Construire une fusée avec les principes de l’agilité ? Il semblerait que ce soit possible et même plus efficace…

L’approche classique

Mon propos n’est pas ici de critiquer une approche qui a largement fait ses preuves depuis plus de soixante ans. J’essaye juste de montrer qu’il existe d’autres façon de faire – comme nous le montre SpaceX. Et que cela semble donner aussi de bons résultats. Pour illustrer la démarche classique, voyons comment la nouvelle Ariane 6 a été conçue.

  • Lancement des études en juin 2009.
  • Définition d’une architecture de 2012 à 2014 aboutissant à une version finale en décembre 2014.
  • Juin 2016 : première revue de conception.
  • Décembre 2017 : lancement de la phase de production
  • Premier vol prévu au deuxième semestre 2021.

Bien entendu, de nombreux tests ont été réalisés tout au long de la conception, notamment sur les moteurs. Cependant, à ce jour, aucun ensemble intégré n’a volé ni même été testé.

Ariane 6 en version 64 avec 4 boosters à poudre

Pendant la même période, SpaceX sera passé du lanceur Falcon-1 (670 kg en orbite basse) au Falcon Heavy (63,8 tonnes en orbite basse). Ariane 6, quant à elle, est prévue pour mettre 21,6 tonnes en orbite basse.

Intérêt de l’agilité

Par essence, la conquête de l’espace est un domaine à forte incertitude et risques importants. La NASA a par exemple recensé dans un document intitulé « Bioastronautics Roadmap: A Risk Reduction Strategy for Human Exploration of Space » quarante-cinq risques majeurs liés à la santé, la sécurité et les performances d’un équipage durant une mission spatiale. La longue liste des graves accidents survenus lors de missions habitées et la quantité d’échecs lors de de lancements non habités témoignent s’il en est besoin de la difficulté à maîtriser le lancements de fusées.

Et quelle approche a fait ses preuves depuis de longues années dans un contexte incertain et risqué ? L’agilité bien sûr.

Vision

S’il y a une chose qu’on ne peut pas enlever à Elon Musk, c’est d’avoir de la suite dans les idées. Il veut faire de l’humanité une espèce interplanétaire et pour lui la première étape, c’est de coloniser Mars. Et pour ça, il faut y aller. La vision est clairement posée.

Démarche incrémentale et amélioration continue

SpaceX a donc un but : aller sur Mars. Tout ce qu’ils font sont des étapes progressives vers ce but. Cependant, ils ne consacrent pas beaucoup de temps à planifier plus d’une ou deux étapes à l’avance. La preuve la plus évidente en est la mise à niveau et le changement constant des installations. Jusqu’à présent, cette stratégie fonctionne car ils sont dans une démarche de recherche et développement permanente pour améliorer en continue leurs solutions. Il y a de fortes chances que s’ils essayaient de planifier les choses trop longtemps à l’avance, cela les enfermerait dans des options au final non optimales.

De gauche à droite : Falcon 1, Falcon 9 et Falcon Heavy

Éviter la sous-traitance

Contrairement à la plupart des entreprises du spatial, SpaceX conçoit, développe, fabrique et exploite ses lanceurs et les infrastructures au sol – voire en mer pour ce qui est des bateaux-drones qui récupèrent les éléments réutilisables du lanceur Falcon 9. C’est en partie vraie seulement pour les infrastructures au sol car SpaceX utilise largement le port spatial Cap Canaveral de la NASA. Cependant, ce que nous voyons-là, c’est une approche visant à maîtriser l’ensemble du flux de valeur afin de l’optimiser globalement, et pas localement. Et bien sûr, cela permet à SpaceX de ne pas être dépendant de sous-traitants donc de maîtriser en interne les compétences critiques et les délais.

Fail fast, learn fast

C’est en faisant des erreurs qu’on apprend. Cet adage de la culture Lean-Agile, SpaceX l’applique dans tous ses projets avec une certaine réussite.Le dernier en date, la conception de son « Starship », ne déroge pas à la règle.

Ainsi, un premier prototype « grasshoper » – très éloigné du concept final – a été testé avec succès en août 2019 et est grimpé jusqu’à une altitude de … 150 mètres, avant d’atterrir sans encombre. Cela peut faire sourire mais on peut aussi imaginer toutes les informations et l’expérience que SpaceX accumule lors de ce genre d’essais.

L’entreprise a ensuite entrepris la construction d’une série de prototypes qui doit l’amener progressivement vers le design final de son Starship. La plupart ont été détruits d’une façon ou d’une autre : lors de la mise en pression des réservoirs, lors de l’allumage du moteur etc. A chaque fois, de nouvelles connaissances sont apprises. Le dernier essai en date a été un succès avec le prototype SN5 qui a réussi à s’élever lui aussi à 150 mètres. L’objectif à court terme de l’entreprise est d’être capable de faire plusieurs vols par jour afin d’apprendre à maîtriser la réutilisation du lanceur. En effet, il doit être capable de faire plusieurs lancements par jour une fois en exploitation. Encore un principe Lean : si c’est difficile, il faut le faire le plus souvent possible pour que ça devienne une habitude.

