Avec sa dizaine de centimètres de diamètre pour deux fois plus de longueur, ce n’est pas le dispositif le plus impressionnant du stand de l’Onera au salon du Bourget. Mais le moteur ECRA n’en affiche pas moins ses ambitions : offrir une motorisation électrique aux satellites plus fiable et moins coûteuse que les moteurs à effet Hall. Un avantage que l’Onera entend creuser en utilisant ce moteur avec de l’iode plutôt que le Xénon généralement utilisé dans les moteurs ioniques.
En marge d’une conférence de presse pré-Bourget organisée par l’Onera le 10 juin, Jean-Marc Charbonnier, directeur du programme spatial de l’Onera, résume l’intérêt du changement d’élément chimique : “Le spatial absorbe déjà 25% de la production de xénon, ce qui a pu faire grimper le prix du xénon jusqu’à 8000 euros le kg. Or un satellite géostationnaire va embarquer typiquement 1 tonne de xénon : même à 4000 euros le kg, cela fait un plein à 4 millions d’euros, contre 10 fois moins avec l’iode.”
Un moteur ionique sans cathode qui puisse se dégrader
Si ECRA peut prétendre à passer à l’iode, très oxydant, c’est grâce à son principe de fonctionnement. Comme les moteurs à effet Hall, le moteur ECRA va générer un plasma et l’accélérer. La matière éjectée fournit la poussée dont le satellite à besoin pour se déplacer. Les moteurs à effet Hall utilisent un champ électrique pour accélérer le plasma, ce qui fait que les ions positifs éjectés ont besoin d’être neutralisés par l’injection d’électrons à partir d’une cathode. Cette dernière s’érode, surtout si la matière qui constitue le plasma n’est pas du xénon mais de l’iode.
Avec ECRA, c’est la résonance cyclotron qui est utilisée pour créer le plasma et générer un effet de tuyère magnétique qui accélère dans la même direction les ions positifs et les électrons. Plus besoin de cathode pour neutraliser le plasma, donc pas de risque de dégradation prématurée avec l’iode.
Passage du xénon à l'iode avec le Cnes
Aujourd’hui au TRL 4-5, ECRA a été développé depuis une dizaine d’années par l’Onera, en particulier dans le cadre du projet H2020 Monitor. “On a commencé avec le xénon, comme tout le monde et parce que c’était plus simple pour le caisson à vide dans lequel le moteur est testé, rappelle Jean-Marc Charbonnier. Mais nous travaillons désormais à le faire passer à l’iode dans le cadre d’un programme d’intérêt commun avec le Cnes qui a démarré début 2025.” Un programme prévu sur quatre ans avec un budget d’environ 650 000 euros par an abondés aux trois quarts par le CNES.
Sans attendre, “nous discutons avec EADS, Thales mais aussi de plus petites entreprises pour voir comment installer un tel moteur sur un satellite et évaluer la performance du système propulsif complet”, indique Jean-Marc Charbonnier. L’objectif est de pouvoir passer d’ici quatre ans à un programme plus applicatif. “C’est une force de l’Onera de pouvoir, grâce à la part subvention de son budget (40% du total à côté des commandes), mener en interne des recherches très en amont qui peuvent ensuite déboucher sur des commandes commerciales avec des industriels.”
