Après une cuisante série d’échecs pour le programme spatial Europa et deux reports du compte à rebours, Ariane 1 décollait pour la première fois il y a 40 ans. Le point de départ d’une aventure qui en est à un tournant et s’apprête à changer encore de visage avec Ariane 6.

Il y a très exactement 40 ans, Ariane s’envolait pour la première fois dans l‘espace. Depuis, 250 lancements ont été effectués avec les différentes versions de la fusée. 2020 sera l’année du premier vol d’Ariane 6, sauf surprise de dernière minute.

L’enjeu est important pour la France et l’Europe puisqu’il s’agit de conserver l’autonomie de l’accès à l‘espace. Sur le plan commercial, Ariane doit faire face à une concurrence croissante, notamment à cause des entreprises du « New Space », avec SpaceX à sa tête. Un sujet sur lequel nous avons déjà consacré plusieurs articles :

• Exploration spatiale : des fusées réutilisables à Ariane 6, la guerre des prix est lancée
• Pour la Cour des comptes, « le modèle économique actuel d’Ariane 6 présente des risques »
• Ariane 6 face à « un effondrement » du marché géostationnaire et à la montée en flèche du New Space
• Ariane 6 : il faut dès maintenant « préparer la transition, à terme, vers le réutilisable »

Ariane est née des cendres du « fiasco » Europa

Ariane n’était pas le premier programme de lanceurs spatiaux de France ou de l’Europe. Le 26 novembre 1965, la France prennait en effet la place de troisième puissance spatiale – derrière l'URSS et les États-Unis – grâce au lancement de son premier satellite Astérix à bord d’une fusée Diamant. 

Ce premier lanceur français – et même européen – pouvait placer des satellites en orbite à 300 km au‐dessus de nos têtes. Le lancement s’effectue depuis le site d’Hammaguir en Algérie, utilisé par le CNES jusqu’en 1967 (après l’indépendance de l’Algérie en 1962, un accord de cinq ans avait été conclu). 

En 1968, l’agence spatiale déménageait son site de lancement à Kourou en Guyane.

• Astérix : il y a 50 ans, la France mettait en orbite son premier satellite

L’Europe s’est ensuite rapidement retrouvée autour d’un projet commun : Europa. « C’était dans les années 60, avant même la création de l’Agence Spatiale Européenne (en 1975). Cette fusée a été testée notamment dans le désert australien, à Woomera. Mais suite à des problèmes techniques et de coordination, le projet est arrêté en 1971 », indique le CNES.

L’Agence spatiale explique en effet que « les débuts de l’Europe spatiale sont laborieux, le premier lanceur baptisé Europa est un fiasco : entre 1967 et 1971, toutes les tentatives de vol sont des échecs… mais l’Europe ne s’avoue pas vaincue et un nouveau programme voit le jour » ; il est baptisé Ariane.

LIIIS est devenu Ariane en 1973

Un nom qui fait référence à la mythologie grècque : Ariane est la fille de Minos, lui-même enfant d’Europe et de Zeus.  Il a été proposé par le ministre français Jean Charbonnel en charge du Développement industriel et scientifique entre 1972 et 1974. Il a été adopté par l'ensemble des ministres de la Conférence spatiale en 1973.

Auparavant, le programme avait un nom de code différent, bien plus barbare selon le centre spatial guyanais : LIIIS pour Lanceur de 3e génération de Substitution. Il rappelle au passage que la France est le principal artisan de la première version d’Ariane, en finançant plus de 63 %. Sa réalisation est donc confiée au Centre national d'études spatiales (CNES).

La 3e fois c’est la bonne

Le premier lancement d’Ariane 1 était programmé pour le 15 décembre, mais un incident est venu contrarier les plans : « à la stupéfaction générale, la fusée n'avait pas décollé après l'allumage du moteur : un problème de réglage de paramètres que personne n'avait anticipé », se souvient l’AFP.

