L aéronautique et le spatial au sein du Groupe Air Liquide

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1 L aéronautique et le spatial au sein du Groupe Air Liquide Juin 2009

2 Air Liquide, partenaire privilégié de l aviation

3 Air Liquide, partenaire privilégié de l aviation Leader mondial dans le domaine des technologies de séparation des gaz de l air, Air Liquide est un partenaire privilégié de l aviation dans la conception de systèmes pour la génération de gaz à bord des aéronefs ou destinés aux applications aéronautiques au sol Des solutions globales innovantes permettant d améliorer la disponibilité et la sécurité des avions et hélicoptères Conception, développement et réalisation de systèmes de production et distribution de gaz (azote et oxygène), en s appuyant sur les technologies de rupture développées par le Groupe Des équipements et systèmes destinés à être embarqués à bord des avions et hélicoptères ou pour des applications au sol 3

4 Air Liquide, partenaire privilégié de l aviation Génération de gaz à bord des avions et hélicoptères Air Liquide conçoit et réalise des systèmes embarqués de génération et de distribution d'oxygène et d'azote. Sa gamme d'obogs fournit de l'air enrichi en oxygène pour les équipages. Sa gamme d'obiggs améliore la sécurité des avions et des hélicoptères grâce à un système d inertage des réservoirs écartant tout risque d explosion des vapeurs de carburant. Quant à sa cagoule anti-fumée, elle apporte aux personnels de bord la protection nécessaire au bon déroulement des opérations d évacuation en cas d incendie. 4

5 Air Liquide, partenaire privilégié de l aviation Services au sol pour l aviation Pour répondre aux contraintes logistiques des armées et des compagnies aériennes, Air Liquide a développé des moyens de servitude sol : générateurs mobiles pour le gonflage des pneus et des amortisseurs, ou le remplissage de capacités haute pression, des générateurs mobiles d'oxygène pour le remplissage des bouteilles pour les pilotes et les équipages Cryogénie pour l optronique Air Liquide proposons une large gamme de mini réfrigérateurs cryogéniques assurant le refroidissement en dessous de 100 K de détecteurs infrarouges pour différentes applications optroniques 5

6 Air Liquide, de la maîtrise de l air à la conquête de l espace

7 Air Liquide, partenaire historique de l aventure spatiale Air Liquide s est engagé depuis presque cinq décennies dans la grande odyssée spatiale Depuis près de 50 ans, le Groupe s est bâti une forte crédibilité dans ce domaine et a su mettre en œuvre tous les moyens permettant de garantir la fiabilité de ses équipements et la performance de son offre. Ainsi Air Liquide apporte ses compétences et son expertise dans le programme spatial européen. Cet accompagnement se fait tant au niveau de la production des gaz industriels et de la fourniture de services associés qu au niveau de la réalisation des réservoirs et équipements cryotechniques. Conception, développement et fabrication des réservoirs Air Liquide intervient dès la conception des réservoirs cryotechniques jusqu à leur intégration dans les systèmes et propose des solutions innovantes pour répondre aux défis de la science et de la conquête de l univers. Aux Mureaux, près de Paris, Cryospace, Groupement d Intérêt Economique entre Air Liquide (55%) et Astrium (45%), conçoit, développe et fabrique les réservoirs de l étage principal du lanceur qui contiennent 175 tonnes d hydrogène et d oxygène liquides ainsi que le réservoir d hydrogène liquide du nouvel étage supérieur cryotechnique. Cryospace dispose d une équipe de 150 personnes. Près de Grenoble, la Division des Techniques Avancées (DTA) du Groupe construit le sous-système hélium liquide de l étage principal ainsi que le réservoir d oxygène de l étage supérieur cryotechnique du nouveau lanceur Ariane 5 ECA, capable de propulser en orbite géostationnaire deux satellites pesant au total 9,3 tonnes. Ces réservoirs cryogéniques ont une épaisseur de l ordre de la coquille d œuf, ce qui représente une véritable prouesse technologique! 7

