Pour assurer son avenir spatial, l'Europe devrait dès maintenant se préparer aux lanceurs réutilisables... mais tout le monde n'est pas d'accord sur ce point. S'il est trop tard pour Ariane 6, ce sera possible avec Ariane Next, selon un rapport du Sénat. Il propose des recommandations sur les décisions qui seront prises la semaine prochaine par l'ESA.

Après avoir passé en revue la genèse d'Ariane 6 et les embûches qu'elle rencontrera durant sa période commerciale, le rapport d'information du groupe de travail « Espace » du Sénat s'intéresse à l'avenir, et plus particulièrement aux prochaines années où il va falloir prendre d'importantes décisions sur l'orientation stratégique des lanceurs européens. 

Il y est notamment question de l'aprés Ariane 6 – avec une Ariane 6 « Evolution » ou directement Ariane Next réutilisable – et du financement. Les parlementaires proposent plusieurs pistes pour renforcer les ambitions spatiales européennes et revoir la politique industrielle des lanceurs.

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• Ariane 6 : il faut dès maintenant « préparer la transition, à terme, vers le réutilisable »

2,6 milliards d’euros de financement pour 2020 - 2022

L'Agence spatiale européenne (ESA) a ainsi proposé une enveloppe de 2,662 milliards d'euros pour le budget triennal 2020 - 2022. Une somme conséquente, mais qui cible large puisqu'elle doit « notamment permettre de réussir la transition entre la fin de l’exploitation d’Ariane 5 et le début d’Ariane 6, de préparer l’amélioration de la compétitivité d’Ariane 6, de Vega C et du P120 C commun à l’horizon 2022, de bâtir des briques technologiques pour le futur et de financer la rénovation du CSG entre 2020 et 2024 ». La France prévoit de son côté d'attribuer 1,058 milliards d’euros aux lanceurs et au CSG. 

Selon l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques (OPECST), l'investissement de l'argent public aurait un impact indirect : « ces dépenses ont un effet de levier important sur l’activité économique. L’ESA a ainsi calculé que, pour 100 euros dépensés pour le développement d’Ariane 5, 320 sont générés en valeur ajoutée supplémentaire dans l’économie ; quelque 50 milliards d’euros de chiffre d’affaires auraient ainsi été générés entre 2000 et 2012 dans l’industrie européenne spatiale et non spatiale ».

De son côté, la Cour des comptes rappelle que ce financement ne doit pas se traduire par l'éviction des autres secteurs spatiaux : science, exploration, observation de la Terre, navigation et télécoms. Quoi qu'il en soit, Ariane 6 « est prête à rentrer en phase d’exploitation ».

Des financements nécessaires pour « rester dans la course »

Comme nous l'avons détaillé dans la première partie de notre dossier, la situation a largement évolué depuis que le projet Ariane 6 a été validé : « on ne peut ignorer que les conditions de marché – incertitude de la demande, explosion de l’offre – ne sont plus celles envisagées en 2014 pour dimensionner l’ampleur du programme Ariane 6 ».

Par exemple, la baisse significative du coût au lancement par kg. Le rapport reprend à sa sauce des informations sorties dans la presse : « 130 millions de dollars pour Ariane 64 et 80 millions de dollars pour Ariane 62 contre, on l’a vu, un Falcon 9 facturé à moins de 50 millions de dollars sur le marché commercial ». 

Cette différence viendrait notamment des coûts des lancements qui  seraient de 90,6 millions d’euros pour Ariane 64, 73,6 millions pour Ariane 62 et 44 millions de dollars pour Falcon 9 « consommable ». Attention à cette comparaison qui ne prend pas en compte les possibilités de lancement double et la charge utile différente de chaque fusée. 

Autre problème pour Ariane 6 : « la cadence minimale de onze lancements par an, avec au moins cinq tirs institutionnels sera très difficile à atteindre ». Le CNES table sur quatre à cinq missions institutionnelles par an entre 2020 et 2030, contre cinq à huit lancements commerciaux. C'est légèrement plus qu'Ariane 5 sur la période 2013 et 2018 (quatre à sept lancements), mais aussi largement moins que les onze prévus.

Or, « l’équilibre des programmes de lanceurs spatiaux européens est garanti par une présence forte sur le marché commercial ». « Si notre part de marché venait à diminuer drastiquement, le risque est grand que certains de nos partenaires européens ne considèrent à terme que l’indépendance d’accès à l’espace ne vaut pas le prix payé », détaille le rapport. Face à ce risque, le président du CNES affirme que  « l’autonomie européenne d’accès à l’espace doit s’organiser ».

