17 juin 2022

Comment l’espace inspire et façonne notre quotidien ?


Etes-vous déjà entrés dans la station spatiale Mir ? C’est une expérience assez fabuleuse que l’on peut vivre à la Cité de l’espace à Toulouse. Une fois franchie la passerelle qui mène à la station, un profond sentiment d’étrangeté nous envahit. Le quotidien que nous connaissons tous y est transfiguré.

L’espace incarne cet autre monde étrange, infini, souvent fantasmé. Pourtant, par bien des aspects, il s’est imposé depuis les années 1960 comme le compagnon invisible de notre quotidien. Géolocalisation, agriculture de précision ou encore télécommunications : comment l’espace a-t-il inspiré et façonné les innovations majeures de notre siècle ?

1957, la conquête spatiale amorce de profondes transformations

Tout a commencé un 4 octobre 1957.

Ce jour-là une nouvelle ère s’ouvre avec la mise en orbite de Spoutnik 1. 12 ans plus tard, le monde entier assiste aux premiers pas de l’homme sur la lune. Une prouesse permise grâce aux premiers satellites de télécommunications lancés entre temps, permettant ainsi la première diffusion mondiale de l’événement.

 

Quand les satellites sont entrés dans nos vies

En 1965, un cylindre de 35 kilos à peine entre en orbite géosynchrone. Il s’appelle « Early Bird » et il est le premier satellite de télécommunications commercial à être mis en service.

Pendant 4 ans, il fournit les liaisons directes entre Etats-Unis et Europe, utilisées pour la télévision ou le fax. Avec une capacité de 240 circuits téléphoniques ou d’1 canal pour la télévision, cet objet relativement petit a permis de refaçonner nos modes de vie. D’un coup, il abolissait la distance ainsi que le temps nécessaire pour la parcourir.

À partir des années 60, il est rejoint par une constellation de satellites qui va transformer notre quotidien : le système GPS (Global Positioning System). Initialement appelé TRANSIT, ce système de positionnement par satellites était destiné aux militaires américains. Ce n’est qu’en 1995 que ce système devient opérationnel pour des applications civiles avec l’impact que l’on connaît sur nos vies modernes.

 

De l’aérospatial à l’espace familial, 5 exemples de transferts d’innovations

Rome ne s’est pas fait en un jour : la conquête de l’espace non plus !

Pour conquérir ces nouveaux territoires et réaliser ces exploits, des efforts de R&D importants ont été nécessaires. Une part non négligeable de ces efforts a porté sur la sécurisation des voyages et des voyageurs. Si le transfert de ces technologies de l’aérospatial à notre quotidien a parfois pris du temps, il n’en a pas moins eu un impact notable.

Voici plusieurs exemples d’innovations issues de la conquête spatiale, aujourd’hui intégrées à notre quotidien.

5_innovations_-_espace

Ces applications démontrent combien la conquête spatiale a ouvert le champ des possibles en matière d’innovations technologiques. À des échelles différentes, elle a introduit dans notre quotidien de nouvelles habitudes de consommation.

Et si l’espace nous offrait un immense réservoir d’innovation ? Pour preuve, intéressons-nous de plus près aux satellites qui ont façonné les grands bouleversements technologiques de ces dernières années.

Géolocalisation : quand l’espace guide nos pas

La géolocalisation fait partie intégrante de nos vies, au point de les avoir profondément transformées. N’oublions pas que la conception et le développement de ce système sont intimement liés à l’espace.

Guider ses déplacements grâce au GPS

Le premier outil embarqué d’aide à la navigation à usage civil voit le jour au début des années 1990.

Le fonctionnement du GPS repose sur la trilatération. Le système de positionnement fournit au récepteur (ordinateur de bord d’une voiture, téléphone, ordinateur, etc.) les coordonnées de longitude et latitude d’au moins 4 satellites en simultané. La combinaison des mesures permet de fournir une position ou une altitude d’une précision de l’ordre d’une dizaine de mètres.

Le système de navigation GPS est intégré dans les véhicules civils neufs à partir des années 1990. Sa généralisation n’intervient que dans les années 2000, dans un contexte de réduction des coûts.

Depuis lors, la précision et la miniaturisation n’ont fait qu’augmenter permettant à la géolocalisation de dépasser sa vocation initiale de guidage. Utilisée par de nombreuses applications, elle conditionne la création de nouveaux services et de fonctionnalités augmentées, en même temps qu’elle enrichit les bases de données cartographiques terrestres, maritimes ou spatiales.

