Espace et développement durable

Depuis l'espace, les observations réalisées par les satellites représentent une source irremplaçable d'informations globales pour comprendre, atténuer et s'adapter aux changements climatiques. A l'aide des satellites dédiés, les scientifiques observent, dans l'espace et dans la durée, les sols, la couverture végétale, les glaces, les mers et les océans ainsi que l'atmosphère. Ces programmes d'observation de la Terre, comme Spot, Jason, Météosat, etc., fournissent aux chercheurs des données dynamiques indispensables à la validation et à l'alimentation des modèles d'évolution du climat.

L'impact local, national, du changement climatique en cours, qui résulte majoritairement de l'augmentation des gaz à effet de serre dans l'atmosphère, ne pourra pas être estimé sans données globales collectées par satellite.

La prévision du temps repose sur les observations, l'interprétation des données et la modélisation numérique. Pour des observations de qualité, deux grandes familles de satellites météorologiques sont utilisées.

La première, celle des géostationnaires comme ceux de la famille Météosat ou ses successeurs MSG, est installée à 36 000 km d'altitude. Ils gardent la même position par rapport à la Terre et surveillent en permanence la portion du globe qui leur fait face. C'est cette image qui, projetée chaque soir depuis des décennies dans les journaux télévisés de 20 h, a changé la perception de notre planète. On y voit l'Europe, l'Afrique et l'Atlantique Est, soit plus de 40% du globe, et l'on comprend, grâce à cette vision large, le mécanisme global d'une situation météorologique : anticyclones, perturbations, dépressions, fronts, etc.

La seconde famille, celle des satellites à défilement, est placée sur une orbite polaire qui varie de 600 à 1500 km d'altitude, et fournit des observations précises qui nourrissent les modèles opérationnels des prévisionnistes météo. De façon générale, les données satellitaires augmentent considérablement la quantité d'informations recueillies au sol ou en mer et améliorent nettement la fiabilité des prévisions météo.

L'impact d'un lancement comme Ariane 5 ou Soyouz sur l'environnement est très limité : les produits issus de la combustion sont concentrés autour de la trajectoire puis se diffusent dans l'atmosphère ; les quantités estimées sont trop faibles pour avoir un impact. A titre de comparaison, la pollution en équivalent CO2 pour 5 lancements AR5 est équivalente à un aller-retour Paris-Cayenne en Boeing 747.

Les effets sur l'environnement font néanmoins l'objet d'une surveillance permanente, aussi bien par le CNES que par des laboratoires indépendants. Ainsi, lors de chaque lancement d'Ariane 5, un "plan de mesure environnement" est activé ; il ne prévoit pas moins de 100 points de mesures (qualité de l'air, qualité de l'eau, qualité des sédiments, suivi de la végétation et de la faune aquatique, suivi de l'avifaune, etc.) soit 600 échantillons !

Au fil des ans, les 690 km² du CSG sont même devenus une sorte de réserve pour la faune sauvage. La chasse y étant interdite et les entrées contrôlées, les espèces bénéficient d'une réelle tranquillité. Ce lieu unique en Amérique du Sud attire des chercheurs du monde entier.

Des réflexions sont en cours sur la conception des futurs engins spatiaux pour inciter la communauté spatiale à développer et à utiliser les technologies les plus respectueuses de l'environnement, comme par exemple la recherche d'un carburant très peu polluant pour le futur lanceur Ariane ou encore des satellites qui disparaîtront en totalité lors de leur rentrée dans l'atmosphère en fin de vie.

Le CNES mène toutes ses activités dans le cadre d'un système de management environnemental certifié ISO 14001 ; que ce soit ses achats, la construction de bâtiments, les opérations mettant en ½uvre des produits dangereux à Toulouse et à Kourou en Guyane... Des règles de sécurité strictes sont appliquées. En effet, la Loi spatiale, qui donne un cadre de travail aux opérateurs spatiaux, exige de leur part une surveillance de l'ensemble des impacts environnementaux lors des opérations spatiales, sur Terre et dans l'Espace.

