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Toujours plus loin, plus ambitieux, plus innovant

Spatial

Lanceur Ariane, cryoréfrigérateur MELFI, satellite Planck, rover ExoMars… Après 55 ans de succès dans la conquête spatiale, Air Liquide est animé de la même passion pour relever les défis d’une épopée plus compétitive et plus ambitieuse que jamais ! Avec la volonté d’aller plus loin, toujours en innovant.

En fin d’année dernière, à l’occasion des dix ans de MELFI(1), Air Liquide a reçu des invités de marque dont Jean-Yves Le Gall, Président du CNES, Frank De Winne, Directeur du Centre européen des astronautes de l'ESA, Andre Suchaneck, Responsable des systèmes énergétiques pour le spatial de l’institut d’ingénierie thermodynamique du DLR, tous accueillis par François Darchis, Membre du Comité Exécutif du Groupe. La longévité exceptionnelle de MELFI constitue l’une des meilleures preuves de la fiabilité des technologies développées par Air Liquide et de la valeur ajoutée des expertises de ses équipes.

(1) "Minus Eighty-degree Laboratory Freezer for ISS" ou Congélateur de laboratoire à – 80 °C pour l’ISS

Un village sur la lune ?

Au-delà des succès passés qui servent le présent, le groupe se tourne vers l’avenir et met ses expertises au service de nouveaux défis pour le spatial. Parmi les projets les plus ambitieux, Air Liquide travaille sur des solutions qui permettraient aux humains de vivre loin de la Terre, sur une base lunaire permanente. Ce n’est pas un rêve ; c’est déjà une projection de l’agence spatiale ESA. Frank de Winne évoque le projet lors de la table ronde organisée par Air Liquide le 21 décembre dernier

>> Retour en images sur la table ronde du 21 décembre 2017

"Pour notre base lunaire, nous cherchons une énergie durable, sûre, fiable."

Programme Ariane : la suite

Parmi les projets spatiaux auxquels Air Liquide est associé, le programme Ariane est l’un des plus emblématiques. Le Groupe a contribué à chaque étape de la saga, depuis le 25 décembre 1979 où le 1er lanceur de la 1ère génération d’Ariane a emporté dans l’espace le 1er réservoir d’Air Liquide.

"Partenaire historique, Air Liquide a développé une expertise unique en matière de cryogénie spatiale qui lui permet d’accompagner le programme Ariane dans toutes les phases de développement des lanceurs", François Darchis, Membre du comité exécutif, Décembre 2016

30 000 L D'HYDROGENE LIQUIDE ET 70 tonnes  D'OXYGENE ET D'AZOTE LIQUIDES fournis au quotidien à Kourou.

Le groupe a eu la confirmation qu’il participera au programme Ariane 6, dont le vol inaugural est prévu en 2020. Air Liquide fournira les équipements cryogéniques pour la propulsion du futur lanceur européen et se chargera de la réalisation des systèmes de fluides cryogéniques du nouvel ensemble de lancement Ariane ELA4 du centre spatial guyanais.

Ariane 6 : un challenge relevé à Kourou aussi !

Déjà 25 ans qu’Air Liquide a construit à Kourou une usine pour produire l’hydrogène liquide destiné à la propulsion du lanceur Ariane 5. Ainsi est née Air Liquide Spatial Guyane, qui exploite aussi une unité de distillation des gaz de l’air, pour fournir l’oxygène liquide du lanceur et l’azote nécessaire au fonctionnement du centre spatial guyanais, en matière de fluide process et de mise en sécurité. Les installations d’Air Liquide Spatial Guyane délivrent en plus de l’air comprimé et de l’hélium(3), qui servent à l’assainissement des lanceurs notamment.

Les équipes  d’Air Liquide acheminent l’ensemble de ces fluides des usines aux lanceurs, via des réservoirs semi-mobiles uniques au monde. Elles effectuent aussi l’exploitation et la maintenance des moyens sol associés, et fabriquent, qualifient et reconditionnent les flexibles connectant Ariane 5 aux équipements sol. Enfin, Air Liquide contribue à la préparation des satellites, en fournissant les fluides azote et hélium sous forme conditionnée en bouteille.

(3) L’hélium sert aussi à pressuriser les réservoirs cryogéniques d’Ariane 5.

« Déterminés à être compétitifs dans le secteur des lanceurs commerciaux, confie Dominique Boutellier, Directeur des Opérations, nous travaillons déjà à l’adaptation de nos moyens de production et de nos services au challenge Ariane 6. Air Liquide Spatial Guyane apporte son expertise pour bâtir la future zone de lancement. Nos 44 collaborateurs sont prêts et mobilisés pour relever ce formidable défi ! »

Des constellations de satellites

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Air Liquide entend bien contribuer à un autre projet tout aussi ambitieux : la transition de la flotte mondiale de satellites vers la propulsion électrique, avec 400 nouveaux satellites d'observation, 300 grands satellites de télécommunication et des projets de constellations allant jusqu'à plusieurs milliers de satellites. Pour ce faire, le groupe apportera ses savoir-faire sur le xénon. D’ici 5 ans en effet, on estime qu’un quart des satellites géostationnaires utilisera la propulsion xénon. Avec ce mode d’énergie, les satellites peuvent diviser leur poids par 2. Un atout pour le spatial ! Air Liquide interviendra à plusieurs niveaux : fourniture du gaz, fabrication de bancs de remplissage xénon pour satellites ou service complet de remplissage sur pas de tir et conception de micro-vannes de régulation de débit. Cette micro-vanne est en cours de développement avec le CNES pour l’adapter à la propulsion électrique. Mais déjà, elle participe à un projet d’envergure : ExoMars, en assurant la régulation du débit d’hélium du chromatographe du rover. Pesant quelques grammes, elle constitue un défi en matière de miniaturisation !