La réunion de la semaine prochaine doit ainsi « octroyer les financements permettant de répondre à des défis de court terme » : fin d'exploitation d'Ariane 5 (il reste 12 fusées à lancer), la fin du développement d'Ariane 6 et assurer la transition entre les deux. Pour le président d'ArianGroup, André-Hubert Roussel, il s'agit de « rester dans la course ».

La réutilisation, nouveau standard des lanceurs ?

Le rapport revient ensuite sur la suite d'Ariane 6 et notamment la question d'un lanceur (enfin ?) réutilisable. Grosso modo, deux scénarios peuvent être envisagés. Première hypothèse, passer par une fusée intermédiaire Ariane 6 Evolution d'ici à 2025 avec un gain de performances de l'ordre de deux tonnes en orbite géostationnaire et de 20 % sur le prix au kg, puis dans un second temps de se lancer dans le réutilisable avec Ariane Next.

Deuxième solution, passer directement à Ariane Next qui semble tout droit inspiré de Falcon 9 : « plus simple (lanceur biétage au lieu de quatre aujourd’hui ; un seul moteur contre trois aujourd’hui), moins coûteux (avec une cible de réduction des coûts à nouveau fixée à 50 %) et réutilisable ».

Pour rappel, « Ariane 6 ne peut pas évoluer vers un lanceur réutilisable compte tenu de sa configuration », il faut donc développer un nouveau lanceur, ce qui n'est pas une mince affaire et qui demande du temps et de l'argent. Deux options risquées : la première, car le prix au kg n'est plus le seul critère et à cause d'un marché moins important que prévu sur les lancements géostationnaire ; la seconde, car elle nécessite de passer rapidement à un tout nouveau lanceur.

Les rapporteurs « estiment fort probable que la réutilisation, a minima du premier étage, devienne le nouveau standard technologique, tant en raison des gains économiques que des exigences environnementales qui devraient s’appliquer à la filière à l’avenir ». Comme l'avaient déjà formulé Catherine Procaccia et Bruno Sido en 2015, ils souhaitent donc « que l’Europe ne rate pas le tournant des lanceurs réutilisables ».

Pas si vite pour certains... c'est « so 2018 » le réutilisable

Cette question divise, y compris en France. Pour Arianespace, l'italien Avio et la Direction générale de l’armement, « la viabilité économique de la réutilisabilité pour les lanceurs européens n’est pas démontrée, car les lancements institutionnels accordés à SpaceX se font à un prix bien supérieur au prix du marché et sur un volume également bien supérieur à celui dévolu aux lanceurs européens ». « Nous travaillerons à la réutilisation si les cadences de lancement la rendaient économiquement viable », lâche André-Hubert Roussel, président d'ArianeGroup. 

La direction générale de l’armement va même plus loin : « le lanceur réutilisable n’est pas une solution de 2030, mais de 2018. Il faut viser l’étape d’après, car, en 2030, SpaceX ou ses successeurs seront vraisemblablement passés à autre chose ». À quoi ? Mystère et boule de gomme. De son côté, l'ONERA déplore le comportement de « suiveur » de l'Europe et le manque de financements sur la recherche à long terme des lanceurs spatiaux. 

Le CNES n'a pas la même position, estimant « qu'il est aujourd'hui démontré que la réutilisation du premier étage permet un gain économique d’environ 30 à 50 % sur le coût d'un lancement ». Encore faut-il réussir à récupérer les éléments les plus coûteux et les remettre en état à un prix raisonnable : il faut trouver le juste milieu entre en récupérer trop ou trop peu.

L'ESA souffle le chaud et le froid

Pour l'agence spatiale française, le choix pour l'Europe ne « sera pas entre lanceur consommable ou lanceur réutilisable, mais entre lanceur réutilisable ou disparition de cette activité ».

De son côté, l'ESA se montre pragmatique : « il est capital que l’Europe se dote de capacités permettant d’envisager une réutilisation ponctuelle de certains éléments du lanceur, notamment des propulseurs » et que « la mise en œuvre opérationnelle de cette réutilisation dépendra ensuite de l’équation économique, qui doit tenir compte tant des coûts récurrents que des cadences de lancement ».