8 Air Liquide, partenaire historique de l aventure spatiale Fourniture des fluides de propulsion, assistance, services sur site et accompagnement jusqu au lancement Sur le pas de tir de Kourou, le Groupe a créé en 1991 Air Liquide Spatial Guyane, partie intégrante du Centre Spatial Guyanais. Les équipes spécialisées d Air Liquide Spatial Guyane (45 personnes) et les experts du Groupe apportent leur compétence à toutes les phases du programme. Air Liquide Spatial Guyane produit et assure la fourniture de l ensemble des gaz et services associés nécessaires au lancement d Ariane. Le Groupe Air Liquide est également partenaire sur les pas de tir de Merritt Island - Cape Canaveral au Etats-Unis et de Tanegashima au Japon. Les fluides de propulsion (hydrogène et oxygène liquides), L hélium stocké à l état liquide qui permet, après réchauffage, de pressuriser le réservoir principal d oxygène L hélium gazeux et l azote utilisés pour les pressurisations, mises en froid et purges. Les experts d Air Liquide rejoignent Kourou à chaque campagne de lancement et prennent en charge le contrôle des réservoirs et des équipements cryotechniques jusqu au lancement. Arianespace comme le CNES confient à Air Liquide Spatial Guyane la responsabilité de superviser la maintenance complète des équipements et de tous les flexibles qui relient le lanceur à la tour ombilicale. Air Liquide Spatial Guyane, c est aussi 57 km de canalisations dont 12 km vers le nouvel ensemble de lancement Soyouz et une production annuelle de 10 millions de litres d hydrogène et d oxygène liquide. 8

9 Air Liquide au cœur du lanceur Ariane ESC-A : Réservoirs d hydrogène liquide et d oxygène liquide Isolation de la coiffe Mesures de pression EPC : Réservoirs d hydrogène liquide et d oxygène liquide Jauges et isolation Lignes cryogéniques Réservoirs d hélium liquide 9

10 Une collaboration unique au monde Ariane : les réservoirs cryogéniques Fabrication Fabrication Livraison EADS / Astrium Isolation Intégration Transport Préparation au lancement Transport 10

11 Les chiffres clefs d Air Liquide dans l aventure Ariane Plus de heures travaillées pour chaque lanceur Durée d assemblage des réservoirs principaux : 10 mois Durée d assemblage des réservoirs supérieurs d hydrogène et d oxygène liquides : 8 mois Des centaines de contrôles effectués au cours du processus de fabrication pour garantir la conformité des matériels : dimensionnel, courant de Foucault, ressuage, rayons X, tenue en pression, étanchéité Des technologies de soudage poussées jusqu à des critères d acceptation «exceptionnels» : avant soudage, un accostage à seulement 0,4 mm près de structures de 5,4 m de diamètre et 17 m de long après soudage, aucun défaut de dimension supérieure à 1 mm accepté dans les 250 mètres de cordons de soudure de chaque réservoir principal Epaisseurs d un réservoir à oxygène et hydrogène liquides : 1,3 à 9,5 mm, soit dans l ordre de grandeur de l épaisseur d une coquille d œuf! Oxygène embarqué à chaque tir : 162 tonnes Hydrogène embarqué à chaque tir : 28 tonnes Masse des fluides transportée par les réservoirs principaux : 175 tonnes, pour une masse sèche de 6 tonnes, soit un index structural de 3% seulement! Atelier Cryospace : m² consacrés à l assemblage des réservoirs d Ariane 5 Atelier DTA : m² Un «puits de timbrage» (destiné à vérifier la conformité du réservoir par un effet impression ou timbrage), creusé dans le sol, de 35 m de profondeur et fermé par un couvercle de 280 tonnes Air Liquide Spatial Guyane : 10 millions de litres d hydrogène et d oxygène liquide produits par an 11

