Des groupes privés, dont le duo Google-SpaceX et le trio OneWeb-Virgin-Qualcomm, veulent lancer à bas coût des constellations de minisatellites permettant d’accéder au Web de partout sur la planète. Leurs initiatives secouent un secteur jusque-là dominé par des sociétés bien établies exploitant, essentiellement pour la télédiffusion, les satellites géostationnaires. Le marché – celui des services fournis par Internet – est immense. Tous les acteurs en discuteront cette semaine à Genève lors de la conférence Lift15
Après la course à la Lune, après la guerre des étoiles des Etats-Unis contre l’URSS, c’est une nouvelle campagne qui se prépare dans l’espace. Plusieurs sociétés, en marge des acteurs habituels du spatial, souhaitent lancer des constellations de centaines, voire de milliers de satellites en orbite basse. Son objectif? Fournir une connexion sans fil à Internet aux trois milliards de personnes des régions moins aisées qui n’y ont que peu ou pas accès. Le sujet sera au cœur des discussions de la conférence Lift qui s’ouvre cette semaine à Genève.
Au-delà des effets d’annonces, bien des barrières restent à lever avant de voir aboutir ces vastes projets, tant financières et technologiques que réglementaires: la première bataille à laquelle se livrent ces nouveaux acteurs est celle des fréquences avec lesquelles ces myriades de satellites communiqueront. Basée à Genève, l’Union internationale des télécommunications (UIT), qui régule ce domaine, a été assaillie de requêtes d’attribution fin 2014. «Le marché global des services par Internet croît à un rythme que ne peuvent soutenir les constructeurs de systèmes terrestres, explique Richard M. David, cofondateur de NewSpaceGlobal, société d’analyse de l’industrie spatiale privée. D’où l’intérêt pour ce mode spatial de connexion.»
Mi-janvier, deux compétiteurs ont annoncé la couleur. L’entrepreneur Elon Musk, de la société SpaceX, qui construit des fusées, pourrait bénéficier d’un investissement d’un milliard de dollars de Google. But affiché: lancer 4000 minisatellites de 150 kg à 1100 km d’altitude et disposer d’une constellation en service d’ici à douze ans. Un projet estimé entre 10 et 15 milliards de dollars qui pourrait, selon Elon Musk, «faire drastiquement diminuer les coûts des communications haut débit dans le monde». Google n’en serait pas à son premier coup spatial. Le géant du Web a déjà investi dans O3b Networks, qui possède douze satellites de communication internet en orbite à 8063 km. Plusieurs experts interrogés par Le Temps jugent ainsi ce partenariat très crédible. L’intérêt de Google est évident et l’historique industriel de SpaceX solide.
Cette annonce a été faite deux jours après celle d’une autre équipe, considérée avec un peu plus de scepticisme: un ancien de Google qui fut ensuite proche d’Elon Musk, Greg Wyler, de la société OneWeb, a révélé bénéficier du soutien de Richard Branson, patron de Virgin, et du fabricant de puces informatiques Qualcomm. Il veut mettre en orbite à 1200 km 648 satellites de 125 kg capables d’un débit d’informations Terre-espace de 8 gigabits par seconde. Dès 2018, ce projet à 1 ou 2 milliards de dollars va «transformer le monde», assure Branson.
Recourir à des pléiades de satellites n’est pas nouveau; il en existe déjà, notamment celles nommées Iridium ou Globalstar. La première est formée de 66 satellites de télécommunications de 800 kg situés à 800 km d’altitude. Elle transmet déjà de l’Internet, mais lentement, avec peu de capacité. «Jadis, ces premières constellations ont souffert de ne pouvoir récupérer les gigantesques investissements de départ, autant pour la fabrication des satellites que pour leur lancement», dit José Achache, manager d’AP-Swiss, entité commune de l’ESA et du Swiss Space Office qui veut valoriser les applications liées au spatial.
Par ailleurs, des communications internet sont disponibles depuis des satellites géostationnaires; placés sur des orbites à 36 000 km, ils sont donc vus comme immobiles par rapport à la surface de la Terre, permettant des connexions stables.
«Les nouvelles constellations proposées seront en orbites basses et faciles d’accès, analyse Amnon Ginati, chef des télécommunications et applications intégrées à l’ESA. L’inconvénient reste que les satellites sont toujours en mouvement par rapport à la Terre, et doivent être équipés d’antennes mobiles.» Mais l’avantage, outre la redondance et leur capacité de haut débit, «est que la distance à la Terre est réduite, ce qui diminue le temps nécessaire à l’information pour circuler». Même s’il ne s’agit que de fractions de secondes, cet élément est crucial pour certaines applications, telles les vidéoconférences.
