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Au cœur des moteurs du futur avec le spécialiste Sebastian Soller 03/06/2021 |  2 minutes

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Rencontre avec un de nos experts développant des solutions de propulsion pour les lanceurs de demain

Sebastian Soller est Docteur en investigation expérimentale des injecteurs de moteurs pour les lanceurs à propulsion liquide. Il rejoint ArianeGroup (appelé Astrium à l’époque) en 2007 en tant qu’ingénieur. Il se spécialise après 2012 dans l’ingénierie des systèmes et passe Chef de projet et Ingénieur système dans des projets de R&D pour la propulsion liquide chez ArianeGroup. 

Pour quels moteurs travaillez-vous ?

Je travaille sur des projets de R&D afin d’évaluer la faisabilité de technologies futures pour nos moteurs à propulsion liquide (Vulcain®2.1, Vinci, Prometheus, Berta). Par exemple : nous développons un système d’allumage laser qui pourrait s’adapter facilement à tout moteur. Nous étudions aussi le comportement des alliages de cuivre dont est constituée la chambre de combustion des moteurs Vinci et Vulcain.

À quel moment de la chaîne de création d’un moteur intervenez-vous ?

Les résultats que nous obtenons en amont en R&D sont utiles pour les processus de conception et de fabrication des moteurs. Nous fournissons notamment des données pour l’amélioration des modèles de simulation qui interviennent durant la phase de design. De plus, nos enquêtes sur la fabrication additive sont utilisées par les services de fabrication.

À quelles exigences doivent répondre les moteurs sur lesquels vous travaillez ?

Il faut d’abord se demander quelle est la mission du lanceur ? Quelle charge utile doit être livrée sur quelle orbite ? Les allumages multiples sont-ils nécessaires ? Les exigences de mission permettent de définir le système de propulsion idéal et d’en déduire les attentes pour le moteur : temps de fonctionnement, poussée, taille requise pour s’adapter dans le lanceur, etc. 

Quel est l’intérêt d’une technologie telle que la fabrication additive pour nos moteurs et d’autres pièces du lanceur ?

L’impression 3D (ou fabrication additive) permet de sauter plusieurs étapes de fabrication et de réaliser des conceptions plus complexes, sans coût supplémentaire. Étant une technologie de fabrication encore récente, il y a des myriades de questions auxquelles il faut répondre. C’est ce qui rend le sujet très passionnant pour un ingénieur, qu’il soit spécialisé dans la conception, les sciences des matériaux ou la fabrication.

En quoi est-ce que la fabrication additive en métal est différente de l’impression 3D en plastique ?

L’impression 3D plastique est actuellement utilisée pour le prototypage ou pour des pièces qui ne doivent pas résister à des charges thermiques ou à des forces élevées. L’impression en métal nécessite une compréhension beaucoup plus poussée. Cela comprend entre autres la composition de la poudre d’alliage qui est utilisée, la stratégie dans laquelle le processus d’impression est effectué, les étapes de traitement thermique et de nettoyage ultérieures, etc.

Vers quoi se dirige le design des nouveaux moteurs ?

Prometheus vise à démontrer une réduction significative du coût de production tout en offrant la possibilité de réutiliser le matériel plusieurs fois. Tous les composants doivent être conçus pour des durées de service plus longues et des intervalles plus longs. On doit avoir un système d’allumage qui permet un fonctionnement dans diverses conditions et ce durant la mission de vol, jusqu’au retour sur terre.

Et donc la fabrication additive est un élément clé de cette démonstration ?

La fabrication additive peut aider à réduire les coûts, mais on doit également garder un œil sur la complexité des composants individuels, afin de ne pas compromettre leur robustesse et leur fiabilité en y intégrant trop de fonctions. Un autre facteur clé est la surveillance et le contrôle du moteur, afin de réagir intelligemment à toute dégradation des performances dans l’un de ses sous-systèmes.

Vous avez, il y a plusieurs mois, participé au festival des sciences Pint of Science, quel est l’intérêt pour ArianeGroup de participer à de telles manifestations ?

Des événements comme ceux-ci offrent une occasion unique de présenter notre travail à un public plus large que durant des congrès scientifiques. J’aime susciter l’enthousiasme des gens pour l’ingénierie et la recherche. Pint of Science est une belle opportunité pour entrer en contact avec des jeunes, de futurs scientifiques et ingénieurs et leur montrer à quel point ces domaines sont intéressants.

Merci à Sebastian d’avoir répondu à nos questions.

 

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