Ces utilisations quotidiennes reposent sur une précision de l’ordre de plusieurs mètres. Certaines applications professionnelles de pointe requièrent quant à elles d’évoluer vers des échelles de précision centimétrique (topographie, génie civil), millimétrique (sismologie, volcanologie, agriculture de précision.

La géolocalisation au service de l’agriculture

Le cas de l’agriculture de précision est particulièrement intéressant à cet égard. Elle a pour vocation d’optimiser la gestion d’un terrain à trois niveaux :

  1. Environnemental : pour limiter la diffusion de pesticides et d’engrais à sa juste dose
  2. Agronomique : pour augmenter la granularité dans la gestion des parcelles
  3. Économique : afin d’optimiser le rendement du terrain.

Pour ce faire, des technologies innovantes doivent être mobilisées, telles que la localisation par satellite et le numérique.

La précision des données de géolocalisation associée à leur stockage et interprétation via des outils numériques permet d’établir par exemple des « cartes de fertilités » extrêmement précises. Celles-ci peuvent ensuite conditionner la stratégie d’occupation des parcelles. S’il est encore réservé aux grandes exploitations agricoles, ce système devrait se démocratiser dans les prochaines années dans un contexte de baisse des prix.

Les multiples applications de la géolocalisation

Les applications des dispositifs de géolocalisation sont multiples et ne se limitent ni à l’agriculture ni aux mobilités.

Il faudrait évoquer les applications en matière de gestion des ressources en eau, de collecte de données sur l’océan ou encore de préservation de la faune sauvage par l’observation de leurs déplacements.

C’est ainsi que nous pouvons suivre, en temps réel, les déplacements de Rio, flamant rose parrainé dans le cadre de notre démarche RSE à travers le programme Adopte un Flamant des Amis de la Tour du Valat.

 

Carte des déplacements de Rio

Un système efficace mais faillible

Indépendamment de son succès, ce système est loin d’être infaillible. Erreur de positionnement, erreur de guidage, problème d’appréciation des distances… nous avons tous rencontré des « bugs » avec notre GPS.

Certaines des explications à ces dysfonctionnements nous viennent de l’espace :

  • Soumis à des rayonnements solaires et cosmiques ainsi qu’à des flux de particules, les composants électroniques des satellites sont parfois endommagés en dépit de leurs protections.
  • La désynchronisation des horloges des satellites et du récepteur, même minime, peut engendrer une erreur d’appréciation des distances considérable.
  • Les ondes radiofréquences émises par les satellites ne se propageant pas à la même vitesse durant la traversée de l’atmosphère, cela peut entraîner une erreur sur la précision de la position indiquée.

 

Météorologie : comprendre la Terre grâce à l’espace

Nous les consultons chaque jour ou presque. À la télévision, à la radio, sur smartphone, tablette ou ordinateur : depuis bien longtemps déjà, les prévisions météorologiques ont envahi notre quotidien.

Jusque dans les années 1960, les prévisions météorologiques étaient données par des stations météo installées sur terre ou en mer. Elles étaient donc aléatoires et parcellaires car les stations étaient à la fois peu nombreuses et inégalement réparties sur le globe.

C’est pourquoi les satellites météorologiques ont profondément bouleversé ce secteur. Le fait de pouvoir offrir une couverture complète du globe, en direct, a permis de suivre, caractériser et anticiper une multitude de phénomènes météorologiques.  

Voici quelques exemples de transformations liés à la mise en orbite des satellites météorologiques.

  • Suivi des épidémies : Les données fournies par les satellites météorologiques permettent d’anticiper les zones de propagation des épidémies. Considérons le cas du paludisme. Grâce aux données satellitaires, on est en mesure d’identifier les conditions favorables à la reproduction des moustiques (ils sont vecteurs de la maladie) et d’alerter les autorités sanitaires.
  • Aléas climatiques & agriculture : grâce aux informations météorologiques de précision, les agriculteurs peuvent adapter leurs activités et prévenir les intempéries.
  • Prévisions numériques : si les prévisions numériques de la météo sont apparues bien avant les satellites, leur développement a permis d’améliorer la prévision. Les données satellitaires offrent des observations plus précises sur des zones bien plus larges.

Ce n’est plus à prouver : notre vie sur terre est profondément impactée par les apports et applications issus de la conquête spatiale. Et demain, comment l’espace continuera-t-il d’influencer et de transformer nos modes de vie ?

