Ariane 6: un déluge d'eau pour se protéger du bruit

Publié par Adrien le 07/06/2021 à 09:00
Source: CNES
C'est une opération à la fois indispensable et délicate: le déluge - activé au moment du lancement - a pour objectif principal d'atténuer les vibrations du décollage. Le système développé pour Ariane 6 a passé avec succès ses essais de qualification.


Essais de déluge à l'ELA 4. Crédits: CNES

Lors d'un lancement, l'épais nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en...) qui s'élève autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) du pas de tir est principalement constitué de vapeur d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...). Celle-ci provient des importants volumes d'eau libérés au moment du tir, qui se condensent au contact des jets émis par les boosters dont la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) avoisine les 3000°C. Ce déluge d'eau a une fonction bien précise: protéger les installations contre les effets très violents du décollage. L'allumage (Pour s'enflammer, le mélange air-essence, un gaz contenu dans le cylindre doit subir une...) des boosters génère en effet des ondes acoustiques équivalant à un niveau de bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son....) pouvant atteindre 180 décibels, qui doivent être atténuées pour limiter les vibrations sur le mât (Le mât est un espar vertical (mis à part le beaupré) servant à soutenir les voiles sur un...) et la table de lancement. L'objectif principal du déluge est de faire comme un mur d'eau qui empêche l'onde acoustique (Le son est une onde produite par la vibration mécanique d'un support fluide ou solide et propagée...) de se propager. Il permet également de refroidir les structures mécaniques et métalliques, éprouvées par des flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments...) thermiques pouvant atteindre 30 mégawatts/m2, soit 20 000 fois plus que le flux engendré par le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...).

"Sans le déluge, la réflexion des ondes acoustiques pourrait être destructrice pour les structures, principalement pour le lanceur ( Lanceur, terme de l'astronautique Lanceur, terme du baseball ) et ses charges utiles. Quant à la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...), sans refroidissement efficace, elle pourrait provoquer la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...) des éléments d'acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction...) en quelques secondes." déclare Marco Cencetti, expert fluides cryogéniques et conventionnels au CNES.

Quatre phases d'activation


Marco Cencetti Crédits: CNES
Sur l'ELA 4, le pas de tir d'Ariane 6 (Ariane 6 désigne le lanceur spatial destiné à prendre la relève d'Ariane 5...), l'eau est stockée dans le château d'eau de 90 m de haut, avec un réservoir de 1200 m3, relié au mât et à la table par une canalisation (Une canalisation, ou un pipeline (de l'anglais) est une conduite destinée à...) de 2,5 m de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...). Le déluge se déroule en plusieurs phases: 30 secondes avant le lancement, le mât est arrosé pour le protéger contre les émissions d'alumine et d'acide chlorhydrique (L'acide chlorhydrique est une solution aqueuse ayant pour solutés des ions oxonium H3O+ et des...) des boosters. Au même moment, le déluge du déflecteur de jet est activé au fond du carneau (Un carneau, dans le domaine de l'astronautique, est une tranchée servant, sur un banc d'essai ou...), la cavité où sont évacués les jets des boosters.

Puis, 8 secondes avant le décollage, c'est le déluge carneau, qui libère 16 m3 par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...). Enfin, une fois que le lanceur a commencé à s'élever, le déluge le plus massif (Le mot massif peut être employé comme :), 30 tonnes à la seconde, est activé pour créer un tapis d'eau au niveau de la table. "Cette fonction est la plus délicate, il faut l'activer juste au bon moment, de façon que les jets d'eau inondent la table quand le lanceur s'est suffisamment élevé sans qu'il soit trop éloigné", explique Marco Cencetti.

Les essais qui se sont déroulés fin avril avaient justement pour but de simuler la chronologie d'un lancement en vérifiant le timing de déclenchement et les débits d'eau de chaque fonction. Une qualification spécifique a été réalisée pour les vannes déluge qui doivent s'ouvrir en moins d'une seconde et laisser passer 1 000 litres d'eau par seconde. Après l'analyse des résultats de ces essais, le système sera qualifié.

Le saviez-vous

Les déluges se déroulent dans le respect d'un cadre réglementaire extrêmement strict, qui a pour but de limiter au maximum leur impact environnemental (L'impact environnemental est l'ensemble des modifications de l'environnement, qu'elles soient...). Les volumes d'eau proviennent d'une ancienne carrière qui alimente le château d'eau et l'ensemble des réseaux de l'ELA 4. Une partie de l'eau s'évapore naturellement au moment du lancement, le reste est recueilli dans la fosse du carneau. L'eau est ensuite pompée dans une usine de traitement où elle totalement dépolluée, puis rejetée après contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...).


Vue de l'ELA 4 Crédits: CNES
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