C. LA SYNERGIE AVEC LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - APPLICATIONS DANS LE DOMAINE DE L'OBSERVATION DE LA TERRE
Dans tout le domaine de l'observation de la Terre, il s'établit une relation très particulière entre la recherche scientifique et les applications.
L'utilisation d'outils spatiaux pour la recherche scientifique sur la planète Terre constitue un volet très important de la recherche scientifique spatiale aux côtés de ceux qui concernent l'univers proche et lointain, la biologie ou les lois fondamentales de la physique. Ce volet est le seul où, dans un avenir prévisible, s'établit une synergie directe entre les projets spatiaux menés à des fins de recherche et ceux qui sont conçus pour fournir un service. Cela ne signifie pas que les autres secteurs de la recherche scientifique spatiale ne sont pas porteurs de bénéfices pratiques pour la société ; mais ces bénéfices ne s'expriment pas par des applications spatiales. Au contraire, dans le domaine de l'observation spatiale, deux mécanismes complémentaires créent une interdépendance de la recherche et des applications.
L'observation « opérationnelle », qui fournit un service dont la continuité est assurée par des structures institutionnelles -l'observation météorologique par exemple-, se fonde largement, en particulier sur le progrès des techniques d'observation que les projets scientifiques permettent d'accomplir dans tout le domaine environnemental.
A l'inverse, la recherche sur les phénomènes terrestres à évolution lente a besoin des longues séries d'observation que fournissent les satellites opérationnels. C'est ainsi que le système mondial d'observation météorologique, construit pour assurer la prévision du temps, fournit à la recherche sur l'évolution du climat ou sur les progrès de la désertification, une base de données irremplaçable.
En outre, la recherche sur la planète Terre procure à l'observation spatiale la connaissance de caractéristiques physiques indispensables. C'est ainsi que le fonctionnement des satellites altimétriques qui observent, entre autres choses, la vitesse et la trajectoire des courants océaniques, repose sur une connaissance extrêmement précise du champ gravitationnel terrestre qui est un produit de la recherche.
On trouvera, dans le chapitre traitant de la recherche, une description détaillée des programmes de recherche conduits dans ce domaine.
D. OBSERVATION SPATIALE ET SOCIÉTÉ
Dans la relation de l'observation spatiale avec les besoins de la société, on peut distinguer schématiquement trois grands domaines :
- les applications environnementales : surveillance de l'environ-nement, climatologie, prévision du temps ( 32 ( * ) ) ,
- les usages à la gestion des activités économiques ( 33 ( * ) ) ,
- les applications militaires et de défense.
Les frontières ainsi tracées ne sont ni absolues, ni étanches. Une interpénétration résulte de l'unité des bases technologiques et industrielles.
Le caractère dual des projets spatiaux, leur aptitude à servir, à des degrés divers, des objectifs civils aussi bien que des objectifs militaires, reflète également cette interpénétration des domaines.
1. Applications environnementales
Les usages de la technique spatiale à la connaissance de l'environnement et à la prévision de son évolution comportent deux domaines contigus mais distincts :
- d'une part, l'intervention de la technique spatiale dans un domaine relativement ancien puisque ses débuts datent de plus d'un siècle, celui de la météorologie ou plus précisément de la prévision du temps ;
- d'autre part, celui de la connaissance et du contrôle des altérations de toute nature que l'activité humaine fait subir à l'environnement, domaine nouveau dont l'importance politico-économique croît rapidement et dont la perception publique est de plus en plus marquée.
Il existe une continuité naturelle entre l'observation à des fins de prévision du temps et la surveillance de l'environnement global. De la prévision déterministe du temps, on passe à une transition continue , à l'étude des dérèglements saisonniers comme ceux qu'engendre le phénomène El Nio, puis à celle des évolutions du climat et de l'influence de l'homme sur ces évolutions. L'un et l'autre domaine entretiennent, avec la recherche scientifique, une relation particulièrement intense. Mais il existe aussi des différences marquées des contextes dans lesquels ils s'inscrivent.
a) La prévision du temps
La prévision du temps est aujourd'hui le seul domaine civil où l'observation spatiale ait accédé à un statut pleinement opérationnel. Deux raisons à cela :
- c'était initialement l'usage le moins exigeant. Les images donnent accès, aussi médiocre que soit leur résolution spatiale ou spectrale, à la vision d'ensemble des grands systèmes météorologiques et de leur déplacement, inaccessibles par tout autre moyen,
- mais surtout, il existe un besoin puissant exprimé par des interlocuteurs solvables.