12 Air Liquide, partenaire des futures générations d Ariane Un acteur de la R&D sur le lanceur du futur Partenaire historique d Ariane depuis l origine, Air Liquide a contribué à toutes les évolutions successives du lanceur, d Ariane 1 à Ariane 5. Ainsi en 1987, Air Liquide est chargé d augmenter la capacité du réservoir des lanceurs et crée à Waziers (France) une nouvelle unité d hydrogène liquide destinée principalement au développement du moteur cryotechnique d Ariane 5. La Division des Techniques Avancées (près de Grenoble, en France) conçoit et réalise les chambres de simulations et les bancs d essais pour les satellites et leurs composants, avant leur lancement par Ariane. Aujourd hui, Air Liquide contribue au développement des futures générations du lanceur Ariane, en étant particulièrement pro-actif dans la recherche de nouvelles technologies pour l étage supérieur (conception et fabrication intimement liées). Aux côtés du CNES et de l ESA, Air Liquide participe ainsi aux études d avant-projet relatives aux possibles évolutions d Ariane 5, après 2015, comme aux concepts de lanceurs du futur, après Ces équipes de chercheurs et de concepteurs qui travaillent en étroit partenariat s attachent en particulier à relever les défis suivants : Etudier des technologies d étage réallumable, capables, en particulier, de mettre les satellites à poste opérationnel, ce qui permet de diminuer la propulsion propre des satellites, et donc d augmenter le poids des satellites embarqués (charges utiles). Augmenter la performance et la capacité du lanceur, Réduire le coût du lancement. L aventure Ariane est loin d être terminée 12

13 Air Liquide, partenaire des futures générations d Ariane Et demain? Le contrat de production d Air Liquide a été renouvelé la période , avec des cadences de livraison programmées de 8 pour l année 2009 puis une prévision de cadence 7 jusqu à la fin. La contribution du Groupe pour chaque lanceur représente 7 à 8% du coût du lanceur. De plus, Air Liquide participe, à travers des contrats de développement, aux études relatives aux évolutions d Ariane 5 et aux lanceurs du futur, aux côtés du CNES et de l ESA. Pour que l aventure continue, Air Liquide imagine et conçoit avec ses partenaires des axes de progrès qui permettront la croissance et les conquêtes de demain. Sur tous les fronts, Air Liquide innove pour consolider et élargir son offre au service des programmes spatiaux présents et futurs en Europe et dans le monde. Accumulant près de 50 ans d expérience et d expertise aux côtés des équipes d Ariane, Air Liquide démontre son engagement dans le spatial et la continuité de sa stratégie pour innover et repousser en permanence les frontières technologiques. Air Liquide est aujourd hui un acteur majeur au sein du programme spatial européen. Le Groupe a su développer une expertise unique au monde, tant par son périmètre d intervention que par son caractère innovant, s appuyant sur des compétences d ingénierie très fortes et une capacité permanente à innover, concevoir, développer et réaliser. 13

14 Le spatial pour Air Liquide, c est aussi du froid pour l espace De la cryogénie à la conquête de l espace Air Liquide n intervient pas seulement dans la conception, le développement et la fabrication de réservoirs pour lanceurs, mais dispose d une expertise unique dans les technologies utilisées en orbite, couramment appelées systèmes orbitaux. Dans le domaine de la cryogénie orbitale, les techniques développées par Air Liquide permettent de répondre à un large éventail de besoins : Conservation des échantillons prélevés dans l espace avec Melfi Observation du rayonnement thermique de l Univers dans une vaste gamme de longueurs d ondes (dont l infrarouge) avec les satellites Planck et Herschel Refroidissement de détecteurs infrarouges et d électroniques de télécommunication au moyen de refroidisseurs «Stirling» et «Tubes à gaz pulsés» Melfi, le frigo de l espace Le 4 juillet 2006, Melfi est monté à bord de la navette Discovery pour rejoindre son port d attache, la Station Spatiale Internationale dans laquelle il était opérationnel dès le 19 juillet. Il s agit d un cryoréfrigérateur visant à conserver jusqu à - 95 C des échantillons biologiques et divers prélèvements scientifiques ou résultats d expériences avant leur retour sur Terre. Air Liquide a conçu et a développé la turbomachine de production de froid qui constitue la partie dynamique de Melfi et dont la vitesse de rotation atteint tours par minute! Les spécialistes du Groupe ont relevé un véritable défi pour concentrer dans un tout petit volume des équipements que l on trouve habituellement dans des installations industrielles, tout en assurant le haut degré de fiabilité et de sécurité requis pour les vols habités. 2 août 2006, Jeffrey N. Williams, astronaute de la NASA, introduit des échantillons biologiques dans le cryoréfrigérateur MELFI, un équipement installé à bord de la Station Spatiale Internationale 14