Bref, le rapport affirme qu'il « faut en conséquence dès aujourd’hui préparer la transition, à terme, vers le réutilisable ». Le Conseil ministériel des 27 et 28 novembre 2019 devra lancer cette dynamique et financer deux projets : un moteur d’étage principal à propulsion liquide potentiellement réutilisable et un démonstrateur de premier étage réutilisable.

Les financements nécessaires sont estimés entre 350 et 400 millions d’euros sur 2020 à 2022 : « Les rapporteurs appellent donc le Gouvernement à souscrire à ces programmes et à convaincre leurs homologues de faire de même, sans quoi la réutilisation ne pourra être envisagée par l’Europe ».

Prometheus, Callisto et Themis, le trio gagnant ?

Comme l'avait fait la Cours des comptes par le passé, le rapport met en avant trois projets : Prometheus, Callisto et Themis. Le premier est un moteur à propulsion liquide potentiellement réutilisable dont l'idée remonte à 2015.

Sa promesse : diviser les coûts par 10 par rapport à Vulcain 2.1. Les premiers tests sont attendus fin 2020 et pour les rapporteurs il serait temps « d’industrialiser ce moteur, qui pourrait voler sur le démonstrateur Themis en 2022 afin d’une mise en service la plus rapide possible ».

• Pour la Cour des comptes, « le modèle économique actuel d’Ariane 6 présente des risques »

Le projet Callisto est pour sa part un démonstrateur de très petite échelle (1/10) permettant de développer les logiciels nécessaires au retour du premier étage, une technologie déjà bien maitrisée par SpaceX. Callisto est développé depuis 2016 par le CNES, le DLR (Allemagne) et la Jaxa (Japon), mais sans l’Agence spatiale européenne ni ArianeGroup.

Les rapporteurs expliquent que « d’autres contributions de partenaires européens sont attendues », ce qui serait légitime dans la mesure où ce projet permet de préparer le futur des lanceurs européens. Un vol de démonstration est prévu pour 2022, avec une récupération sur une barge en pleine mer... exactement comme SpaceX a ses débuts. 

Themis est l'étape suivante : « un démonstrateur à l’échelle 1/2 d’un étage réutilisable propulsé par Prometheus pour maîtriser la rentrée atmosphérique et le retour sur Terre de l’étage principal en minimisant le besoin de remise en état avant retour en vol ». La prédéfinition de Themis « est en cours depuis 2019 dans le cadre d'ArianeWorks, initiative conjointe entre le CNES et ArianeGroup, récemment rejoints par l'ONERA », qui doit aider à accélérer la conduite du projet.

« Themis pourrait ensuite être adapté comme booster liquide d'Ariane Next. En fonction des financements mobilisés, un premier essai en vol pourrait intervenir avant 2025 », indique le rapport. Le développement du démonstrateur Themis (proche d'un prototype opérationnel) nécessiterait un investissement public de l’ordre de 200 millions d’euros.

Des projets de modernisation et réduction de coût, notamment Icarus

Les rapporteurs ajoutent que trois autres projets seront présentés à la ministérielle la semaine prochaine. Tout d'abord Icarus (Innovative carbon Ariane upper stage), un étage supérieur utilisant au maximum les technologies composites. Il est question d'une charge utile de deux tonnes supplémentaire pour 10 % de réduction sur les coûts.

Pour le moment, les étages supérieurs sont principalement constitués d'aluminium, alors que SpaceX s'intéresse à l'acier inoxydable pour son prochain vaisseau amiral Starship. 

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Ensuite, il est question du programme d’amélioration continue (CIP) visant à réduire les coûts de façon incrémentale entre 2023 et 2025. Pour les rapporteurs, les idées retenues devront « être sélectionnés sur leur capacité à d’une part, générer un retour sur investissement court (5 à 6 ans maximum) et d’autre part, être valorisés également sur la prochaine Ariane ». Inutile en effet d'améliorer des technologies qui seront obsolètes rapidement après. 

Dernier point, moderniser le Centre spatial guyanais (alias CSG). Il est déjà sur la bonne voie : « Les coûts de maintien en condition opérationnelle du centre ont ainsi diminué de 6 % entre 2009 et 2016 alors que l’activité augmentait dans le même temps (3 pas de tirs, avec entre 7 à 12 lancements par an) ». Néanmoins, le Centre spatial doit composer avec des installations vieillissantes, certaines datant de près de 50 ans : « Elles nécessitent d’être modernisées pour réduire les coûts, assurer leur robustesse et améliorer leur impact environnemental ».