Cette configuration est désormais possible car la donne a changé, estime Richard M. David: «Les minisatellites ont une durée de vie plus courte, il faut pouvoir les remplacer à souhait. Or, SpaceX travaille à la mise au point de lanceurs réutilisables qui vont amoindrir les coûts de chaque lancement», divisant par deux ou trois les dizaines de millions de dollars avancés jusque-là par les agences spatiales (NASA, ESA). «Et d’autres sociétés sont actives dans le même domaine, dont Virgin Galactic, ou S3» à Payerne.
«Placer en orbite à partir du même véhicule une grappe de minisatellites qui, vu leur petite taille, seront lancés simultanément, reste un défi», tempère José Achache.
Qu’en est-il de la production en chaîne de ces objets, jugée comme incontournable vu leur nombre, mais qui tranche avec la mise au point unitaire appliquée jusqu’à aujourd’hui? «On n’y est pas encore, admet Richard M. David. Mais regardez PlanetLabs, qui a lancé 96 microsatellites d’observation de la Terre: cette société américaine a automatisé nombre de processus de fabrication.» De son côté, Elon Musk vient de révéler son intention d’ouvrir une usine de production en masse de satellites à Seattle, qui occupera des centaines d’employés.
«Chief technology officer» d’Inmarsat, leader dans les télécommunications par satellite et dès lors concerné par l’arrivée de ces nouveaux acteurs, Michele Franci estime que «la question des terminaux terrestres de ces systèmes satellitaires est souvent éludée. De tels systèmes, destinés à faire du suivi, sont encore en développement!» En observateur aguerri, Richard M. David estime à nouveau que des progrès sont en cours. Il cite la société américaine Kymeta, qui planche sur de telles antennes terrestres en utilisant des matériaux aux propriétés inédites, appelés «métamatériaux». Une approche jugée «farfelue» par José Achache, qui renvoie plutôt à «un des leaders mondiaux des antennes actives», la société ViaSat Antena Systems, née de la start-up JAST, établie dans le parc scientifique de l’EPFL puis rachetée par ViaSat.
Outre les questions technologiques, tous les concurrents doivent pouvoir disposer de canaux de fréquences pour faire circuler leurs informations. Or, ceux-ci n’existent pas en nombre infini, qui plus est sur des bandes de fréquences qui ont toutes leurs avantages et inconvénients en fonction de l’utilisation visée. Leur attribution est gérée depuis 1963 par l’UIT selon deux règles: les nouveaux satellites placés en orbite ne doivent pas créer d’interférences préjudiciables à ceux qui tournent déjà autour de la Terre, notamment sur des orbites géosynchrones éloignées. Les fréquences sont par ailleurs allouées selon le principe du «premier arrivé, premier servi».
«La date d’entrée dans la liste des demandes est importante. Cela explique pourquoi l’UIT en a reçu autant vers fin 2014, confirme Yvon Henri, chef des services spatiaux de l’institution onusienne, qui sent une certaine nervosité. C’est aux entités concernées de s’accorder selon des règles discutées en assemblée tous les trois ou quatre ans.» La prochaine aura lieu en novembre à Genève. Or, il existe peu d’études à jour qualifiant et quantifiant les interférences possibles liées à l’installation de telles constellations en orbites basses. «Leurs promoteurs assurent que les critères actuels d’attribution sont suffisants, mais les sociétés du secteur traditionnel des satellites géostationnaires en doutent.» La question ne sera pas débattue avant quelques années, aucun point en ce sens ne figurant à l’agenda de la réunion genevoise.
Les enjeux derrière cette bataille sont énormes. Au-delà du seul Internet en orbite, «le marché estimé des services à valeur ajoutée fournis par les systèmes satellitaires – qui se montait à 76 milliards de dollars en 2010 – était plus grand d’un facteur 20 que celui de la fabrication des satellites, 25 que celui des lanceurs ou 3,5 que celui des équipements au sol, dit Amnon Ginati. Il présente le plus de bénéfices possibles pour le moins de risques. C’est pourquoi l’ESA soutient aussi le développement d’applications. L’Internet spatial ajoute à ce domaine une nouvelle dimension».
Selon Richard M. David, «les grands acteurs traditionnels du domaine satellitaire doivent s’intéresser dès maintenant aux impacts qui seront générés par le changement de paradigmes lié aux constellations à bas coût, sous peine de voir «passer le train», comme certaines sociétés fabriquant les premiers ordinateurs massifs ont jadis rechigné à considérer l’avènement de l’ordinateur personnel (PC)». Michele Franci assure que, du côté d’Inmarsat, on est conscient de ces chambardements. «Il s’agit encore de les concrétiser, cela reste complexe. Mais cette évolution est très intéressante, et nous comptons profiter de tous les développements technologiques qu’elle va susciter pour améliorer nos propres produits.»
