L’Europe spatiale face aux grands défis sociétaux et au New Space

Il n’y a que le spa­tial qui puisse contri­buer simul­ta­né­ment à la défense, à la recherche scien­ti­fique, aux solu­tions de connec­ti­vi­té, à la com­pré­hen­sion de l’environnement, aux pré­vi­sions météo­ro­lo­giques et au rap­pro­che­ment des Euro­péens en les fai­sant tra­vailler ensemble. L’in­dus­trie euro­péenne semble avoir bien pris le virage du New Space et celui de la digitalisation. 

Quelle indus­trie peut contri­buer simul­ta­né­ment à la sécu­ri­té et à la défense, à la recherche scien­ti­fique, aux solu­tions de connec­ti­vi­té, à la com­pré­hen­sion de l’environnement et du chan­ge­ment cli­ma­tique, aux pré­vi­sions météo­ro­lo­giques et au rap­pro­che­ment des Euro­péens en les fai­sant tra­vailler ensemble sur des pro­jets ambi­tieux, si ce n’est le spatial ? 

C’est un motif de fier­té et une source de pas­sion pour les femmes et les hommes qui tra­vaillent à ces grands des­seins. À titre d’illustration, pre­nons trois défis très dif­fé­rents que la filière spa­tiale euro­péenne peut contri­buer à relever. 

Premier défi, comprendre notre environnement et le changement climatique

Les ECV (variables cli­ma­tiques essen­tielles) sont des quan­ti­tés phy­siques, chi­miques ou bio­lo­giques défi­nies par la conven­tion-cadre des Nations unies sur les chan­ge­ments cli­ma­tiques et qui, ana­ly­sées iso­lé­ment ou par groupes, per­mettent de carac­té­ri­ser le cli­mat de la Terre. 

Plus de la moi­tié de ces ECV ne peuvent être mesu­rées que par des satel­lites grâce à la répé­ti­tion de leurs sur­vols et à leur vaste cou­ver­ture au sol. 

À ce jour, nous ne connais­sons pas les quan­ti­tés de dioxyde de car­bone émises et absor­bées dans de nom­breuses régions du globe, alors même que le gaz car­bo­nique d’origine humaine est le res­pon­sable prin­ci­pal de l’effet de serre addi­tion­nel dû à l’homme.

Mesurer le CO₂ dans toute l’atmosphère

Pour remé­dier à cela, la France, grâce à l’impulsion du Cos­pace (Comi­té de concer­ta­tion État indus­trie sur l’espace), a déci­dé de déve­lop­per le satel­lite Micro­carb à l’occasion du som­met cli­mat de Paris (COP 21). 

“Nous ne connaissons pas les quantités de dioxyde de carbone émises et absorbées dans de nombreuses régions du globe”

Air­bus Defence and Space en réa­li­se­ra l’instrument, com­por­tant un téles­cope et un spec­tro­mètre fonc­tion­nant sur trois lon­gueurs d’onde et repo­sant sur l’utilisation d’un réseau à échelle pour assu­rer la dis­per­sion spectrale. 

Le satel­lite, lan­cé vers 2020, sera ain­si capable de mesu­rer la teneur en CO₂ sur l’ensemble de la colonne atmo­sphé­rique avec une grande pré­ci­sion (de l’ordre d’une par­tie par mil­lion). Il per­met­tra d’obtenir, sur des pixels de 5 km par 6 km, la teneur en CO₂ de l’atmosphère de toute la pla­nète tous les quinze jours pen­dant au moins cinq ans, afin d’alimenter et d’enrichir les modèles. 

Ce pro­gramme très ambi­tieux du fait des per­for­mances deman­dées, avec notam­ment une masse de seule­ment 200 kg, per­met­tra de fran­chir une étape indis­pen­sable avant le déve­lop­pe­ment d’un sys­tème euro­péen, basé sur une constel­la­tion de satel­lites qui sera capable de dis­tin­guer les émis­sions anthro­piques des flux natu­rels et donc de mesu­rer les effets des efforts des nations pour amé­lio­rer leur bilan carbone. 

Deuxième grand défi : la connectivité partout, tout le temps

Un satel­lite, lan­cé vers 2020, sera capable de mesu­rer la teneur en CO₂ sur l’ensemble de la colonne atmo­sphé­rique avec une grande pré­ci­sion (de l’ordre d’une par­tie par mil­lion). © Sasa Kadrijevic

Pas ques­tion pour la géné­ra­tion Y, et celles qui suivent, de ne pas dis­po­ser d’accès de qua­li­té à l’Internet par­tout et à tout moment, chez soi ou en dépla­ce­ment. Or, plu­sieurs études récentes (Aka­mai, Com­mis­sion euro­péenne) démontrent que la France figure par­mi les der­niers du clas­se­ment euro­péen en matière de débit moyen pour accé­der à l’Internet.