« On avait une confiance absolue dans ces moteurs », explique à nos confrères Guy Dubau, ancien responsable des opérations du centre de lancement. Cet important problème fit l'effet d'un « coup de massue qui a pétrifié les 150 personnes enfermées dans le centre de lancement ». Une seconde tentative a aussi été avortée le 22 décembre à cause de la météo et d’un problème de pression dans les réservoirs.

Il faudra donc attendre le 24 décembre, veille de Noël, après quasiment une semaine à travailler 24 h/24 sur le lanceur, pour qu’Ariane 1 décolle enfin : « C'était un miracle. Deux heures de plus et le lanceur partait à la poubelle », affirme Guy Dubau, sans toutefois expliquer pourquoi le lanceur avait une date de « péremption ».

L’enjeu était important, le fiasco Europa étant encore dans toutes les têtes, comme se souvient Yves Sillard qui était alors président du CNES : un échec « aurait pu avoir des conséquences dramatiques allant jusqu'à l'arrêt du programme ».

Et le moins que l’on puisse dire c’est que nous ne sommes pas passés loin : le second lancement était l'occasion d'une explosion lors du décollage à cause d’un problème au niveau des moteurs du premier étage L140 (baptisé ainsi, car il transportait 140 tonnes d’ergols liquides).

Hubert Palmieri, chef de la division CNES essais et lancements Ariane de 1976 à 1982, expliquait il y a quelques années que sa « plus grosse déception est l'échec du lancement L02 en mai 1980 »… en ajoutant que « cet échec révélait un défaut qui aurait bien pu apparaître lors du premier lancement L01 ». Bref, le programme Ariane n’est pas passé loin de la catastrophe.

Naissance d’Arianespace en 1980

« Il fallait dorénavant assurer la commercialisation du lanceur. Le 26 mars 1980, Arianespace voit le jour », explique le CNES. La France détenait alors près de 60 % de l’ensemble. Le Centre national d'études spatiales est resté présent dans Arianespace jusqu’en 2015 lors de la création d’ArianeGroup (anciennement Airbus Safran Launchers). Depuis, Arianespace s’occupe de commercialiser les lanceurs développés par ArianeGroup, le premier étant une filiale du second.

Après le premier lancement, le succès est rapide : « À la fin de sa première année d'existence, Arianespace récolte déjà un carnet de commandes de 1,4 milliard de francs et douze commandes de lancements », se rappelle le centre spatial guyanais. Les choses s’accélèrent aussi du côté de l’Europe : « Très vite, des décisions doivent être prises afin de permettre à Ariane de s'adapter aux évolutions des satellites ainsi qu'au marché international. Le 3 juillet 1980, L'ESA décide du lancement du programme de développement complémentaire Ariane 2, 3 et 4 ».

À son apogée le lanceur européen récupérait jusqu’à « 50 % du marché mondial des lancements de satellites commerciaux ».

La cadence explose avec Ariane 4 et 5

Après Ariane 1, arrivent les versions 2 et 3 exploitant la même structure que la première, avec un troisième étage H10 un peu plus grand. Ariane 3 intègre de son côté deux propulseurs d’appoint supplémentaire. Ariane 1 pouvait emporter 1,8 tonne en orbite basse, Ariane 2 poussait jusqu’à 2,2 tonnes et Ariane 3 à 2,7 tonnes.

Ariane 4 est plus grande et peut emmener dans l’espace plus de 4 tonnes de charges utiles à ces débuts, pas moins de six versions seront développées avec jusqu’à quatre propulseurs d’appoint à propergol solide/liquide. L’Europe s’impose alors comme un poids lourd du secteur. Ariane 4 emmènera pas moins de 186 satellites dans l’espace.