15 Le spatial pour Air Liquide, c est aussi du froid pour l espace Du grand froid à bord des satellites Air Liquide réalise les équipements de cryogénie indispensables aux fonctionnements des satellites pour l observation de la terre ou des missions d astrophysique. Ainsi, Air Liquide a équipé les satellites Planck et Herschel en fournissant : pour Herschel : le réservoir principal de 2400 litres à l étanchéité parfaite pour assurer le confinement à la température de 1.6 Kelvin (env. -273,15 C très proche du zéro absolu) de l hélium superfluide, ainsi que les lignes de transport d hélium, et les boucliers thermiques isolant réservoirs et instruments. Réservoir d hélium superfluide du satellite Herschel Refroidisseur à dilution pour le satellite Planck pour Planck : un réfrigérateur à dilution d hélium développé en collaboration avec le CNRS et l IAS, qui permet d atteindre une température de 0,1K au niveau des détecteurs de l instrument HFI. Une fois en fonctionnement, ce réfrigérateur deviendra alors le point le plus froid de l espace. C est la première fois que cette technologie est qualifiée pour une utilisation spatiale. Pourquoi d aussi basses températures? Ces satellites vont sonder les profondeurs de l univers où règne une température de seulement 3K. Pour mesurer un signal précis, leurs détecteurs doivent êtres refroidis à une température plus basse encore. Les systèmes cryogéniques embarqués à bord de Planck et Herschel, en s approchant de la limite de 0K, le zéro absolu, vont permettre les observations les plus fines. Ces deux satellites ont décollé avec succès à bord d un lanceur Ariane 5 le 14 mai 2009 afin de rejoindre le second point de Lagrange situé à 1,5 million de kilomètres de la terre. 15

16 L aventure spatiale : chronologie 1961 : Air Liquide crée Eurospace pour accompagner l Europe dans la course spatiale 1964 : Création du Centre Spatial Guyanais 1967 : Air Liquide construit la première unité de production d hydrogène liquide pour l industrie spatiale 1973 : Naissance du programme Ariane à Bruxelles. DTA est aussitôt associé à la conception du lanceur 1979 : 1er lancement d Ariane : Air Liquide construit l unité de production d hydrogène liquide la plus importante d Europe à Waziers (France) et assure l approvisionnement en hydrogène liquide d Ariane par transports transatlantiques (sur des barges) 1988 : Premier lancement d Ariane : Création de Cryospace 1991 : Création d Air Liquide Spatial Guyane pour répondre aux besoins en oxygène, azote, hydrogène et hélium du lanceur Ariane : Premier lancement d Ariane : 100ème vol d Ariane 1998 : Développement des réservoirs du nouvel étage supérieur cryotechnique (ESC) d Ariane 5 par Cryospace et DTA 2001 : Livraison des premiers exemplaires des réservoirs du nouvel étage supérieur cryotechnique (ESC) 2006 : 5 tirs Ariane 5 ECA (version à étage supérieur cryotechnique, la plus puissante) dans l année 2007 : Augmentation conséquente des cadences de livraison 2008 : A la demande du CNES, Air Liquide participe à HX, programme de démonstration technologique destiné à préparer l évolution du lanceur Ariane à plus long terme 2009 : Nouveau contrat pour Ariane qui prévoit la livraison de 35 lots de réservoirs pour la période Lancement de Planck et Herschel, les technologies innovantes d Air Liquide sont implantées au cœur même de ces deux satellites scientifiques sans lesquelles ils ne pourraient fonctionner 16

