Conception et réalisation des structures composites des lanceurs Ariane
Structures composites pour le lanceur Ariane

1.1 Lanceurs Ariane 1 à Ariane 5

La figure 1 présente l’évolution de la taille, de la masse au décollage et de la performance (masse de charge utile que le lanceur est capable de placer sur une orbite définie, en l’occurrence il s’agit de l’orbite elliptique de transfert géostationnaire GTO 200/36 000 km –inclinaison 7) des lanceurs Ariane.

Ces lanceurs sont constitués de trois étages propulsifs, d’une case à équipements constituant le cerveau du lanceur et de la partie haute qui constitue en fait la soute dans laquelle les satellites sont protégés, supportés en vol et largués en orbite. Au premier étage propulsif ont été ajoutés des propulseurs d’appoint à propergol solide à partir d’Ariane 3. Pour Ariane 4, il peut y avoir des propulseurs d’appoint à propergol solide et/ou liquide.

1.2 Emploi des matériaux composites

Pour de plus amples renseignements, le lecteur pourra se reporter aux articles parus dans ce traité à la rubrique Composites et plus particulièrement aux références [1] [2] [3].

1.2.1 Objectif

L’utilisation des matériaux composites a commencé avec Ariane 3 (1^er vol en 1984) par l’introduction sous coiffe d’une structure composite SYLDA (structure de lancement double Ariane) permettant l’emport de 2 satellites. Avec Ariane 4, le nombre de structures composites a fortement augmenté ; elles concernent toute la partie haute au-dessus du dernier étage propulsif, la structure interétage 2/3 et d’autres petites structures dans la partie inférieure. De même, pour Ariane 5, les structures composites sont principalement situées sur la partie haute en raison de leur « coefficient d’influence ». En effet, dans la partie basse du lanceur, une réduction de masse sur les structures a peu d’impact sur la capacité d’emport en charge utile (à titre d’exemple, pour Ariane 5, un gain de 100 kg sur la masse inerte du premier étage, qui ne délivre une poussée que pendant 2 min sur...