Avec le projet Invictus, l’Agence spatiale européenne (ESA) et le spécialiste britannique Frazer-Nash posent la première pierre d’une nouvelle ère pour l’aérospatial : le vol hypersonique à Mach 5. L’objectif ? Développer un démonstrateur d’engin réutilisable capable de décoller comme un avion classique, d’atteindre cinq fois la vitesse du son dans l’atmosphère, puis de revenir se poser pour être remis en service. Financé par les programmes GSTP (General Support Technology Programme) et TDE (Technology Development Element) de l’ESA, Invictus doit servir de plateforme de test pour toutes les technologies clés du futur vol hypersonique.
Une plateforme expérimentale évolutive
Invictus est conçu comme un banc d’essai volant : régulièrement mis à jour, il pourra recevoir de nouveaux matériaux, des systèmes de propulsion alternatifs et des logiciels de contrôle plus performants. Les campagnes de vol s’enchaîneront au gré des expériences, offrant :
- une aisance de remplacement des composants (moteurs, capteurs, structures) ;
- une bibliothèque de configurations modifiables en fonction des besoins (coupe transversale, revêtements thermiques) ;
- la possibilité d’intégrer des systèmes de vol autonomes et des interfaces de télémétrie avancées.
Grâce à ce caractère modulaire, Invictus reste pertinent face à l’évolution rapide des technologies aéronautiques et spatiales.
Les ambitions d’un vol à Mach 5
Atteindre Mach 5 implique de surmonter des contraintes extrêmes liées à la vitesse et à la température :
- Chauffe par compression d’air : à ces vitesses, l’air entrant dans le moteur peut dépasser plusieurs centaines de degrés en une fraction de seconde.
- Choc thermique : la structure externe doit rester intacte malgré les gradients de température provoqués aux points d’entrée et de sortie des surfaces.
- Résistance des matériaux : les composites et alliages doivent conserver leur intégrité mécanique sous de fortes sollicitations thermiques et aérodynamiques.
Ces défis imposent le développement de systèmes de refroidissement ultra-rapides, comme le preraffroidissement inspiré de la technologie Sabre étudiée par l’ESA, capable de rabaisser la température de l’air en quelques millisecondes.
Un démonstrateur de propulsion à hydrogène preraffroidi
David Perigo, ingénieur chimiste à l’ESA et responsable technique du programme, précise que le démonstrateur mettra en œuvre « un système de propulsion à air preraffroidi alimenté à l’hydrogène ». Cette architecture combine :
- une admission d’air frontal pour le vol atmosphérique ;
- un échangeur thermique instantané pour abaisser la température à l’entrée du compresseur ;
- une chambre de combustion optimisée pour assurer la transition du vol subsonique au vol hypersonique.
Le preraffroidisseur est crucial : sans lui, l’air surchauffé endommagerait irrémédiablement les turbines. Invictus testera cette chaîne complète, de l’aspiration à la postcombustion, dans un environnement réel à grande vitesse.
Une impulsion stratégique pour l’Europe
Selon Tommaso Ghidini, responsable du département Mécanique de l’ESA, Invictus représente « la porte d’accès à un nouveau paradigme de mobilité, de défense et d’accès à l’espace ». Avec ce projet, l’Europe souhaite :
- consolider son leadership dans les technologies hypersoniques ;
- ouvrir la voie à des spationefs capables de missions récurrentes vers l’orbite basse ;
- doter les industries et les universités d’un outil unique pour leurs recherches de pointe.
L’autonomie acquise grâce à la propulsion preraffroidie offrirait des dispositifs hybrides, pouvant décoller sur piste, atteindre l’orbite, puis revenir en planeur atmosphérique.
Applications et retombées industrielles
Outre la conquête spatiale, Invictus ouvre des perspectives en :
- transport ultra-rapide : relier deux points distants sur Terre en quelques dizaines de minutes ;
- domaine militaire : déploiement de surveillance ou de transport de secours en zone hostile ;
- lancement de micro-satellites : offrir un service de mise en orbite flexible et économique pour les constellations de satellites.
Les partenaires industriels pourront ainsi tester et certifier de nouveaux matériaux réfractaires, des capteurs de température extrême et des systèmes avioniques robustes.
Calendrier et prochaines étapes
Invictus entre dès à présent en phase de design détaillé et de validations au sol. Les prochaines étapes prévoient :
- la fabrication des prototypes de modules de preraffroidissement et de propulsion ;
- les essais en soufflerie hypersonique pour affiner l’aérodynamisme et la résistance thermique ;
- les premières campagnes de vol subsonique à altitude élevée, afin de calibrer les instruments avant le passage à Mach 5.
Au terme de ces phases, le démonstrateur Invictus sera prêt pour ses premiers vols hypersoniques réels, marquant un jalon décisif dans l’histoire du vol spatial européen.