17 Le cercle vertueux de l innovation technologique De la cryogénie au spatial Air Liquide dispose depuis de longues années d une maîtrise de la cryogénie extrême. C est une des technologies cœur de métier du Groupe largement utilisée pour séparer et produire les gaz industriels et médicaux. C est donc naturellement qu Air Liquide a su répondre aux défis technologiques lancés par le domaine spatial. Ainsi, Ariane 5 est le seul lanceur au monde qui dispose d un stockage d hélium liquide, pari proposé par la Division des Techniques Avancées du Groupe en 1992 pour permettre de pressuriser le réservoir d oxygène liquide de l étage principal. Pour le projet Melfi, Air Liquide a utilisé une technologie de turbomachine développée pour ses liquéfacteurs des gaz de l air sur terre et l a adaptée au domaine spatial. du spatial au terrestre En parallèle, les programmes spatiaux permettent en particulier des sauts technologiques utilisables dans d autres domaines. A partir de l expertise acquise dans la conception des réservoirs d hydrogène liquide pour Ariane, Air Liquide développe aujourd hui les réservoirs d hydrogène liquide, embarqués à bord de voiture, les plus performants du monde en termes de masse d hydrogène stocké par rapport à la masse totale du réservoir. Cet hydrogène qui alimente un pile à combustible permet de propulser la voiture avec, pour seule émission, de l eau. Cette innovation permet aujourd hui au Groupe de disposer d une expertise unique et de coordonner des programmes européens sur le thème de la mobilité propre, comme les programmes Hychain et Horizon Hydrogène Energie (H2E). 17

18 Les Technologies Avancées : repousser les frontières et ouvrir de nouveaux marchés

19 Les Technologies Avancées au sein du groupe Air Liquide Outre 8 centres de R&D, le groupe Air Liquide dispose d un pôle mondial de Technologies Avancées qui compte près de 800 collaborateurs en Europe, Amérique du Nord et Asie. Ce pôle répond à l une des valeurs fondamentales d Air Liquide : le développement des technologies du futur. Dans des domaines de pointe, allant de la cryogénie à l espace en passant par la protection de l environnement et les nouvelles énergies, Air Liquide propose une large palette d expertises et de solutions. Ce pôle regroupe : Medal - Delaware Etats-Unis, créé en 1988 développe des membranes de séparation des gaz permettant la production d'azote, la purification d'hydrogène ou la séparation du dioxyde de carbone American Combustion (ACI) - Georgia Etats-Unis, créé en 1985, développe des équipements avancés pour la combustion à l oxygène pur pour la sidérurgie ou l industrie des métaux non-ferreux La Division des Techniques Avancées à Sassenage, près de Grenoble, en France mais également en Chine et au Japon, répond à l une des valeurs fondamentales du Groupe : l innovation technologique Cryospace, GIE (Air Liquide 55%- Astrium 45%) créé en 1988, installé aux Mureaux (France) et qui développe et fabrique les réservoirs pour le lanceur européen Ariane 5 Axane, start up créée en 2001 au sein du groupe Air Liquide, dédiée au développement de la pile à combustible à Sassenage (France) 19

20 L innovation chez Air Liquide 224 millions d euros consacrés à la recherche, l innovation et les technologies (2008) R&D : plus de chercheurs de 25 nationalités différentes 8 principaux centres de R&D (Europe, États-Unis, Japon) Plus de 100 partenariats industriels et plus de 120 collaborations avec les universités et les centres de recherche Une division dédiée aux Technologies Avancées avec 800 collaborateurs en Europe et aux Etats-Unis 200 à 250 innovations brevetées chaque année (soit un brevet par jour) 2640 innovations brevetées en vigueur Trois axes majeurs de Recherche & Développement en phase avec les attentes de la société contemporaine : «pour une vie plus saine» «dans un monde communicant» «pour un environnement durable» En 2007, Air Liquide a ouvert un nouveau Centre de Recherche et Technologies aux Etats-Unis, à Newark (Delaware) 20

