Et si la vraie vedette du premier tir commercial d’Ariane 6 n’était pas la fusée elle-même, mais son passager ? Le 3 mars, le lanceur européen devait mettre en orbite, à 800 km d’altitude, le troisième satellite espion de la famille CSO (composante spatiale optique) des armées françaises. Le satellite CSO-3 doit rejoindre ses deux frères déjà en orbite, CSO-1 positionné à 800 km d’altitude également et CSO-2, à environ 480 km d’altitude. Ces deux derniers avaient été lancés respectivement en 2018 et 2020.
C’est peu de dire que les militaires l’attendent avec impatience pour gagner en efficacité sur le champ de bataille. «Ces satellites vont nous permettre de bénéficier d’images d’extrême haute résolution», se félicite-t-on du côté de l’armée. La grande muette se refuse toutefois de divulguer la résolution atteinte.
Elle précise toute de même l’avantage opérationnel que peuvent en tirer ses services de renseignement.«Si vous voulez regarder les bateaux à Vladivostock, avec une image à 50 cm ou 80 cm de résolution, cela suffit pour voir si les bateaux sont là. Si vous voulez voir ce qui se passe sur une base d’essais de tir militaire en Corée du Nord, là, vous avez besoin d'une précision extrême pour voir le missile», explique l'ingénieur général de l'Armement Michel Sayegh, en charge des programmes spatiaux à la direction générale de l’armement (DGA).
30 ans d'expertise en observation spatiale
Les CSO sont le fruit de plus de 30 ans d’expérience française dans le domaine des satellites d’observation de la Terre. Comme l'illustre un expert industriel, ils équivalent à un passage de la télévision en noir en blanc à la télévision en couleurs... et en relief ! Les images des premiers satellites d’observation militaires, les Helios 1A et Helios 1B, lancés dans les années 1990, étaient en effet en noir et blanc et prises uniquement en journée. Avec la famille CSO, les images sont en couleurs, prises de jour comme de nuit grâce à l’exploitation de l’infra-rouge. Autre atout, la combinaison des images d’une même scène peut donner un effet relief… utile pour frapper une cible. «Des modèles numériques précis de cible pour le guidage terminal des missiles de croisière profitent de la capacité de CSO à réaliser des prises de vues en mode stéréo permettant d’obtenir des images 3D», précise le ministère des Armées.
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Comment arrive-t-on à une telle performance ? Pour améliorer la résolution, la géométrie et la dimension des miroirs de l’instrument optique font une différence de taille. Lois de l’optique oblige, plus le miroir principal de l’instrument est grand, plus fine est la résolution. Les CSO permettent ainsi d’embarquer un miroir de plus d'un mètre de diamètre, nettement plus grand que ceux emportés par les satellites de précédente génération.
D’où un véritable défi industriel pour produire un miroir d’une telle taille. «Pour avoir les meilleures performances, le miroir doit être conçu et fabriqué de telle sorte qu’il conserve sa géométrie malgré les écarts thermiques extrêmes auxquels il est soumis dans l’espace», explique Bertrand Denis, vice-président chez Thales Alenia Space, en charge de l’observation de la Terre, qui a fabriqué les instruments optiques des CSO.
Pour tenir cette contrainte, le fabricant du miroir, Thales SESO, une filiale du groupe Thales basée à Aix-en-Provence (Bouches-du-Rhône) exploite une céramique dite Zérodure. Le polissage de la surface du miroir nécessite une précision extrême avec une tolérance sur les dimensions de l’ordre de l’angström, soit 1/10e de milliardième de mètre ! Un savoir-faire que peu d’entreprises maîtrisent au niveau mondial.
L’autre pièce essentielle de l’instrument optique est son récepteur. C’est là que convergent les rayons lumineux après leur réflexion sur le miroir et où les photons sont transformés en signaux électriques. Pour être capable de traiter une plus grande quantité d’information, ce capteur travaille avec des bandes de fréquences plus larges.
Thales Alenia Space a fait appel à plusieurs partenaires pour sa conception : Lynred pour sa maîtrise des technologies infrarouge, Pixalys et Sodern pour leurs technologies dans le domaine des capteurs et détecteurs dans l’optique visible ainsi que STMicrolectronics pour ses capacités de fondeur. Avec une mémoire informatique dopée, chaque satellite est capable de prendre plusieurs centaines d’images par jour.
Les successeurs des CSO déjà en route
L’agilité du satellite lui-même contribue également à ses performances. CSO se veut en effet plus manoeuvrable que ses prédécesseurs. Le satellite est équipé d’un dispositif ingénieux (et secret) qui lui permet de déporter son viseur de son axe central pour pointer vers la zone voulue grâce à un mouvement de roulis maîtrisé sur son orbite. Résultat : il peut prendre un maximum de clichés d’une même zone en un temps très rapproché. En combinant ces photos, il est alors possible d’obtenir le fameux effet 3D.
Les satellites CSO tirent enfin avantage de leur évolution en mini constellation à différentes orbites. Avec trois satellites d’observation en orbite, les militaires français peuvent disposer d’une information rafraichie chaque jour pour n’importe quel point du globe, y compris aux environs de l’équateur. Et avec CSO-2 positionné à une altitude extrêmement basse (480 km, contre 800 km pour les deux autres), ses images permettent de faire de l’identification quand les autres font de la reconnaissance.
Les trois satellites CSO, leurs lancements ainsi que leur exploitation sur dix ans représentent un budget de l’ordre de 2 milliards d’euros pour les armées. La DGA prépare déjà la génération suivante de satellites espions, les satellites Iris dont la réalisation devrait démarrer cette année. «Ils apporteront un gap de performances similaire à celui apporté par les satellites CSO», promet Bertrand Denis. Les satellites espions tricolores n’ont pas fini d’observer la Terre sous toutes ses coutures.