 

L’espace, creuset des innovations de demain

Par bien des aspects, il semblerait que l’aérospatial se situe à un tournant : la présence de nouveaux acteurs ainsi que l’émergence d’enjeux environnementaux et de nouvelles connaissances scientifiques l’impactent profondément.

L’arrivée à maturité de certaines technologies couplée à la mise en œuvre d’importants travaux de R&D permettent d’imaginer de nouvelles applications. À tel point que, plus que jamais, de nombreuses innovations qui façonneront l’avenir semblent devoir venir de l’espace.

 

Les nanosatellites, l’espace à portée de main ?

Nés à la fin des années 1990 outre-Atlantique, les nanosatellites sont des satellites de très petite taille, pesant entre 1 et 25 kgs. Leurs dimensions associées à un faible coût de développement et surtout de lancement expliquent leur succès : ils offrent un accès à l’espace à moindre frais ! À titre d’indication, il faut 50 à cent fois plus d’argent pour envoyer un satellite de plus grande taille.

 

nanosatellite nexeya

Grâce à leur potentiel, ils ont conquis aussi bien le secteur spatial, que le monde universitaire ou encore le secteur commercial. Ainsi, estime-t-on que plus de 600 devraient être lancés par an dans les prochaines années.

Cette miniaturisation des satellites n’est pas sans conséquences. D’une part, elle impose des performances limitées que les acteurs tentent de contrecarrer en créant des constellations de nanosatellites. Ce qui, là encore, n’est pas anodin, comme nous en avions parlé ici. L’envoi de nanosatellites en grand nombre ne résout pas non plus la question de la qualité de l’observation ou des télécommunications.

Les applications sont pourtant nombreuses de l’environnement à la météorologie en passant par la surveillance maritime. Ce dernier point offre un bon exemple des applications multiples et des services rendus par les nanosatellites. Ainsi, ils facilitent l’observation des bateaux de pêche permettant aux Etats de repérer toute pêche illégale et aux pêcheries de localiser leurs flottes.

Avec les nanosatellites, on assiste d’une certaine façon à une désacralisation de la conquête de l’espace : l’espace devient plus accessible, sa conquête et sa compréhension sortent des grands centres spatiaux pour se rapprocher des écoles grâce aux projets pédagogiques et du monde des start-up. Ainsi, le premier nanosatellite français mis en orbite l’a été par des étudiants de l’Université de Montpellier, donnant naissance au Centre Spatial Universitaire de Montpellier.

 

Développer le potentiel du spatial grâce aux politiques publiques

À travers l’exemple des nanosatellites, on observe le potentiel d’innovation infini que nous offre l’espace. En faisant émerger des problématiques nouvelles, il nous encourage à réinventer nos modèles, nos pratiques et nos outils.

Conscientes de ce potentiel, les agences gouvernementales encouragent et financent l’innovation dans le domaine du spatial.

Il ne s’agit pas ici d’énumérer l’ensemble des dispositifs, subventions et appels à projets. Simplement de rappeler que les start-up et PME du domaine peuvent bénéficier de différents leviers de financement.

En 2021, un appel à projets « Les applications spatiales : Tremplin pour l’économie et la société » a notamment permis d’identifier des ponts entre les innovations développées pour le spatial et leurs applications possibles dans nos quotidiens.

Les sous-thèmes proposés par les Conseils Régionaux témoignent du vaste champ des possibles offert par ces innovations : aménagement en montagne, gestion des ressources en eau, surveillance maritime, gestion des flux logistiques, préservation des ressources naturelles, gestion de la pollution, pour n’en citer que quelques-uns.

 

En définitive, on comprend que si l’espace à conquis nos vies c’est avant tout parce qu’en faisant naître de nouveaux besoins, il nous a permis d’explorer de nouveaux territoires d’innovation.

Ces innovations ont eu tôt fait de redescendre sur Terre pour transformer notre quotidien par l’arrivée de nouveaux services et produits.

C’est pourquoi aujourd’hui, nous sommes conscients du potentiel de la conquête spatiale pour notre avenir. Infini, il constitue peut-être l’une des plus grandes réserves mondiales d’innovation.

 

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Auteur(s)
Aline Roche-Noury
Aline Roche-Noury
Responsable Communication & Développement
Contributeur(s)
Cyndie Poulin Anthony Hervé

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