Le Pré­sident de Répu­blique a sou­hai­té que toute la popu­la­tion fran­çaise ait un accès à très haut débit (30 Mbit/s) à l’Internet d’ici à 2022. En par­ti­cu­lier, il a affir­mé « envi­sa­ger les com­plé­men­ta­ri­tés tech­no­lo­giques » entre la fibre optique, le mobile et notam­ment l’Internet mobile ou le satel­lite, jugeant « impos­sible de tenir la pro­messe de tirer de la fibre dans tous les loge­ments de la Répu­blique ». « Cette pro­messe est inte­nable tech­no­lo­gi­que­ment et finan­ciè­re­ment », a‑t-il insisté. 

Une couverture exhaustive des territoires

De fait, une com­po­sante satel­li­taire est indis­pen­sable pour atteindre ces objec­tifs de cou­ver­ture exhaus­tive du ter­ri­toire, rapi­de­ment et à un coût raisonnable. 

L’industrie fran­çaise pro­duit désor­mais des satel­lites géo­sta­tion­naires à très haut débit avec des charges utiles flexibles, qui sont par­ti­cu­liè­re­ment bien adap­tés à ce type d’objectif, en par­ti­cu­lier dans les pays comme la France où cer­taines régions sont peu den­sé­ment peu­plées. Pour res­ter connec­té à bord de bateaux ou d’avions, le satel­lite reste par ailleurs la solu­tion la plus effi­cace et bien sou­vent la seule possible. 

Enfin, la plu­part d’entre nous ignore qu’un smart­phone accède chaque jour aux don­nées et ser­vices de plus d’une qua­ran­taine de satel­lites (syn­chro­ni­sa­tion de réseaux de télé­com­mu­ni­ca­tions, pré­vi­sions météo­ro­lo­giques, cartes et plans, infor­ma­tions internationales…). 

Une jour­née sans satel­lites aurait sur nos socié­tés un impact aus­si impor­tant qu’une jour­née sans auto­mo­bile ou sans électricité. 

Troisième grand défi : l’alimentation

Le défi d’une ali­men­ta­tion durable peut sem­bler a prio­ri très éloi­gné des contri­bu­tions de la filière spa­tiale, qui pour­tant per­met de culti­ver plus et mieux sans polluer. 

Grâce à des modèles agro­mé­téo­ro­lo­giques, et à trois images satel­lites prises à des moments clés de la crois­sance des plantes, Farm­star, ser­vice inno­vant unique au monde, four­nit aux agri­cul­teurs abon­nés des pré­co­ni­sa­tions d’apports en engrais dans chaque zone de leurs par­celles, c’est-à-dire la juste quan­ti­té d’azote qui sera absor­bée par les plantes. Le résul­tat est que le ren­de­ment est maxi­mi­sé avec la juste quan­ti­té de fer­ti­li­sants, qu’ils soient d’origine bio­lo­gique ou chi­mique, limi­tant donc la pol­lu­tion des sols. 

Dans les bas­sins d’emploi de Farm­star, on observe une baisse du taux de nitrates dans les eaux sou­ter­raines, consé­quence logique de l’absorption par les plantes de la tota­li­té de l’azote épan­du. À ce jour, plus de 800 000 hec­tares de cultures (blé, orge, col­za et tri­ti­cale) sont pilo­tés avec le sou­tien de Farm­star (qui per­met en outre de pré­ve­nir le risque de verse et de détec­ter des maladies). 

L’irruption du New Space : défi ou opportunité ?

L’industrie spa­tiale euro­péenne a eu à faire face à un défi d’une tout autre nature : l’irruption du New Space dont les entre­pre­neurs cherchent à créer la rup­ture pour par­ve­nir à faire du busi­ness sur des mar­chés spa­tiaux dont les bar­rières d’accès sont éle­vées avec des acteurs établis. 

S’agissant des mar­chés ins­ti­tu­tion­nels, le total des bud­gets spa­tiaux dans le monde s’élève à quelque 80 mil­liards d’euros par an. Plus de la moi­tié de ces mon­tants sont inves­tis par les seuls États-Unis dont la poli­tique en la matière se résume en deux mots space domi­nance, ce qui explique le niveau de leur enga­ge­ment budgétaire. 

L’Europe, elle, inves­tit près de 7 mil­liards d’euros (Union euro­péenne, Agence spa­tiale euro­péenne et États en direct) sous l’impulsion de poli­tiques com­mu­nau­taires et natio­nales. Il y a donc une dif­fé­rence d’échelle (presque un fac­teur 10) et d’homogénéité : face à des « États-conti­nents » tels que les États-Unis ou la Chine, l’Europe demeure un « conti­nent d’États ».

En regard des 80 mil­liards d’euros de bud­gets annuels, le mar­ché commercial/export acces­sible (ser­vices de lan­ce­ment, satel­lites de télé­com­mu­ni­ca­tions et équi­pe­ments) avoi­sine les 8 mil­liards d’euros, et ce mal­gré l’essor des acti­vi­tés com­mer­ciales depuis les années 1980 et l’irruption du New Space. 

L’espace reste donc majo­ri­tai­re­ment « ins­ti­tu­tion­nel » et au ser­vice de mis­sions éta­tiques (défense, science, explo­ra­tion, météo…). 

