Air Liquide a réalisé le réservoir d’hélium liquide permettant la pressurisation en vol du réservoir oxygène de l’étage principal cryotechnique d’Ariane 5.
Pour des raisons de sécurité et de masse, la pressurisation Helium du réservoir oxygène de 130 tonnes de l’étage principal cryotechnique d’Ariane 5 a été préférée à une solution de pressurisation autogène en oxygène gazeux. De ce fait, Air Liquide a proposé une solution innovante et performante pour pouvoir assurer cette pressurisation Helium en proposant un stockage Hélium supercritique permettant ainsi de minimiser la masse du stockage. Cette solution pour assurer la pressuriation Helium d’un lanceur est unique au monde et permet d’accroître la charge utile de plus de 150 kg.
L’enjeu technique pour Air Liquide résidait dans la conception et la réalisation du système de pressurisation dont la clé de voûte a été la maîtrise du réservoir supercritique. Ce réservoir de 1332 litres et de seulement 224 kg permet de stocker les 166 kg d’Helium supercritique nécessaires au vol à 23 bars. Son étanchéité est absolument parfaite pour assurer le confinement de l’hélium supercritique à une température absolue de 4 Kelvin : alors qu’elle contient plus de 150 kg d’Helium, elle est susceptible de laisser échapper moins d’un milligramme en un siècle. De plus, pour assurer une autonomie minimale de 23 h après remplissage, l’isolation thermique de ce réservoir a été optimisée pour pouvoir supporter la température ambiante de Kourou pendant 23 h puis les hautes températures du vol tout en assurant une perte d’Hélium liquide par vaporisation très limité.
L’ensemble du matériel fourni s’inscrit dans un contrat signé entre Air Liquide et ASTRIUM avec l’approbation de l’agence Spatiale Européenne.
Le projet est très exigeant en terme d’étanchéité. Pour y répondre, il a fallu utiliser des matières spécifiques, qualifier des nouveaux procédés de soudage.
Pour limiter les entrées thermiques, il a fallu d’une part utiliser 30 couches de super-isolant sous vide et d’autre part optimiser le design tout en garantissant une tenue aux sollicitations diverses imposées par le lancement.
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