Ariane 5 arbore un nouveau look avec ses deux gros propulseurs latéraux. Plusieurs versions se succèdent au fil des années. La plus puissante, « ECA », peut emporter 21 tonnes en orbite basse et 10,5 tonnes en transfert géostationnaire à environ 36 000 km d’altitude. Voici un récapitulatif des lancements :

• Ariane 1 : 11 lancements et 2 échecs, du 24 décembre 1979 au 22 février 1986
• Ariane 2 : 6 lancements et 1 échec, du 31 mai 1986 au 2 avril 1989 
• Ariane 3 : 11 lancements et 1 échec, du 4 août 1984 au 12 juillet 1989
• Ariane 4 : 116 lancements et 3 échecs, du 15 juin 1988 au 15 février 2003
• Ariane 5 : 106 lancements, 2 échecs et 3 échecs partiels, du 4 juin 1996 au 26 novembre 2019

En plus d’emporter des charges de plus en plus lourdes et volumineuses dans l’espace, Ariane a réduit le prix des lancements au fil des années, comme le rappelait récemment le spécialiste Alain Souchier (ayant travaillé sur les lanceurs d'Ariane 1 à 6) : entre Ariane 1 et 5, « on a divisé le prix au kg par quatre ou cinq » précisait-il.

Ariane 6 arrive dans un marché tendu

Pour rappel, le principal objectif d'Ariane 6 « est la réduction des coûts de 40 à 50 % par rapport au coût du kilo mis en orbite » par rapport à Ariane 5… en 2014, avant donc que SpaceX n’enchaîne les succès de la récupération et ne prenne autant de place dans ce marché. Un récent rapport sénatorial reconnaît que « de nombreux progrès ont été accomplis » et que « le lanceur européen n’a cessé d’augmenter ses capacités » et « sa fiabilité ».

Mais il ajoute très justement que « la fierté ne doit pas conduire à l’aveuglement ». Ariane 6 n’est pas encore arrivée que certains se demandent déjà si elle sera en mesure de concurrencer efficacement les Falcon 9/Heavy de SpaceX, sans compter sur de nouveaux concurrents qui se pressent au portillon avec Blue Origin de Jeff Bezos, Rocket Lab, etc. 

La Cour des comptes a également épinglé le modèle économique d’Ariane 6 qui « présente des risques ». Quoi qu’il en soit, le premier vol d’Ariane 6 est attendu pour 2020, avec une « pleine exploitation opérationnelle en 2023 ».

#Ariane40 Day 24: L-0! Today is THE DAY of #Ariane's 40th anniversary🎉 Happy birthday to the Ariane family! Thanks to all for following our story this month, we hope you enjoyed it. Now it's time to wish you a Merry Christmas and Happy Holidays! 👉https://t.co/J1HQsxHOHt pic.twitter.com/HCIWVlLAZ0

— ESA (@esa) December 24, 2019

Fin novembre, les ministres européens ont validé un budget de 14,4 milliards d’euros pour l’ESA, dont une partie servira pour développer les prochaines générations de lanceurs :  « les ministres ont veillé à ce que la transition avec la prochaine génération de lanceurs – Ariane 6 et Vega C – se fasse sans heurts, et ont donné leur feu vert à la poursuite du projet Space Rider, qui dotera l’Europe d’un véhicule spatial réutilisable ».

• Space19+ : les détails du plan « d’une ampleur exceptionnelle » de 14,4 milliards d'euros pour l'ESA

Une partie du budget permettra aussi « d’assurer le développement des principales briques technologiques nécessaires pour continuer de faire évoluer Ariane vers toujours plus de compétitivité, comme les démonstrateurs du nouveau moteur bas coût Prometheus, de l’étage supérieur ultraléger en carbone Icarus et de l’étage réutilisable Thémis ».

La réutilisation est donc une piste de travail, mais un changement de cap vers cette voie n’est pas définitivement acté. L’Europe se donne les moyens de continuer ses expérimentations avant de prendre des décisions plus concrètes. 

Quelques lanceurs spatiaux concurrents d’Ariane. Sur la ligne du milieu : charge utile en orbite géostationnaire (en tonnes).