Des marchés très disputés

Les mar­chés commerciaux/export sont eux âpre­ment dis­pu­tés par les entre­prises de tous les pays qui se sont dotés d’une indus­trie spa­tiale. En par­ti­cu­lier par l’industrie spa­tiale manu­fac­tu­rière fran­çaise qui y réa­lise plus de la moi­tié de son chiffre d’affaires. Cette répar­ti­tion est unique au monde, la plu­part des entre­prises des autres pays dépen­dant bien plus des bud­gets publics. 

L’industrie euro­péenne, et tout par­ti­cu­liè­re­ment l’industrie spa­tiale fran­çaise, est lea­der sur la plu­part des seg­ments de mar­ché grâce à la fia­bi­li­té recon­nue de ses solu­tions et à l’introduction d’innovations qui per­mettent une dif­fé­ren­cia­tion qui ne soit pas uni­que­ment en termes de prix (satel­lites à pro­pul­sion élec­trique, pla­te­formes de très grande capa­ci­té per­met­tant de réduire le coût du méga­bit par seconde, nou­velles tech­no­lo­gies et approches de déve­lop­pe­ment et de pro­duc­tion déri­vées du pro­gramme de méga­cons­tel­la­tions, charges utiles flexibles s’adaptant à la demande en télé­com­mu­ni­ca­tions, téles­copes com­pacts en car­bure de sili­cium, gyro­scopes à fibre optique, ventes de satel­lites, sys­tèmes et services…). 

Eutel­sat 172B, pre­mier satel­lite tout élec­trique non amé­ri­cain, construit par Air­bus Defence and Space pour le compte d’Eutelsat et lan­cé par Aria­nes­pace, opé­ra­tion­nel depuis octobre 2017

Des acteurs du New Space en France

L’industrie fran­çaise, com­pé­ti­tive et capable de prendre des risques compte tenu de sa grande expo­si­tion aux mar­chés com­mer­ciaux et export, a su prendre le virage du New Space. Ain­si plu­sieurs entre­prises fran­çaises au pre­mier rang des­quelles Air­bus Defence and Space avec de nom­breux équi­pe­men­tiers ont gagné les appels d’offres mon­diaux rela­tifs au seg­ment spa­tial de One­Web (constel­la­tion de 900 satel­lites pour accé­der à l’Internet dans le monde entier). La rapi­di­té, les objec­tifs de coût requis trans­forment en pro­fon­deur les entre­prises qui par­ti­cipent à cet effort : il y a désor­mais des acteurs du New Space en France. 

Le New Space offre donc une oppor­tu­ni­té de trans­for­mer toute notre filière du don­neur d’ordre à l’équipementier. Il ne faut pas s’y trom­per, aux États-Unis le New Space a une face cachée : la mobi­li­sa­tion de moyens éta­tiques consi­dé­rables (de nom­breux sous-sys­tèmes et tech­niques étaient dis­po­nibles, déjà tes­tés dans les tech­no­lo­gies de l’information et le spa­tial), des cahiers des charges réduits au mini­mum quand ils existent, et la créa­tion d’un cadre juri­dique favo­rable pour n’en men­tion­ner que quelques-uns. 

La pression du tout numérique

Une par­tie de l’industrie spa­tiale fran­çaise a entre­pris sa trans­for­ma­tion ; cepen­dant l’absence de GAFA euro­péens doit inquiéter. 

“Un smartphone accède chaque jour aux données et services de plus d’une quarantaine de satellites”

En Europe, l’industrie des tech­no­lo­gies de l’information est très frag­men­tée (3 ou 4 opé­ra­teurs par pays, et même si la capi­ta­li­sa­tion bour­sière de Tele­fo­ni­ca a pu dépas­ser 100 mil­liards d’euros, elle reste cinq fois plus faible que celle d’Alphabet/Google). Or la filière spa­tiale a d’ores et déjà besoin de cloud et d’instruments du big data et elle peine à trou­ver des offres aus­si effi­cientes en Europe que les solu­tions offertes aux États-Unis. 

L’évolution de la filière spa­tiale, grâce à la pres­sion concur­ren­tielle, à la digi­ta­li­sa­tion, au New Space va pas­ser par une trans­for­ma­tion des acteurs publics et pri­vés, une inter­pé­né­tra­tion tou­jours plus grande avec le monde des tech­no­lo­gies de l’information.

Une filière en pleine transformation

Le sec­teur spa­tial est deve­nu une part inté­grante de la digi­ta­li­sa­tion de nos socié­tés : il per­met de pro­duire et de trai­ter des don­nées (dont cer­taines inac­ces­sibles depuis le sol), de syn­chro­ni­ser les réseaux et de trans­fé­rer des données. 

Les solu­tions spa­tiales ont désor­mais inves­ti la qua­si-tota­li­té des sec­teurs de l’économie et contri­buent de manière par­fois mécon­nue aux réponses à de grands défis sociétaux. 

Le New Space intro­duit des rup­tures : l’industrie spa­tiale fran­çaise s’y adapte mais la trans­for­ma­tion de toute la filière est en marche.

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