Allumage par résonance des moteurs-fusées

Construire un moteur-fusée fonctionnel est une chose, mais le faire démarrer de manière stable et reproductible est un véritable exploit technique. Quiconque s'est déjà retrouvé coincé dans une voiture qui ne démarrait pas connaît cette frustration, mais une fois lancé, un moteur a généralement tendance à fonctionner. En effet, l'état d'arrêt d'un moteur est complètement différent de son état de marche, et pour le faire fonctionner, il faut lui fournir de l'énergie afin de déclencher la combustion.
Alors que l'Europe s'oriente vers des lanceurs réutilisables, les technologies nécessaires pour allumer de nouveaux moteurs de fusée, mais aussi pour les rallumer en vol, sont en cours de développement. La société Exploration, basée à Bordeaux, en France, a présenté un type d'allumage innovant, qui utilise uniquement les propergols.

Allumage par résonance – principes de base

L'allumage par résonance produit des ondes à haute fréquence à l'intérieur d'une cavité profilée. Lorsque les ondes interagissent, elles résonnent et chauffent les propergols jusqu'à ce qu'ils s'enflamment. Au lieu de recourir à une étincelle, à un dispositif pyrotechnique ou à une torche à plasma, le système crée des ondes de pression auto-amplifiées qui augmentent rapidement la température des gaz propergols.
Les mélanges de propergol sont injectés sous forme gazeuse dans une cavité à travers une « buse à résonance ». Si la forme de la buse et de la cavité est parfaitement adaptée, les propergols rebondissent d'avant en arrière dans la cavité et produisent des ondes acoustiques stationnaires : une onde de gaz se déplaçant dans une direction rencontre l'onde revenant dans la direction opposée.
Ces ondes se heurtent à des points appelés nœuds, ce qui entraîne des fluctuations de pression élevées et augmente la température du gaz. Les ondes stationnaires sont le moyen par lequel les instruments à vent tels que les flûtes produisent des notes, et ce phénomène est également utilisé dans les casques à réduction de bruit, où des ondes sonores opposées sont envoyées pour annuler les bruits indésirables. Vous pouvez même créer votre propre onde stationnaire en essayant de produire une note en soufflant de l'air sur le goulot d'une bouteille.

Allumeurs à résonance haute fidélité réglés avec précision pour moteurs de fusées réutilisables

La société The Exploration Company étudie ce phénomène comme une nouvelle technique pour démarrer ses moteurs-fusées, ne nécessitant aucun dispositif d'allumage externe, juste une tuyère à résonance et une cavité. L'avantage des allumeurs à résonance est qu'ils peuvent être utilisés à plusieurs reprises, qu'ils consomment peu d'électricité, qu'ils ne nécessitent aucune pièce supplémentaire et qu'ils sont donc légers. Les technologies actuelles pour les moteurs-fusées utilisent des bougies d'allumage qui nécessitent une tension élevée, des bougies de préchauffage qui ont besoin de temps pour chauffer ou des allumeurs à torche.

La première campagne d'essais s'est achevée en novembre 2025 et a démontré l'efficacité de la technologie, permettant à The Exploration Company de développer un savoir-faire sur le fonctionnement du dispositif et de mieux comprendre la géométrie nécessaire à un allumage rapide, répétable et efficace.
Ils ont testé différentes configurations et analysé les modes d'allumage. Les données issues de cette campagne d'essais permettront de développer une autre version du dispositif qui sera intégrée dans les précombustions du programme de moteurs à forte poussée à cycle de combustion étagé de The Exploration Company.
L’essai a été réalisé dans le cadre d’un contrat de 9 millions d’euros avec l’Agence spatiale européenne, au titre de l’initiative Technologies pour les systèmes de transport spatial réutilisables à forte poussée (Thrust!).