Une fusée se compose de plusieurs parties distinctes, chacune remplissant une fonction précise. Elles sont construites dans différentes usines, avant d’être assemblées à proximité du lieu du lancement. Revue de détails de la fabrication d’une fusée, avec comme modèle, le lanceur européen Ariane 6. 

Composition d’une fusée 

Une fusée est un assemblage, un lego de 3 ou 4 grosses pièces principales (et de milliards d’autres petites pièces !) Un gros lego : Ariane 6, par exemple, mesure 62 mètres de haut (la taille d’un immeuble de 20 étages) et pèse 800 tonnes dans sa version la plus lourde. 

Ariane 6 peut se « découper » en 4 parties principales : 

• L’étage inférieur (ou LLPM pour Lower Liquid Propulsion Module – ça fait toujours bien !) Il héberge le moteur Vulcain 2.1 qui propulse tout l’ensemble lors des 10 premières minutes de vol. Au-dessus du moteur se trouvent les énormes réservoirs des carburants (ou ergols) alimentant le moteur. Ils sont protégés par des matériaux isolants, car les ergols, hydrogène et oxygène,  sont conditionnés à très basse température pour être liquides.
• Accolés à l’étage inférieur, les propulseurs. 2 ou 4 selon la mission. Ils assurent 90 % de la poussée au décollage, pendant la première minute. Il faut imaginer de gros pétards de 22 m de haut, fonctionnant avec des ergols solides.
• L’étage supérieur (Upper Liquide Propulsion Module) contient lui aussi un moteur, Vinci, ainsi que des réservoirs d’oxygène et d’hydrogène liquides. Allumé en dehors de l’atmosphère, Vinci apporte le complément de vitesse pour placer le satellite sur sa bonne trajectoire, et avec la bonne vitesse.
• Enfin, tout en haut, la coiffe, 20 mètres de haut, renferme et protège le (ou les) satellite(s). La coiffe représente moins de 1% de la masse totale de la fusée. C’est la cerise sur le gâteau ! Elle est larguée quand la fusée quitte l’atmosphère à plus de 100 km d’altitude. C’est aussi dans la coiffe qu’embarquent les astronautes dans le cadre des vols habités, dans la fusée russe Soyouz ou dans le Falcon 9 de Space X par exemple. Ariane 6, elle, n’est pas conçue pour cela. 

Agrandir l'image

Une construction européenne

Toutes les fusées dans le monde sont constituées de ces différents morceaux (ou presque, tous les lanceurs ne sont pas équipés de propulseurs par exemple). Cependant, la logistique de construction et d’assemblage peut varier. L’Europe a misé sur la coopération. Les éléments d’Ariane 6 sont construits dans différentes usines : la coiffe en Suisse, les parties supérieures des propulseurs en Espagne, les moteurs Vulcain et Vinci (ainsi que les étages inférieur et supérieur) sont assemblés en France et en Allemagne, mais les pièces qui les composent sont fabriquées en Suède, en Italie, en Autriche, en Belgique ou encore aux Pays-Bas… 22 pays contribuent à sa construction, ce qui permet de partager les coûts. Et de faire travailler les habitants de ces différents Etats. Puis toutes les parties du lanceur sont acheminées sur le site de lancement situé au Centre Spatial Guyanais, à Kourou.

A l’horizontal

Toutes les parties du lanceur sont désormais réunies sur un même site. Encore faut-il les assembler ! On parle d’intégration. L’assemblage des étages inférieurs et supérieurs d’Ariane 6 se fait dans un énorme bâtiment appelé BAL (Bâtiment Assemblage Lanceur). Il se fait en position horizontale, ce qui est une petite révolution dans la famille Ariane. Quels intérêts ? Le BAL, construit en longueur et non plus en hauteur, est moins gourmand en climatisation. Et le travail d’assemblage se fait plus simplement et plus rapidement, en seulement quelques jours. 

Puis l’ensemble est transféré – toujours à l’horizontal -, vers le pas de tir, sous une énorme structure de métal, le portique. C’est là que sont ajoutés les propulseurs, ainsi que la coiffe renfermant le satellite. Quelques heures avant le décompte final, le portique mobile, 8 000 tonnes sur la balance (quasiment la masse de la Tour Eiffel), recule d’une centaine de mètres pour laisser Ariane 6 libre de s’envoler. 

Fusées à usage unique

Exceptées Falcon 9 de Space X, toutes les fusées aujourd’hui ne servent qu’une seule fois. A chaque lancement, il faut en reconstruire une. C’est pourquoi Ariane 6 a été conçue de manière à ce que sa fabrication et son assemblage soient moins coûteux en temps et en argent. 

Les différentes agences spatiales étudient également l’intérêt de faire des fusées utilisables plusieurs fois. Au CNES nous travaillons avec l’ESA, l’agence spatiale européenne, sur le projet Themis, un démonstrateur d’étage de fusée bas coût et réutilisable.