Un réservoir en polymères renforcés de fibres de carbone à l’étude en Europe

29-07-2021 Philippe VOLVERT

MT Aerospace AG, filiale du groupe allemand OHB SE, a franchi une étape importante dans le développement d’un étage supérieur ultra léger pour les lanceurs spatiaux du futur. Cet étage sera constitué de réservoirs construits en polymères renforcés de fibres de carbone (PRFC). Ces réservoirs offrent l’avantage d’être étanches à l’hydrogène liquide et d’être compatibles avec l’oxygène liquide sans devoir utiliser de revêtement métallique, tout en maintenant les ergols à la bonne température pour rester à l’état liquide.

Le réservoir PRFC est beaucoup plus léger que le réservoir métallique classique et nécessite moins de pièces à assembler, d’où un gain d’économie et de temps dans sa fabrication. Pour conserver les propriétés étanches du métal, les ingénieurs ont utilisé une technique complexe de tissage de la fibre de carbone à laquelle est ajoutée une résine spéciale.

Au début du mois de juin 2021, MT Aerospace AG a testé avec succès un réservoir miniature au centre d'essai DLR de Trauen dans le cadre du projet ComET initié par l’Agence Spatiale Européenne au sein du programme préparatoire pour les lanceurs futurs (FLPP). Au cours de ces essais, le réservoir a été soumis à une batterie de tests, notamment de résistance aux températures cryogéniques, aux cycles de pression et aux substances réactives.

Les essais vont se poursuivre avec des prototypes de réservoirs à échelle réduite avec protection thermique intégrée. Ils doivent aboutir en 2023 à PHOEBUS (Prototype of a Highly OptimizEd Black Upper Stage), un démonstrateur grandeur nature du futur étage supérieur hautement optimisé qui volera sur Ariane 6.

Maître d’œuvre du projet, ArianeGroup s’est vue attribuer en 2021 par l’ESA une enveloppe de 14,6 millions € pour développer PHOEBUS, en partenariat avec MT Aerospace AG.

PHOEBUS est un étage cryogénique hautement optimisé de 3,5 mètres de diamètre qui permettra de valider les innovations technologiques qui seront mises en œuvre pour l’étage ICARUS (Innovative carbon Ariane upper stage) qui utilisera au maximum les technologies composites. L’allègement de la structure se fera au profit de la charge utile qui pourra voir sa capacité accrue de deux tonnes vers l’orbite de transfert géostationnaire. Le nouvel étage d’Ariane 6 offrira au lanceur européen une polyvalence et une compétitivité accrues.

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