Et boom ! On a appris quelque chose.

Aptitude à pivoter

Les changements de conception sont quelque chose de très difficile et très risqué dans l’industrie du spatial. Il suffit de voir le planning de réalisation d’Ariane 6 pour s’en convaincre. Et pourtant SpaceX « pivote » fréquemment dans ses choix de conception, ce qui témoigne d’un process très rapide du design au test réel. Il faut savoir que ce Starship utilise plusieurs innovations en rupture avec les habitudes du secteur. Évidemment, comme nous venons de le voir, cela nécessite un apprentissage continu et de belles explosions.

Par exemple, SpaceX a complètement changé sa conception du Starship. Au départ, ils avaient l’intention d’utiliser la fusée Falcon Heavy pour lancer une capsule vers Mars. Puis ils ont imaginé le concept du « Starship ». Les premiers designs s’appuyaient sur une coque en fibre de carbone mais cette approche était trop coûteuse. La solution finalement retenue est un alliage d’acier inoxydable, ce qui est nouveau pour l’industrie spatiale. Pourtant, quelques mois seulement après ce changement, SpaceX a produit son premier prototype.

De même, les moteurs du Starhip étaient initialement propulsés à l’oxygène et l’hydrogène liquide. Bien que ce type de propulsion soit la plus efficace actuellement, elle a deux gros inconvénients : elle coûte cher et les combustibles sont difficiles à produire en quantité, surtout sur Mars… Donc en 2012 SpaceX décide de passer à des moteurs à oxygène et méthane liquide. L’utilisation du méthane liquide a pour but de rendre possible la production de carburant sur la Lune et sur Mars. Nous voyons bien que tout cela participe de la vision de départ. Pour coloniser Mars, il faut y aller et en revenir à moindre coût. L’utilisation du méthane facile à produire sur place y contribue. En effet, cela permettra de réduire la masse au décollage depuis la Terre en embarquant moins de carburant.

Réutilisation

La réutilisation du matériel, des méthodes et des idées est au cœur de la démarche de SpaceX. Rendre les lanceurs réutilisables a été l’un de ses objectifs dès le début. Ainsi, SpaceX est la première entreprise à construire des fusées de classe orbitale réutilisables. Le Starship sera bien entendu aussi réutilisable. Le même véhicule sera utilisé également pour les missions lunaires, le lancement de satellite et … des vols intercontinentaux sur Terre. En effet, SpaceX envisage de relier toutes les grandes villes du monde en moins de trente minutes.

Comme nous le verrons dans le prochain paragraphe, être capable de concevoir un lanceur réutilisable n’est pas de tout repos et nécessite beaucoup d’essais et d’échecs (dans la bonne direction, bien sûr).

Célébrer les échecs

S’il y a bien une pratique qui révèle une culture d’entreprise profondément agile, c’est la célébration des échecs. SpaceX est passé maître en la matière, transformant ses échecs en autant d’occasion de se faire connaître. Et comme en témoigne la vidéo ci-dessous, ils sont devenus experts dans l’art de l’échec.

Résultat

Les faits parlent d’eux-mêmes. La NASA a contracté avec deux entreprises pour assurer ses vols vers la station spatiale internationale : SpaceX et Boeing. SpaceX a déjà envoyé avec succès une capsule avec deux astronautes et prévoit le premier vol commercial en octobre de cette année. Boeing est toujours en train de préparer un vol de démonstration sans astronaute après le demi-échec du premier vol de démonstration.

Je n’en ai pas parlé ici mais SpaceX utilise bien entendu une approche agile pour ses développements logiciels. Et ça n’a apparemment pas été si facile à mettre en œuvre, ainsi que cet excellent article le relate.

Bien entendu, je n’ai abordé ici qu’un aspect de de la réussite de l’entreprise, sous l’angle de l’agilité. Pour être exhaustif, il faudrait par exemple prendre en compte le fait que la NASA et l’US Air Force financent largement l’entreprise, ce qui a certainement aidé à son développement rapide.

Références

A propos de cette série d’articles sur l’histoire de l’agilité

Au travers de cette série d’articles, j’explore une approche différente de l’histoire de l’agilité. Pour beaucoup d’entre nous, l’agilité, c’est avant tout les quatre valeurs et les douze principes du Manifesto. Cependant, le Manifesto est surtout une formulation communément admise de théories et pratiques pré-existantes. L’ordre des articles n’est pas chronologique, il dépend uniquement de l’inspiration du moment et du temps disponible… N’hésitez pas à donner votre avis !

Tous les articles de cette série