Éviter une concurrence interne entre Vega et Ariane

L'avenir du lanceur Vega (qui se place entre Soyouz et Ariane) revient sur le tapis et les rapporteurs ont un avis bien tranché sur la question. Ils recommandent en effet « la plus extrême prudence quant à la souscription au programme de développement de Vega E : s’il s’agit d’une hausse de la performance de Vega C, et non d’une réduction des coûts, il conviendra de s’y opposer ».

Ils estiment en effet inutile d'avoir une concurrence plus importante entre Vega et Ariane, qui sont tous les deux des lanceurs de la même famille. Les deux doivent être complémentaires, d'autant qu'il y a déjà bien assez de concurrence externe. En cas de renforcement des performances de Vega, « neuf missions institutionnelles pourraient ainsi basculer d'Ariane 62 à Vega E. En particulier, les satellites de la constellation Galileo pourraient être lancés par Vega E. L'Agence spatiale européenne envisagerait même de reconvertir le pas de tir Soyouz pour le lanceur Vega E... », détaille le rapport.

Pour compliquer la situation, les industriels des pays impliqués dans le développement de Vega E (et pas dans celui d'Ariane 6) pourraient être tentés de pousser un renforcement de Vega pour remplir leurs carnets de commandes. C'est aussi ça la joie d'avoir des partenaires partout en Europe... 

De nouveau l'idée de « préférence européenne », qui fait son chemin

Autre problème qui a déjà été soulevé à plusieurs reprises : « Le marché européen se caractérise par l’absence de "préférence européenne", alors que les marchés institutionnels américains et chinois sont captifs [...] L’Europe est ainsi un cas unique où un satellite développé sur fonds publics peut être lancé sur un lanceur non européen, alors même que les lanceurs européens ont été développés sur fonds publics ».

Au fil des années, plusieurs pays européens ont déjà eu recours à SpaceX pour lancer des satellites, comme le rappelle l'OPECST cité par le rapport du Sénat : 

« en 2018, Falcon 9 de SpaceX a […] mis en orbite le satellite luxembourgeois Govsat-1, dédié aux communications duales ultrasécurisées […], et le satellite militaire espagnol Paz d’observation de la Terre. À la suite d’un contrat signé en 2013 avec SpaceX, c’est le même Falcon 9 qui devrait lancer cette année et l’année prochaine les trois satellites SARah de reconnaissance radar utilisés par l’armée allemande, en remplacement de la constellation des cinq satellites SARLupe ».

Dans ce genre de situation, SpaceX en profite évidemment pour baisser au maximum ses prix afin de remporter des contrats et ainsi « piquer » des clients à Ariane. Florence Parly, ministère des armées, résume ainsi la situation :  « ne soyons pas complices de ce petit jeu, pas très loyal, qui vise en réalité à nous faire perdre notre autonomie d’accès à l’espace ».

Bref, les rapporteurs souhaitent que « l’ensemble des donneurs d’ordre – États, Agence spatiale européenne et Union européenne – s’engagent à lancer européen ». « Seul ce type de mesure garantira la pérennité de notre industrie dans le domaine et donc le maintien de notre accès à l’Espace, qui est d’une grande importance stratégique », ajoute la direction générale de l’armement.

Tout le monde semble donc d'accord, mais rien n'est encore fait... même si les choses bougent : « Des progrès ont été récemment effectués sur ce terrain. Le 26 avril 2018, un contrat-cadre entre Arianespace et l’Agence affirme l’engagement complet de l’Agence spatiale européenne en matière de lanceurs européens pour ses programmes. Au niveau de l’Union européenne, un même principe serait en cours d’élaboration ».

Le rapport rappelle que l'engagement de la France et l'Allemagne « a été confirmé au plus haut niveau politique le 16 octobre 2019 », par une déclaration franco-allemande publiée sur le site de l'Élysée.

Les autres pays n'ont rien annoncé de tel pour l'instant. 

Modifier la règle du retour géographique

Comme la Cour des comptes, les rapporteurs prônent un assouplissement de la règle du retour géographique, qui serait trop contraignante. Le rapport parle même d'un « frein majeur à la rationalisation du processus industriel ». De plus, cette règle limiterait la concurrence entre les pays européens. Bref, autant éviter de se mettre des bâtons dans les roues (les autres s'en chargent déjà). 