21 Le groupe Air Liquide en bref Leader mondial des gaz pour l industrie, la santé et l environnement Présent dans 75 pays collaborateurs 8 centres de Recherche & Développement, 5 centres d Ingénierie, plus de 200 brevets déposés chaque année L innovation et la technologie au cœur du développement : 1 million de clients, dans les secteurs industriels les plus divers et dans les métiers de la santé. Les gaz sont indispensables à la vie quotidienne actionnaires individuels qui détiennent 38% du capital. 35% d investisseurs institutionnels non français, 26% d investisseurs institutionnels français. Des relations de confiance et transparence avec ses actionnaires depuis plus de 100 ans Un engagement dans le développement durable : responsabilité envers l actionnaire, sécurité et préservation de l environnement, engagement social et humain, innovation et progrès technologique Chiffre d affaires 2008 : 13,1 milliards d euros Résultat net 2008 : 1,22 milliard d euros 21

22 Air Liquide, plus de 100 ans d innovation et de développement 1902 : Georges Claude et Paul Delorme mettent au point un procédé de liquéfaction de l air afin d en séparer les composants. Premières gouttes d air liquide et création de la société du même nom. Paul Delorme en est le premier président : Début de l expansion internationale, d abord en Belgique et au Japon, mais aussi au Canada : Air Liquide fait son entrée à la Bourse de Paris : Après la guerre, Jean Delorme, deuxième président du Groupe, s attache à remettre en route, rénover, développer l outil industriel : Début de l activité Grande industrie et création de réseaux de canalisations irriguant plusieurs grands bassins industriels dans le monde : Début de l aventure spatiale : Déploiement aux Etats-Unis avec l acquisition de Big Three et implantation dans de nombreux pays, notamment en Europe et en Asie : Création d Air Liquide Santé : une structure, des équipes, une offre de gaz médicaux, matériels et services, totalement dédiées au secteur médical, d abord à l hôpital, puis au domicile des patients, puis au secteur de l hygiène : Rachat des activités de Messer Griesheim à Trinité et Tobago, au Canada, en Egypte, en Argentine et au Brésil : Création d une co-entreprise avec BOC au Japon : Japan Air Gases (JAG), renforçant la présence du Groupe sur le marché extrême-oriental : Acquisition des actifs de Messer Griesheim en Allemagne, au Royaume-Uni et aux EtatsUnis : Intégration réussie des activités de Messer, développement de la Grande Industrie, et notamment de l hydrogène, accroissement de la présence dans les nouveaux territoires, performance du métier de la Santé, développement de la technologie et de l innovation : Air Liquide s implante au Koweit et renforce sa présence au Japon avec l acquisition de 100% de Japan Air Gases (JAG) après avoir racheté les 45% qu il ne détenait pas : Air Liquide annonce l acquisition de la société Linde Gas UK au Royaume-Uni et finalise le rachat à Linde des quatre co-entreprises dont Air Liquide assurait déjà le management en Asie du Sud-est : Soxal (Singapour), Eastern Industrial Gases (Thaïlande), Vietnam Industrial Gases (Vietnam) et 50% de Brunox (au Brunei, avec un partenaire local). en Afrique du Sud, Air Liquide élargit son portefeuille de technologies en faisant l acquisition de la société d ingénierie allemande Lurgi. Air Liquide s implante en Serbie et en Algérie et fait l acquisition de Scott Specialty Gases aux Etats-Unis : Air Liquide lance son programme stratégique ALMA pour accélérer sa croissance à moyen terme et réaliser son ambition d être le leader reconnu de son industrie. 22

23 L Air Liquide S.A., Société anonyme pour l étude et l exploitation des procédés Georges CLAUDE au capital de ,50 euros. Siège social : 75, Quai d Orsay Paris Cedex 07 Tel : +33 (0) RCS Paris Pour tout renseignement complémentaire, merci de contacter : Direction de la Communication Corporate Corinne Estrade-Bordry + 33 (0) Garance Bertrand + 33 (0) Direction de la Communication Technologies Avancées Europe Dominique Lecocq + 33 (0)