“Le Spatial a toujours représenté pour Air Liquide un levier d’innovation et de développement technologique. Le Groupe capitalise sur ses 50 ans d’héritage en cryogénie spatiale, sa capacité d’innovation et sa présence dans la plupart des hubs spatiaux, pour proposer une offre de solutions globales « end-to-end », dans le domaine des lanceurs, pas de tirs, cryo-refroidisseurs pour observation de la Terre, propulsion électrique, exploration, et ainsi contribuer aux défis de notre époque.” Bertrand Baratte, Directeur Département Spatial, Air Liquide advanced Technologies

     

Du froid "actif" pour observer l’espace et la Terre

Pour produire du froid dans un satellite spatial, où chaque cm2 est crucial, le refroidissement actif par des tubes à gaz pulsé est la technique la mieux adaptée.

Mieux ! Cette technologie développée par Air Liquide compte d’autres atouts : capacité de refroidissement cryogénique stable, niveau de vibrations très bas, fiabilité exceptionnelle et durée de vie quasi infinie. Fonctionnant sans pièce mobile dans la partie à refroidir, les tubes à gaz pulsé (pulse tube) ne craignent pas l’usure. Cette technologie a été retenue pour refroidir le plan focal d’instruments à bord de satellites d’observation et météorologiques.

Ainsi, 12 cryo-générateurs pulse tube rejoindront six satellites MTG(6) en orbite géostationnaire à 36 000 km au-dessus de la Terre, durant 20 ans dès 2017. Ils fourniront du froid à une nouvelle génération de sondeurs atmosphériques, et permettront d’avoir accès à des données météorologiques très précises. Le premier satellite rejoindra l’espace en 2021. Air Liquide poursuit le développement de sa gamme de refroidisseurs pulse tube afin de s'adapter au mieux à la demande mondiale dans les domaines de la science et de l'observation de la Terre.

(6) Meteosat Third Generation

L'expertise d'Air Liquide au service des lanceurs

De l’innovation à l’industrialisation au niveau mondial, grâce à l’expertise et la présence internationale du groupe Air Liquide

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             3 questions à ...

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Christine Jauffret, Administrateur gérant EuroCryospace

Décrivez-nous EuroCryospace et ses activités ?

EuroCryospace a été créée par Air Liquide et Airbus Safran Launchers, pour étudier, développer et fabriquer les réservoirs de la génération d’Ariane 5 à propulsion cryogénique : les réservoirs hydrogène et oxygène de l’étage principal et le réservoir hydrogène de l’étage supérieur qui devait être remplacé pour la nouvelle version du lanceur Ariane 5 Midlife Evolution (ME). Nous produisons aussi des lignes cryogéniques d’alimentation et de pressurisation pour les ergols et les moteurs. Au fil des années, EuroCryospace a ainsi fabriqué plus de 90 réservoirs pour l’étage principal et plus de 70 pour l’étage supérieur. Début mai, Ariane 5 a enregistré son 78ème lancement réussi d’affilée.

Quelles sont les différentes contributions d’EuroCryospace aux succès du programme Ariane ?

Certaines études avec le CNES et l’ESA et le développement du réservoir cryogénique d’Ariane 5ME ont conduit à de réelles ruptures technologiques. Depuis l’origine, nous avons ainsi déposé 25 brevets, en particulier sur des procédés d’isolation et de cloisonnement, essentiels pour protéger les ergols liquides de la vaporisation, et sur les traitements de surface. Ces avancées technologiques serviront aussi au programme Ariane 6. Dans le cadre de la campagne HX avec Air Liquide, 14 technologies inédites destinées aux lanceurs du futur ont été mises au point, pour permettre d’éteindre et rallumer le moteur dans l’espace.

Vous êtes à la Direction d'EuroCryospace depuis janvier 2016. Quels ont été les derniers jalons franchis et quels sont vos projets ?

Nous sommes maintenant centrés sur la production pour le lanceur Ariane 5, suite à l’arrêt du programme Ariane 5ME. Cela, jusqu’à 2021, en attendant l’arrivée d’Ariane 6. Un lot de 18 réservoirs et de lignes cryogéniques est attendu. Arianespace a augmenté le nombre des lancements depuis 2 ans, ce qui nous oblige à accélérer notre cadence de production. En parallèle, l’agence nous challenge sur la baisse des coûts, face à la concurrence d’acteurs privés dans le spatial. Nous avons donc organisé une démarche d’amélioration continue sur les flux de production. Pour y parvenir, nous avons mis en place des équipes chargées d’optimiser les process et renforçons le maintien en condition opérationnelle de nos outils pour être toujours plus efficace. Je suis positive. EuroCryospace compte un personnel hautement qualifié, fier de travailler pour l’excellence spatiale !

Le réservoir de l'étage principal d'Ariane 5ME mesure 23 mètres de long et 5,4 de diamètre

170 collaborateurs chez Eurocryospace détachés soit d'Air Liquide soit d'Astrium Safran Launchers

© ESA, L. Lelong, Ginette, R.Guillard

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