Notre société, spécialisée dans la fabrication de lanceurs de laboratoire et dans la réalisation de tests balistiques à grande vitesse, a tout récemment battu un nouveau record : un essai d’impact à la vitesse de 10,5 km/s (soit 38 000 km/h) ! Une première mondiale dans les lanceurs à technologie dite « gaz-gaz », qui s’avérera utile notamment pour le domaine du spatial afin de simuler des impacts de débris spatiaux à des vitesses proches de la réalité.
Les débris spatiaux, une menace bien réelle
On appelle débris spatiaux des objets artificiels circulant en orbite terrestre, issus d’une mission spatiale mais n’étant plus utilisés : étages supérieurs de lanceurs, satellites, réservoirs, caches optiques mais surtout débris issus de l’explosion d’engins spatiaux ou de collision.
Et c’est un enjeu actuel majeur pour les acteurs du spatial et des télécommunications. Les orbites basses sont de plus en plus encombrées par les satellites d’observation (notamment les satellites d’observation militaires), tandis que les orbites hautes foisonnent de satellites géostationnaires (satellite de télécommunication). Depuis 1957 et le lancement de Spoutnik, plus de 5 000 engins spatiaux envoyés par les différentes puissances mondiales ont rejoint l’espace. La collision entre un satellite et un débris spatial peut certes occasionner des dégâts importants sur le satellite, mais également provoquer sa totale désintégration. En outre, ces accidents sont à leur tour générateurs de nouveaux débris spatiaux, augmentant ainsi les risques d’impacts.
En raison d’un manque de régulation sur le sujet et de la nécessité d’un consensus international, la IADC (Inter-Agency Space Debris Coordination Committee) a été fondée en 1993. Composée de plusieurs agences gouvernementales, elle a pour but d’échanger sur les dernières recherches en matière de débris spatiaux, de mener de nouvelles études et de mettre au point des mesures préventives. Fort de son accomplissement récent, Thiot Ingénierie souhaite d’ailleurs rejoindre le groupement des laboratoires recensés par l’IADC.
Car si les débris spatiaux supérieurs à 10 cm de diamètre font l’objet d’une surveillance permanente depuis la Terre, nous sommes impuissants face aux plus petits débris, impossibles à détecter précisément mais pouvant provoquer de sérieux dégâts en cas de collision (récemment, un débris spatial de 7 mm de diamètre a par exemple impacté une vitre de l’ISS).
C’est là que la nouvelle technologie de Thiot Ingénierie a un vrai rôle à jouer : « les essais réalisés dans notre laboratoire vont permettre de reproduire ces impacts afin d’évaluer la vulnérabilité des satellites et autres engins spatiaux, mais aussi de tester de nouveaux matériaux ou concepts destinés à limiter la génération de nouveaux débris en cas de collision » déclare Patrick Thiot, le fondateur.
- 24 juillet 1996 : un fragment d’un troisième étage d’une fusée Ariane percute le satellite français Cerise.
- 17 janvier 2005 : un étage de fusée Thor a été percuté par un débris chinois
- 11 janvier 2007 : cause non-accidentelle. Lors d’un essai, un missile anti-satellite chinois cause la destruction d’un Fengyun-1C (satellite météorologique chinois) et engendre plus d’un million de débris supérieurs à 1 mm.
- 16 février 2007 : le dernier étage d’un lanceur russe Briz-M explose en orbite au-dessus de l’Australie.
- 16 octobre 2012 : le bloc d’accélération d’une fusée russe Proton-M explose à la suite d’une défaillance technique.
Une collaboration fructueuse avec le CNES
Face aux danger des débris spatiaux et des lourdes conséquences qui pourraient en découler, le Centre National d’Etudes Spatiales (CNES) et notre laboratoire ont décidé d’unir leur force pour concevoir de nouveaux moyens d’essais capables d’évaluer la résistance des satellites face à des débris spatiaux se déplaçant à environ 10 km/s. « Nous avons commencé par des études de vulnérabilité de satellites à des vitesses de l’ordre de 7 km/s, dont les résultats devaient être extrapolés à plus grande vitesse pour définir des modèles d’endommagement des satellites très théoriques » explique Patrick Thiot. « Aujourd’hui, nous avons fait le choix d’orienter notre R&D vers l’obtention de vitesses d’impacts plus élevées, plus proches des 15 km/s qui est la vitesse réelle des débris spatiaux dans l’espace. »
Diverses applications possibles
Ces essais hypervéloces représentent un véritable atout pour le domaine spatial et offre une réponse industrielle aux acteurs du secteur : pouvoir réaliser des essais d’impacts de débris spatiaux sur des satellites à des vitesses proches de la réalité. Jusqu’à présent, des essais à 7km/s étaient effectués en laboratoire, la simulation numérique permettant ensuite de les extrapoler pour obtenir des résultats à plus grande échelle et de définir des modèles d’endommagement des satellites. Une technique fiable, mais qui restait très théorique. Ces tests à 10 km/s vont aujourd’hui permettre d’observer de manière concrète les conséquences d’un impact de débris spatial sur un satellite et d’obtenir des résultats davantage fidèles aux conditions réelles.
En plus de la sécurité des satellites artificiels, ces essais trouvent également des applications pour les études de planétologie ou la formation d’autres corps célestes. Ils peuvent aussi permettre d’évaluer la déviation que l’on peut amener à un astéroïde à proximité de la Terre (géocroiseur).
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