m2, pour optimiser les flux de production. Toute la zone de travail bénéficie d’une température ambiante stabilisée à 21 °C.
LE CENTRE D’OTTOBRUNN
Est divisée en trois zones distinctes: l’usinage, le soudage et le contrôle. La première zone, la plus vaste, est remplie d’imposantes machines d’usinage à faire rêver tous les passionnés de mécanique: tournage, usinage cinq axes et imprimantes 3D au dernier standard. Les postes de soudage sont commandés par ordinateur, tandis que les contrôles sont effectués avec une précision pouvant atteindre le centième de millimètre.
« Une chambre de combustion de moteur d’Ariane, cela représente 300pièces mécaniques, une pression interne de 130bars et une puissance équivalente à celle la centrale électrique de Porcheville, que vous croisez sur l’autoroute A13 quand vous allez aux Mureaux», s’étonne toujours
Pierre Godart, président franco-allemand d’ArianeGroup en Allemagne et résident bavarois depuis trois décennies.
En termes d’approvisionnement et de production, il faut aujourd’hui compter un an de délai, entre la commande des pièces d’une chambre de combustion chez Schmelzmetall, à Gurtnellen (en Suisse), et leur livraison à Ottobrunn, puis un an de fabrication. Lors de notre visite à Ottobrunn, mi-février, s’achevait l’intégration de la chambre de combustion du deuxième Vinci (modèle de vol FM 2, a priori pour la première mission Galileo confiée à Ariane 6, en 2021). Composée de quatre parties distinctes, une chambre de combustion est produite en début de chaîne, puis expédiée à Vernon où le moteur complet est assemblé.
LES PROMESSES DE L’IMPRESSION 3D.
ArianeGroup fait donc le pari de la fabrication additive. Pour la production du moteur Vinci équipant Icarus, le futur étage supérieur d’Ariane 6 ou pour la future évolution du Vulcain, l’objectif est de passer de 5% de pièces imprimées en 3D aujourd’hui à 30% d’ici 2025. Quant au démonstrateur Prometheus, il sera produit à 70% en fabrication additive. Son premier essai à feu est prévu dès l’année prochaine.
Comme à Vernon, l’usine d’Ottobrunn est équipée de deux machines de fabrication additive. «L’assemblage 3D doit nous permettre de réduire les temps de production et de vérification d’un facteur 5 à 10, prédit Gerald Hagemann, ingénieur en chef et responsable du site, sachant qu’une vérification optique sera possible durant le processus de fabrication. Nous tablons ainsi sur deux mois de travail pour la production d’une chambre de combustion, contre douze actuellement.»
CONFIANCE.
Malgré un contexte «tendu comme jamais», Pierre Godart se montre résolument positif: «Avant même qu’Ariane 6 ne vole, Arianespace en a déjà vendu neuf exemplaires sur un premier lot de quatorze; il y a cinq ans, je n’aurais pas parié sur un tel succès. Les contraintes sont pourtant nombreuses : une concurrence internationale inédite, des milliardaires qui ne comptent pas leur argent, des coûts de production à réduire, et un marché des satellites de télécommunications géostationnaires considérablement réduit.
Mais nous pouvons désormais proposer un lanceur qui répond aux besoins du marché, et qui a été développé en seulement cinq ans. Maintenant, il s’agit de livrer, mais les choses se présentent bien. Et, outre la rapidité du développement d’Ariane 6, je suis particulièrement satisfait des équipes des différentes entités au sein de la coentreprise ArianeGroup, qui sont totalement mobilisées et adhèrent au même objectif.»
A PROXIMITÉ DES LOCAUX D’ARIANEGROUP À OTTOBRUNN, LE PLUS GRAND CENTRE D’ESSAIS SPATIAUX ALLEMAND ACCUEILLAIT EN FÉVRIER
DERNIER UN MOTEUR DE L’ÉTAGE PRINCIPAL D’ARIANE 6 POUR DES ESSAIS MÉCANIQUES.
A quelques encablures du site bavarois d’Ariane-Group se trouve le siège de la société d’analyse et d’ingénierie IABG (Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft), créée à l’origine pour des missions gouvernementales, en 1961, puis privatisée en 1993. Avec un chiffre d’affaires de 163,3 M€ en 2018, elle compte aujourd’hui un millier de salariés, répartis sur seize sites, et couvre de nombreux domaines d’activité : aéronautique, automobile, défense et sécurité, mobilité, énergie et environnement, information-communication et spatial, avec des tests régulièrement effectués pour l’Agence spatiale européenne – parmi les plus récents, citons les satellites Sentinel 6, EDRS C ou Solar Orbiter. IABG dispose à Ottobrunn du centre d’essais spatiaux le plus important en Allemagne, que nous avons également pu visiter le 10 février dernier.
Dans un hall de 300 m2, haut de 14 m, démarrait une campagne d’essais mécaniques de trois semaines (une semaine par axe) sur un moteur Vulcain 2.1 en provenance des Mureaux (dans les Yvelines). L’objectif était de simuler les vibrations provoquées par l’allumage du moteur, mais aussi le fonctionnement des propulseurs d’appoint d’Ariane 6, pour le compte d’Ariane-Group. Totalement intégré en configuration de lancement, le moteur était toujours équipé de protections thermiques, car son alignement inédit avec les propulseurs d’appoint sur Ariane 6 entraîne un besoin d’isolation thermique qui n’existait pas sur les précédentes versions d’Ariane.
UN DEMI-MÉGAWATT PAR ESSAI.
Les essais mécaniques réalisés par IABG utilisent deux tables vibrantes (une verticale et une latérale), évoluant de 5 à 2 000 Hz, soit avec une fréquence 25 % supérieure aux conditions de vol nominales. Chaque table peut soutenir jusqu’à 10 t de matériel, dont 3,5 t sans adaptateur. Un test de vibration, long de plusieurs minutes, consomme 0,5 MW. Le moteur est équipé de quelque 300 senseurs (essentiellement des accéléromètres) et filmé sous tous les angles par une série de caméras, dont plusieurs à haute vitesse. La préparation d’un essai nécessite la présence de huit ou neuf personnes, et chaque essai est encadré par cinq personnes. Une campagne similaire s’est déroulée en 2019 pour valider le moteur Vinci.
Source reportage et images AIR & COSMOS