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Alerte aux déchets spatiaux : pourquoi tout ce qui n’est pas géré aujourd’hui risque de ne plus du tout l’être demain

Publié le 06 mars 2018
Il n'y a pas que sur Terre que la pollution est problématique. Les déchets spatiaux qui gravitent autour de la planète sont la source de très nombreuses inquiétudes.
Olivier Sanguy est spécialiste de l’astronautique et rédacteur en chef du site d’actualités spatiales de la Cité de l’espace à Toulouse.
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Il n'y a pas que sur Terre que la pollution est problématique. Les déchets spatiaux qui gravitent autour de la planète sont la source de très nombreuses inquiétudes.

Atlantico : A l'avenir, les scientifiques travaillant sur la conquête de l'espace devraient rencontrer un problème de taille : celui de la quantité très importante et croissante de déchets spatiaux orbitant autour de la Terre. On parle aujourd'hui de 500.000 débris moins gros qu'une bille et 20.000 plus gros qu'une balle de tennis, tous issus des fusées ou satellites envoyés dans l'espace ces 50 dernières années. Pourquoi ces débris deviennent-ils particulièrement problématiques ?

Olivier Sanguy : Les débris sur orbite sont potentiellement dangereux en raison de leur vitesse relative. En théorie, un débris qui est sur orbite tourne autour de la Terre à la même vitesse qu'un objet satellisé, par exemple la Station Spatiale Internationale (qui est à 400 km d'altitude) soit environ 28000 km/h. Donc, s'ils vont dans le même sens, la collision n'a pas lieu ou n'a pas de conséquences notables. Mais autour de la Terre, les objets ne suivent pas forcément les mêmes orbites : certaines passent par les pôles, d'autres sont peu inclinées par rapport à l'équateur, etc. Dès lors, il y a une vitesse relative importante. Imaginez-vous sur une route à 90 km/h. La voiture derrière vous ne représente pas de danger si elle est à la même vitesse que vous (j'exclue l'hypothèse où vous freinez), mais celle qui arrive à un carrefour sur votre gauche ou votre droite causera un grave accident si elle vous percute. La situation est semblable pour les débris. De plus, certains peuvent être sur orbite rétrograde, c'est à dire en sens inverse des orbites courantes. En raison de l'importance des vitesses relatives en jeu (on parle de vitesses de l'ordre de 20000 à 50000 km/h !), un petit débris peut entraîner de gros dégâts.

L'agence spatiale française, le CNES, explique ainsi qu'un objet de 1 cm aura la même énergie qu'une voiture de type berline lancée à 130 km/h ! Les satellites sont généralement conçus pour résister aux impacts de débris jusqu'à 1 cm. De plus, les systèmes de surveillance radar détectent sans trop de problème ceux de 10 cm ou plus sur orbite basse (l'orbite de l'ISS et de la plupart des satellites d'observation de la Terre). On voit donc qu'il y a donc un "trou" dans cette logique de protection entre les débris suffisamment gros pour être repérés, et pour lesquels ont peut prévoir une manœuvre d'évitement, et ceux assez petits pour être stoppés par les protections. Pour le moment, les cas de satellites mis hors service par la faute de débris restent heureusement extrêmement rares. Mais il est clair que si les débris se multiplient, les pannes causées par les collisions augmenteront au point peut-être un jour de devenir un réel problème. C'est cette situation que les agences spatiales veulent éviter. Maintenant avant de continuer, lorsqu'on parle de pollution orbitale, il faut comprendre qu'on ne met pas en danger la nature là-haut ! Ce qu'on risque, c'est de se priver de la possibilité d'exploiter l'orbite terrestre ! Toutefois, il n'y a pas à proprement parler de loi internationale imposant des normes strictes en la matière avec sanctions à la clé. Le CNES souligne ainsi que la France est le seul le pays à avoir une loi sur les débris spatiaux.

Comment escompte-t-on "nettoyer" ces débris ?

Se débarrasser des débris existants est en effet étudié. Mais en dépit de concepts intéressants, il faut savoir qu'aucune mission de nettoyage n'est en cours. Au mieux des tests ont été menés. On parle de filets, de lasers pour intercepter les débris ou les détruire. Il convient de vérifier avant tout que le remède n'est pas pire que le mal. On pense aussi à des petits satellites qui viendraient se greffer à ceux devenus incontrôlables afin de les précipiter vers l'atmosphère en toute sécurité.​ Cependant, avant de nettoyer, il faut surtout éviter d'en rajouter ! La prévention, ou ce qu'on appelle les "bonnes pratiques", est un axe majeur d'action qui peut permettre d'éviter l'augmentation des défaillances du fait des collisions. L'idée est que les lanceurs doivent être conçus pour ne plus lâcher sur orbite des éléments susceptibles de devenir des débris. Lorsque c'est possible, on programme les étages supérieurs de lanceurs pour qu'ils finissent par rentrer dans l'atmosphère pour s'y consumer. Il faut avoir la même discipline pour les satellites.

Le CNES a d'ailleurs dans ce domaine une politique très "écologique" si on peut dire puisque l'agence française suit des pratiques visant à faire rentrer ses satellites en fin de mission dans l'atmosphère pour les détruire. Un satellite incontrôlable sur orbite est effet une source de débris en puissance. Il faut comprendre qu'avec le temps, certains revêtements externes peuvent se fragmenter et donc donner naissance à des débris. Parfois, des batteries explosent et dispersent alors des morceaux du satellite. On comprend dès lors que gérer la fin de vie des satellites est une des actions les plus importantes en vue de maintenir une orbite terrestre suffisamment propre. Je vais prendre un exemple récent concret. Le prochain satellite d'observation de la Terre européen, Sentinel-3B, partira avec plus de carburant que nécessaire pour sa mission. Ce surplus va servir à 2 choses. Tout d'abord, si Sentinel-3B est opérationnel au-delà des 7 ans d'activité pour lesquels il est prévu, on pourra continuer à l'utiliser, ce qui est toujours appréciable. Surtout, à un moment, on mettra à profit le carburant en plus pour contrôler la rentrée dans l'atmosphère du satellite qui ne pourra alors plus être une source de pollution. Si les satellites suivent des orbites trop hautes pour envisager un retour dans l'atmosphère, alors on les place sur des orbites dites cimetières où ils ne risquent plus de poser de problèmes.

Un scénario catastrophe souvent évoqué est celui d'un débris venant pulvériser un objet orbitant, créant d'autres débris et entraînant une réaction en chaîne. Ce genre de scénario est-il à l'ordre du jour aujourd'hui ?

C'est ce qu'on appelle le syndrome de Kessler du nom de Donald Kessler qui a mené une étude pour la NASA en 1978. Il a démontré qu'au-delà d'un certain nombre de débris, on risquait une réaction en chaîne incontrôlable. En gros, une collision entre 2 satellites provoque de nombreux débris qui détruisent d'autres satellites, ce qui crée d'autres débris et ainsi de suite. Ce syndrome a été popularisé de façon spectaculaire avec le film Gravity d'Alfonso Cuaron avec George Clooney et Sandra Bullock en 2013. On y voit la navette spatiale américaine et la Station Spatiale Internationale détruites suite à une multiplication des collisions du fait du syndrome de Kessler. Ce scénario catastrophique n'est pas à l'ordre du jour, car avant d'en arriver là, les accidents se multiplieront au point de poser un réel problème économique. De plus, aucun des acteurs de l'exploration spatiale ne souhaite en arriver là. C'est pourquoi la logique des bonnes pratiques, donc la prévention, reste à ce jour le meilleur moyen de préserver notre accès à l'espace.

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