Etherion
Conception et tests d’un nouveau moteur plus grand et plus puissant.
1500N de poussée
10 bar (145 psi) of chamber pressure
LOX/ETH
Trois nouveaux injecteurs.
Regenerative cooling
Thrust vector control
Contrairement à son prédécesseur, conçu par impression 3D, Etherion est un moteur spécifiquement développé pour l’usinage.
Son développement s’articule autour de deux objectifs majeurs : la puissance et l’efficacité économique.
Après la mise en fonctionnement réussie d’un premier moteur l’an dernier, nous avons entrepris une réduction des coûts associés à la chambre de combustion afin de concentrer nos efforts sur l’exploration de nouvelles innovations, tant au niveau de la chambre elle-même que d’autres composants externes. La nouvelle chambre de combustion, de dimensions supérieures à celle de l’Arrax, permettra une augmentation de la puissance du moteur et intégrera des canaux de refroidissement torsadés.
Par ailleurs, nous visons à étudier les performances du moteur à l’aide de trois nouveaux prototypes de plaques d’injection. Un allumeur torche, spécialement conçu pour Etherion, sera également intégré afin de fiabiliser la séquence d’allumage.
Le moteur est composé de 4 pièces:
- La chambre de combustion sur laquelle sont usinés les canaux de refroidissement.
- La jacket qui permet de fermer les canaux et de faire l’étanchéité du système de refroidissement.
- 2 Saddles qui permettent d’orienter l’eau de refroidissement vers le bas du moteur avant de remonter par les canaux.
Refroidissement Régénératif
Le refroidissement utilisé sur le moteur Etherion repose sur le même principe que celui développé pour le moteur Arrax, à savoir une circulation de fluide dans des canaux longeant la chambre de combustion afin d’en limiter l’échauffement.
Cependant, contrairement à un refroidissement régénératif classique où l’un des ergols (généralement le carburant) circule dans ces canaux avant d’être injecté dans la chambre, le système d’Etherion utilise de l’eau comme fluide de refroidissement. Le circuit de refroidissement est ainsi entièrement indépendant de la fluidique des ergols.
Les canaux et la chambre restent modélisés à l’aide d’un programme Python développé en interne, permettant de générer automatiquement leurs dimensions à partir de paramètres définis.
À gauche, nous présentons la trajectoire de l’eau de refroidissement ainsi que l’évolution de sa vitesse au sein des canaux. La diminution progressive de cette vitesse s’explique par les pertes de charge liées à l’écoulement dans les canaux. À droite, on observe la variation de la densité du fluide : en absorbant la chaleur de la chambre de combustion, l’eau se réchauffe, ce qui entraîne une diminution de sa densité.
En dessous, le profil de température au niveau de la paroi du moteur et dans les canaux de refroidissement est présenté, mettant en évidence l’efficacité du système de gestion thermique mis en place.
Ignition
L’allumage d’un moteur-fusée constitue une phase critique du processus de combustion. Une mauvaise synchronisation entre l’initiation de l’allumage et l’arrivée des ergols dans la chambre peut entraîner un hard start, caractérisé par une surpression résultant de la combustion brutale d’une quantité excessive d’ergols. L’allumage nécessite la présence d’une source initiale (flamme ou étincelle) afin d’amorcer la combustion.
Dans le cadre du projet Arrax, un allumeur à cartouche pyrotechnique avait été utilisé. Cette année, un nouvel allumeur de type torche a été conçu afin d’être intégré à la chambre via l’injecteur de carburant.
Baptisé Ignis, cet allumeur vise à fiabiliser la séquence d’allumage grâce à une flamme plus stable, plus énergétique et positionnée de manière plus stratégique au sein du moteur. En effet, la cartouche pyrotechnique employée sur Arrax était située en sortie de tuyère, tandis qu’Ignis sera implanté directement au niveau de l’injection des ergols, améliorant ainsi l’efficacité et la maîtrise de l’allumage.
Injection
L’injecteur triplet constitue le premier des trois concepts d’injection développés pour le moteur Etherion. Les deux autres architectures, l’injecteur coaxial swirl et l’injecteur à plaque d’impact (splash-plate), seront étudiées et finalisées au cours de la période 2026–2027.
Comme son nom l’indique, cet injecteur repose sur une configuration en triplets d’orifices. Chaque triplet est composé de trois canaux d’injection distincts : deux dédiés à l’éthanol (carburant) et un à l’oxygène liquide (comburant).
Ces orifices sont orientés de manière à ce que les jets d’ergols convergent vers un point d’impact commun à l’intérieur de la chambre de combustion. À cet endroit, la collision des jets provoque une atomisation du mélange, fragmentant les fluides en fines gouttelettes. Cette pulvérisation favorise une augmentation significative de la surface d’échange entre le carburant et le comburant, améliorant ainsi la rapidité et l’efficacité de la combustion.
La qualité de cette atomisation est un paramètre clé des performances du moteur : une distribution homogène et fine des gouttelettes permet une combustion plus complète, plus stable et plus efficace, tout en limitant les pertes et les phénomènes d’instabilité.
L’injecteur est directement intégré à la tête de la chambre de combustion, assurant l’acheminement et la distribution des ergols dans des conditions optimales avant leur inflammation.
Le débit massique des ergols est principalement piloté par la pression dans les réservoirs (système à alimentation pressurisée), ce qui impose une conception précise des orifices afin de garantir les bons rapports de mélange et les conditions d’injection adaptées.
À la suite de plusieurs campagnes d’essais menées au début de l’année 2026, des difficultés significatives ont été rencontrées concernant le système d’allumage Ignis. Ces problématiques ont conduit à une incapacité à réaliser l’allumage du moteur Etherion avant la fin de l’année scolaire.
En parallèle, une révision du banc d’essai a été entreprise. Cette intervention était indépendante des problèmes d’allumage et visait à reprendre la ligne fluidique d’oxygène liquide (LOx), qui nécessitait une refonte afin d’améliorer sa fiabilité et ses performances.
L’injecteur ayant désormais été caractérisé avec succès, les efforts peuvent à présent se concentrer sur l’amélioration du système d’allumage.
Dans ce contexte, le développement d’une seconde version d’Ignis a été engagé. Cette nouvelle itération vise à garantir un allumage fiable et reproductible du moteur dans les conditions nominales d’utilisation.
En conséquence, le calendrier du projet a été ajusté : le premier essai à feu statique (static fire) du moteur Etherion est désormais envisagé au plus tôt pour le début de l’année 2027.
Le moteur Etherion est testé sur le même banc d’essai et utilise le même système de contrôle vectoriel de poussée (Thrust Vector Control, TVC) que le projet Arrax.
Par conséquent, pour une description détaillée de ces infrastructures et de leur fonctionnement, il convient de se référer à la documentation associée au projet Arrax.