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Le moteur réutilisable Prometheus d’ArianeGroup réussit une première européenne en Allemagne
ArianeGroup a annoncé vendredi une nouvelle campagne d'essais à feu réussie pour Prometheus, son moteur réutilisable, au banc P5 du DLR, en Allemagne. Plusieurs premières y ont été validées, dont un démarrage sans démarreur.
Le moteur réutilisable Prometheus d'ArianeGroup a franchi le 29 octobre une nouvelle étape sur le banc P5 de Lampoldshausen, en Allemagne, où il a enchaîné plusieurs mises à feu dans une même journée, apprend-on ce vendredi 6 novembre. Il s'est aussi lancé sans l'aide d'un démarreur, une première européenne dans sa catégorie, et a testé la toute première chambre de combustion fabriquée par un procédé d'impression 3D de nouvelle génération. Ce sont de petites victoires techniques pour un moteur qui porte les espoirs européens de fusées réutilisables, alors que Themis, le démonstrateur qu'il doit propulser, attend toujours son premier saut.
Perché à Lampoldshausen, dans le sud-ouest de l'Allemagne, le banc P5 est un haut lieu de la propulsion européenne. Cette tour d'essai de 70 mètres appartient à l'ESA, l'Agence spatiale européenne, et est exploitée par le DLR, le centre aérospatial allemand. Depuis plus de trente ans, on y fait rugir les moteurs Vulcain d'Ariane 5 puis d'Ariane 6. Le moteur y est solidement arrimé, puis allumé comme en vol, sans jamais décoller. Pourtant, aucun n'y avait encore réalisé plusieurs essais à feu stabilisés dans la même journée, c'est-à-dire des tirs où le moteur tient une poussée constante après l'allumage. Prometheus l’a fait, et confirme une capacité qu'il avait déjà montrée.
Pour un moteur réutilisable, cette endurance compte énormément. On attend précisément de lui qu'il sache s'allumer, s'éteindre et repartir plusieurs fois, notamment pour ramener un étage de fusée au sol en douceur. La campagne a aussi permis de valider le banc lui-même pour des tirs de longue durée au méthane et à l'oxygène liquide, les deux ergols de Prometheus.
L'autre exploit, c'est que Prometheus a démarré sans démarreur. C'est une première européenne pour un moteur à générateur de gaz de la classe 100 tonnes. Dans ce type de moteur, une petite chambre annexe brûle une partie des ergols pour faire tourner les turbopompes, qui alimentent le moteur en carburant. D'habitude, un dispositif spécial leur donne l'élan de départ. Prometheus s'en passe, et c'est un équipement de moins.
Ces essais ont aussi servi de baptême du feu à une pièce maîtresse, à savoir la chambre de combustion. On parle du cœur du moteur, l’endroit où le méthane et l’oxygène brûlent avant d’être expulsés par la tuyère pour produire la poussée. Pour la première fois, cette chambre avait été fabriquée par Cold Gas Spray (CGS), un procédé d’impression 3D de nouvelle génération. Le principe rappelle un sablage à l’envers, c'est-à-dire qu'au lieu d’arracher de la matière, on projette à très grande vitesse une poudre métallique, sans la faire fondre, et elle s’accroche solidement à la surface. Couche après couche, la pièce prend forme.
Le CGS n'est d’ailleurs qu'une des facettes de l’impression 3D, que les ingénieurs appellent aussi fabrication additive. Au lieu de tailler une pièce dans un bloc de métal, on la construit en ajoutant de la matière là où il en faut. Chez ArianeGroup, ce n’est pas un gadget, puisque la technique est au cœur de tout le programme Prometheus. Elle permet de produire plus vite, de fabriquer plus simplement des pièces complexes et de faire baisser la facture. C'est un vrai enjeu pour un moteur dont l'ESA a affiché l'objectif d'un coût de production dix fois inférieur à celui du Vulcain 2 d'Ariane 5.
La suite se passera en Normandie, au centre d'essais d'ArianeGroup, à Vernon, avec une version améliorée baptisée Mark 2. À terme, ce moteur à poussée variable de 100 à 120 tonnes doit équiper les futurs lanceurs européens. Philippe Clar, directeur des programmes Transport spatial d'ArianeGroup, explique que campagne montre que les équipes, en France et en Allemagne, peuvent doter l'Europe de « technologies so