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Les moteurs ioniques à effet Hall d'Exotrail propulseront deux nano-satellites de la constellation ELO d’Eutelsat

Xavier Boivinet

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Les moteurs ioniques à effet Hall d'Exotrail propulseront deux nano-satellites de la constellation ELO d’Eutelsat

Vue d'artiste d'un nano-satellite équipé d'un moteur ionique Exotrail.

© Exotrail

Le 19 février, la start-up française Exotrail a annoncé la signature d’un contrat pour fournir ses moteurs ioniques à AAC Clyde Space. Ils équiperont deux nano-satellites de la constellation ELO d’Eutelsat dédiée à l’internet des objets. Leur lancement est prévu l'an prochain.

La start-up française Exotrail a annoncé le 19 février la signature d’un contrat avec le spécialiste européen des nano-satellites AAC Clyde Space pour lui fournir des moteurs ioniques. « C’est le premier contrat commercial d’ampleur sur lequel nous communiquons », déclare David Henri, cofondateur et directeur général d’Exotrail. Dans le cadre de ce contrat, l’entreprise créée en 2017 équipera notamment deux satellites de la constellation ELO d’Eutelsat : ELO 3 et 4, dont le lancement est prévu l’année prochaine. « Pour l’instant, c'est la commande ferme, précise M. Henri. Mais d’autres projets pourraient suivre. »

Un démonstrateur sur le pas de tir

En septembre 2019, Exotrail avait déjà livré un propulseur ionique à Nanoavionics, un fabricant de nano-satellites lituanien. Initialement prévu en novembre 2019 à bord d’un lanceur indien PSLV, le lancement a été repoussé à fin mars 2020. « Tout laisse à penser que cette date devrait être la bonne, espère M. Henri. Ce test devrait livrer des résultats au deuxième ou troisième trimestre de cette année. »

Le projet de constellation ELO d’Eutelsat vise à mettre 25 nano-satellites en orbite pour l’internet des objets (IoT). Les quatre premiers satellites sont développés par Loft Orbital (ELO 1 et 2) et AAC Clyde Space (ELO 3 et 4). Leur lancement est prévu entre 2020 et 2021. « En cas de succès, les autres satellites seront ajoutés à la constellation pour atteindre 25 satellites opérationnels en 2022 », indiquait Eutelsat dans un communiqué le 24 septembre 2019.

Faible poussée, longue durée

Sur ELO 3 et 4, Exotrail fournira donc ses moteurs ioniques miniatures. Ceux-ci sont destinés à des constellations commerciales de nano-satellites qui peuvent être pour l’IoT - comme c’est le cas avec ELO -, mais aussi pour l’observation de la Terre, les télécommunications ou la défense.

La particularité des propulseurs ioniques est de fournir une poussée faible mais sur des périodes longues. A l’inverse, la propulsion chimique utilisée traditionnellement offre une forte poussée sur un temps court.

Solution modulaire

Plusieurs entreprises développent des moteurs ioniques avec des technologies différentes. Exotrail a choisi l’effet Hall. Le principe repose sur l’ionisation d’atomes de xénon par des électrons libres de haute énergie confinés par des bobines électromagnétiques. Les ions xénon sont ensuite accélérés par un champ électrique et éjectés, ce qui crée une poussée.

Les moteurs utilisés sur les satellites ELO 3 et ELO 4 seront des modèles ExoMG – nano S, les plus petits de la gamme d’Exotrail. « Nous avons une stratégie modulaire qui permet d’équiper des petits nano-satellites d'une dizaine de kilogrammes (kg) jusqu’à des satellites de 200 kg », précise M. Henri. L’entreprise dispose d’un système électrique, un système fluidique, deux moteurs – le nano et le micro – et de réservoirs de tailles différentes. En assemblant différentes combinaisons de moteurs et réservoirs, Exotrail ajuste la poussée, l’impulsion spécifique et la puissance nécessaire en fonction des besoins.

La concurrence est rude

La modularité fait partie des moyens par lesquels Exotrail souhaite se distinguer de ses concurrents, indique M. Henri. « Notre produit a aussi une meilleure poussée par rapport aux autres, ajoute-t-il. Et nous offrons à nos clients d’autres services comme l’aide à la conception et à l’optimisation de la mission. » Un échantillon de concurrents regroupe Comat ou ThrustMe côté français, mais aussi l’autrichien Enpulsion, choisi par l’entreprise française Kinéis.

Le 3 février dernier, Kinéis a levé 100 millions d’euros pour mettre en place sa constellation de 25 nano-satellites dédiés également à l’IoT spatial, un secteur en plein effervescence. Son directeur de l’innovation, Marc Leminh, indiquait alors à Industrie & Technologies que « des organismes qui font des études prospectives ont identifié qu'il y avait un marché suffisant pour faire vivre deux ou trois opérateurs spatiaux dans ce domaine ». Les premiers arrivés auront sans doute plus de chances d'en faire partie.

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