Il n'y a rien qui dure toujours !

Et les satellites ont une durée de vie limitée par leurs réserves d'énergie, de carburant et, pour ceux qui circulent sur une orbite basse, par l'atmosphère qui va les freiner et provoquer à terme leur rentrée sur Terre. Certains satellites resteront donc des millions d'années en orbite - c'est le cas des géostationnaires à 36 000 km d'altitude - tandis que d'autres se détruiront dans l'atmosphère. Durant cette traversée des couches atmosphériques, les matériaux chauffent intensément et une grande partie est détruite. Mais il reste parfois des éléments qui résistent à la rentrée du fait de leur forme et la nature des matériaux qui les composent (acier, titane, composite). Si la rentrée est contrôlée, c'est-à-dire que le satellite peut être piloté et orienté jusqu'à sa dernière orbite, il est guidé vers une zone non habitée comme un océan. Si la rentrée est "naturelle", c'est-à-dire non guidée par l'homme, il est difficile de prévoir où tous les débris de l'objet entrant vont retomber. A ce jour, plus de 20 000 objets d'une taille supérieure à 10 cm sont rentrés sur Terre sans jamais faire de victime. Avec 70% de la surface du globe couverte par des océans et de nombreux déserts et zones inhabitées, le risque lié à la retombée d'objets est très faible, bien plus que celui lié à la rentrée de météorites.

La surveillance des débris spatiaux sur le plan national est assurée par le CNES dont l'expertise est mondialement reconnue. Cette surveillance s'exerce grâce à des radars au sol comme le système GRAVES, développé par l'Onéra et mis en ½uvre par l'armée de l'air ; il permet de suivre la trajectoire de près de 2 000 objets en orbite basse. Des télescopes sont également utilisés, comme le système TAROT du CNRS qui est positionné sur le plateau de Calern dans l'arrière pays niçois et dont une des missions est le suivi des objets en orbites géostationnaire et géosynchrone.

Que fait-on des satellites usagés au CNES ?
Podcast audio (à télécharger en mp3)
http://podcasts-cnes.fr/tag/passivationelectrique/

Depuis le début de l'ère spatiale, le 4 octobre 1957, plus de 7 000 satellites ont été lancés. Près de 4000 russes, 2000 américains et... 74 français !

Si la Chine et le Japon, avec près de 150 satellites chacun, pointent maintenant au rang de "puissance spatiale", les Etats-Unis restent, en ce début de 21e siècle, les premiers opérateurs de lancements commerciaux. Il ya donc eu depuis 1957 plus de 4600 lancements dans le monde et, de toutes les charges mises en orbite, il ne reste aujourd'hui qu'environ 900 satellites actifs. Ce qui signifie qu'au fil des années des dizaines de tonnes de matériels ont été abandonnées en attendant une lente dégradation ou une destruction dans l'atmosphère. Pour une grande part, ces satellites morts sont connus, positionnés avec précision et ne présentent aucun risque. Le problème est celui des débris générés par des explosions en orbite et des collisions. Les évaluations récentes comptabilisent environ 15 000 objets d'une taille supérieure à 10 cm qui sont suivis régulièrement par des radars ou des télescopes au sol. La population des débris spatiaux atteint aujourd'hui un niveau qui justifie la mise en place de mesures permettant de préserver l'avenir de l'activité spatiale.

Dans ce domaine encore, la France, à travers le CNES, travaille avec les autres agences spatiales à définir des mesures de prévention. Ces mesures consistent principalement à gérer la fin de vie des satellites et des étages de fusées en les faisant retomber dans l'atmosphère ou en les transférant sur des zones parking. Pour la France, ces mesures font maintenant partie de la Règlementation Technique imposée à tous les opérateurs dans le cadre de la Loi sur les Opérations Spatiales.