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Un lancement en détails

Dossier - Echec du vol de la première Ariane-5 ECA : les premières constatations
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Jean Etienne, Futura

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L'échec que vient de subir Arianespace ne cesse d'alimenter les polémiques. La difficulté de rassembler suffisamment d'indices afin de déterminer la cause de l'incident ayant entraîné la perte du lanceur, ainsi que le délai que cela implique dans les communiqués officiels, donnent évidemment libre cours à toutes les hypothèses, toutes les réactions.

  
DossiersEchec du vol de la première Ariane-5 ECA : les premières constatations
 

Le tir d'un lanceur moderne représente aujourd'hui une suite d'opérations extrêmement complexes, dont l'organisation - et l'accomplissement - ne laisse aucune place au hasard ou à l'improvisation. Détaillons la séquence d'un lancement d'Ariane 5, en prenant exemple sur un déroulement idéal du vol 157 du 11 décembre dernier, ce qui nous permettra de mieux cerner le fil des évènements de cette nuit tragique.

Indépendamment de l'"état de santé" du lanceur, les conditions au sol doivent impérativement être prises en compte. Ainsi, la vitesse du vent ne peut franchir la limite de 9,5 m/sec, ou 7,5 m/s s'il provient du Nord. L'électrisation de l'atmosphère et les risques de foudre aux altitudes comprises entre 10.000 et 20.000 m doivent aussi être évaluées avec précision. On comprendra dès lors que des prévisions météorologiques particulièrement fiables sont exigées, surtout si l'on considère que la chronologie finale débute plus de 11 heures avant la mise à feu.

H -11 h 30 mn

Début de la chronologie finale. Celle-ci comprend toutes les opérations de préparation du lanceur, des satellites et de l'infrastructure au sol dont la conclusion autorisera la mise à feu de l'Etage Principal Cryogénique (EPC), puis des deux Etages d'Accélération à Poudre (EAP), cela le plus tôt possible dans la fenêtre de lancement impartie.

H -7 h 30 mn

Début de la check-list des installations électriques du lanceur

H -4 h 50 mn

L'oxygène et l'hydrogène liquides commencent à être pompés dans les réservoirs de l'EPC et de l'ESC-A. Jusqu'à ce moment, ces immenses cavités étaient pressurisées au moyen d'un gaz neutre, sans lequel la fusée s'effondrerait sous son propre poids. Ce gaz est évacué au fur et à mesure que les propergols sont introduits.

H -3 h 20 mn

Le fluide de réfrigération commence à circuler à l'intérieur du moteur Vulcain. Cette précaution est destinée à éviter un choc thermique au moment de l'introduction des ergols, qui doivent être maintenus en permanence sous leur point de liquéfaction (-183°C pour l'oxygène, -253°C pour l'hydrogène).

H -1 h 10 mn

Début des contrôles des liaisons entre le lanceur et les moyens de télémesure, de trajectographie et de télécommande.

Un incident survenant au cours de cette période n'interrompt pas forcément le compte à rebours. Cependant, si le besoin s'en fait sentir, la chronologie est interrompue pour une période qui ne peut dépasser la valeur de la fenêtre de lancement sous réserve d'un ajournement.

H -7 mn

A H -7 mn débute ce que l'on appelle la séquence synchronisée. Celle-ci a pour but d'effectuer les mises en œuvre ultimes du lanceur et les contrôles rendus nécessaires par le passage en configuration de vol. Elle est entièrement pilotée par deux ordinateurs redondants situés dans le centre de lancement jusqu'à H -4 secondes. Une interruption durant cette séquence impliquerait d'en recommencer tout le processus, avec reprise de la chronologie à H -7 mn.
Ces calculateurs déclenchent les dernières mises en œuvre de procédures électriques, telles le démarrage du programme de vol, des servomoteurs, les commutations entre l'alimentation sol et les batteries embarquées, etc. et effectuent toutes les vérifications en temps réel.
Ils s'occupent aussi des mises en configuration de vol des fluides et des ergols des deux étages cryotechniques (EPC et ESC-A) ainsi que les contrôles associés, puis organisent les dernières configurations au sol :

H -30 sec : démarrage de l'injection d'eau dans les carneaux et le guide jet.
H -18 sec : aspiration de l'hydrogène et mise en froid du Vulcain dans le guide jet.
H -5,5 sec : allumage de l'hydrogène de mise en froid.
H -5,5 sec : ouverture des bras cryotechniques

A partir de cet instant, les liaisons électriques sont interrompues avec le lanceur, qui prend sa totale autonomie. L'ordinateur de bord d'Ariane prend alors la gérance des opérations ultimes de démarrage des moteurs et du décollage. Sa première action est de vérifier la bonne ouverture des bras cryogéniques (c'est une mauvaise réponse à ce test qui a été à l'origine du lancement avorté du 28 novembre dernier).

H -0

La séquence d'allumage du moteur Vulcain est lancée, l'hydrogène et l'oxygène liquides affluent dans la chambre de combustion et sont mis à feu.

H +4,5 sec

Début de la séquence de contrôle de la puissance délivrée et des paramètres du moteur, qui monte en puissance.

H +7,3 sec

L'ordinateur autorise l'allumage des accélérateurs à carburant solide, ce qui entraîne le décollage immédiat.

H +13 sec

A 82 mètres d'altitude, le lanceur débute son basculement en tangage, puis en roulis 4 secondes plus tard.

H +2 mn 17 sec

Ariane se trouve à 68,9 km d'altitude et file à la vitesse de 1920,7 m/sec. Les deux accélérateurs à poudre, en fin de combustion, se séparent de la fusée.

H +3 mn 8 sec

113,2 km d'altitude, vitesse 2103,6 m/sec. La coiffe protégeant la charge utile s'ouvre en deux parties et se sépare. Définitivement sorti de l'atmosphère terrestre, le lanceur ne subit plus de contraintes aérodynamiques.

H =8 mn 47 sec

A 214,8 km et 6744,4 m/sec, extinction de l'étage principal cryotechnique (EPC), qui se sépare 6 secondes plus tard. Encore 4 secondes, et c'est l'allumage de l'étage supérieur cryotechnique (ESC-A). Il restera en action plus de 5 minutes, pour ne s'arrêter qu'à H +24 mn 31 sec. A ce moment, Ariane est en orbite et la séparation des satellites peut se produire, selon une séquence déterminée.