L'italien Avio a une idée : « insérer dans les contrats de développement une clause selon laquelle lorsque l’industrie n’atteint pas les objectifs en termes de coût de production d’un produit, le bénéfice du retour géographique serait remis en cause ».

Pour le CNES : « quand le programme donne lieu à une phase de production et c’est le cas unique des lanceurs, une remise en compétition devrait être possible ». Bref, plus de souplesse et plus de concurrence pour réduire les délais et les coûts. 

Restaurer l'ambition spatiale européenne

Ensuite, le rapport pointe un autre point et pas des moindres : le manque d'ambition spatiale et la nécessité d'un leadership collectif. Pour résumer la situation, les rapporteurs reprennent une question des années 70 que l'on prête à Henry Kissinger : « l’Europe, quel numéro de téléphone ? ».

Ariane est éparpillée « façon puzzle » (pour reprendre Raoul cette fois-ci), avec des divergences d'opinions parfois importantes. Une solution est proposée par les rapporteurs : « les principaux États spatiaux – sur les lanceurs, a minima la France, l’Allemagne et l’Italie – doivent assumer un leadership collectif, donner l’impulsion à l’Europe spatiale »  et définir une stratégie commune au moins à moyen terme. 

Dans l'Hexagone, il faudrait faire émerger une véritable « équipe de France ». Si le CNES et ArianeGroup sont sur la même ligne, l'agence spatiale française devrait renforcer ses liens avec l’ONERA. Avec l'Italie, il conviendrait de remettre à plat le conflit entre Avio et Arianespace. Ce n'est pas la seule épine dans le pied de la France : « une plus grande rigueur budgétaire envers l’Agence spatiale européenne » permettrait sûrement d'améliorer les relations avec l'Allemagne, etc. 

Mais l'Europe manque aussi d'ambition : « Aujourd’hui, force est de constater que c’est le secteur spatial américain qui fait aujourd’hui rêver les foules. Elon Musk parvient à mettre en scène ses avancées à la façon d’une épopée qui aurait pour but ultime la colonisation de la planète Mars ». Le gouvernement américain n'est pas en reste et relance la conquête de la Lune sur la Lune, exactement comme la Chine (à l'horizon 2030) et l'Inde qui va se lancer dans les vols habités.

Des projets qui permettent de fédérer un pays, contrairement à la France et l'Europe qui n'ont pas d'équivalent à mettre sur le devant de la scène pour rassembler les foules. Pourtant, le vol habité était au programme il y a quelques dizaines d'années : « Ariane 5 était le reflet de véritables ambitions européennes : à la fin des années 1980, l’Europe entendait participer à l’épopée du vol habité avec la navette Hermès . On peut aujourd’hui légitimement se poser la question de savoir ce que fait l’Europe sur le vol habité. À ce jour, pas grand-chose ».

Pour résumer : « L’Europe doit donc avant tout s’interroger sur les objectifs qu’elle poursuit, pour aboutir à une ambition renouvelée et partagée par nos concitoyens ».

Mobiliser pour augmenter le budget

Enfin, dernier point soulevé par le rapport : « une indispensable mobilisation budgétaire ». Les rapporteurs commencent par planter le décor : « La France est le premier contributeur des lanceurs Ariane depuis les années 1970. Selon la Cour des comptes, sur le programme Ariane 6, la France finance la moitié des 4 milliards initialement décidés ».

Sans remettre en cause cet investissement, les parlementaires aimeraient que les autres pays européens prennent aussi leurs responsabilités : « l’indépendance d’accès à l’espace est un bien qui profite à tous les États européens, il est temps que chacun en prenne conscience ».

Pour le moment, la France ne peut trop rien dire car elle a des arriérées à régler, mais en 2020 elle « aura mis fin à sa pratique de sous-budgétisation de sa dotation à l’Agence spatiale européenne, ce qui ne la met plus en position de faiblesse lorsqu’il s’agit de plaider pour un investissement accru de la part de ses partenaires ».

Autre piste pour récupérer des fonds : le secteur privé mériterait également d’être renforcé... même si « nous n’aurons probablement pas d’Elon Musk ni de Jeff Bezos », note avec humour le rapport. Les décisions prises lors de la réunion ministérielle de la semaine prochaine permettront d'apercevoir la route prise par les lanceurs européens.