La nécessité d'observer l'atmosphère sur toute la planète pour en prévoir l'évolution a conduit, vers la fin du 19 e siècle à la constitution de structures nationales, les offices météorologiques comme Météo-France et à leur coopération au sein d'une structure internationale, l'Organisation Météorologique Mondiale qui est une agence spécialisée de l'ONU. Ce cadre institutionnel a permis que se développe de façon concertée un système mondial constitué d'une ceinture de satellites géostationnaires et de satellites en orbite quasi-polaires ( 34 ( * ) ).
La nature de ce système météorologique opérationnel appelle plusieurs observations importantes :
- partout dans le monde, l'observation météorologique en général, et l'observation spatiale en particulier, sont des activités de service public financées par les contribuables. L'activité météorologique commerciale est limitée à la fourniture de services à valeur ajoutée aux utilisateurs finaux ; elle ne touche pas à l'observation. Cela tient à ce que, quelle que soit l'importance économique et sociale des activités météorologiques, elle ne peut être constatée globalement par des flux commerciaux. Les quelques tentatives qui ont eu lieu dans ce sens ont été des échecs :
- le système spatial mondial d'observation météorologique n'est pas un système centralisé ; il est constitué d'un ensemble de contributions cohérentes fournies par des nations ou des groupes de nations qui assument la responsabilité de leur fourniture, de leur mise en oeuvre et de l'échange de données au niveau mondial. L'Europe s'est dotée à cette fin d'une organisation intergouvernementale, Eumetsat, qui coopère étroitement avec l'Agence Spatiale Européenne,
- la prévision du temps est à l'évidence une technique duale marquée par une forte convergence entre les besoins civils et militaires, ce qui conduit aisément à les satisfaire avec le même sytème opérationnel. Pour des raisons historiques, les États-Unis ont établi dès l'origine deux systèmes météorologiques distincts après quoi le pouvoir politique s'est efforcé de les fusionner et de faire disparaître une redondance coûteuse. Il n'existe en Europe qu'un seul système spatial météorologique qui est géré par Eumetsat ; son utilisation par l'Europe de la Défense devra à l'évidence être organisée.
b) La surveillance de l'environnement global
La connaissance de la Terre, et par conséquent de son environnement, est d'abord un important chapitre de la recherche scientifique. C'est de cette recherche qu'a émergé une prise de conscience des altérations que l'activité humaine impose à l'environnement global. La perception de ce phénomène par le grand public tend à se focaliser sur deux aspects : la « destruction » de la couche d'ozone stratosphérique et l'évolution du climat, mais ses manifestations sont beaucoup plus diverses et traduisent le fait que nous avons atteint un stade, dans l'évolution de la société technique, où émergent les interactions entre l'activité humaine et la planète. Il ne s'agit donc pas d'un problème temporaire mais d'une détérioration durable qui appellera dans les décennies qui viennent une vigilance et une action permanentes.
L'observation spatiale joue, on l'a vu, un rôle central dans la recherche scientifique sur l'environnement global et parmi les paramètres observés, certains exigeront une observation continue. Une fraction est couverte par le système météorologique mais d'autres appellent un effort spécifique. C'est ainsi que le niveau moyen des océans et leur circulation globale qu'observe Topex Poséidon ne sont pas des éléments météorologiques. Il y a donc lieu de développer progressivement un système global d'observation de la Terre complétant le système météorologique et répondant aux besoins engendrés par le contrôle de l'environnement global .
Le modèle météorologique peut être utilisé pour concevoir un tel système ; il existe cependant, entre l'un et l'autre, des différences importantes qui doivent être clairement perçues :
- une première différence évidente réside dans la diversité des paramètres qu'il s'agit d'atteindre et de mesurer de façon permanente. Leur choix exige une relation étroite avec la communauté scientifique, seule à même d'exprimer avec précision le besoin et de proposer les moyens d'y pourvoir ;
- une seconde différence est d'ordre sociétal et réside dans le fait que, à la différence de l'observation météorologique qui répond à un besoin à court terme exprimé par des utilisateurs solvables, l'observation environnementale globale répond directement au besoin d'alimenter la décision politique au niveau international par l'intermédiaire de la communauté scientifique.
L'édification d'un système global d'observation de la Terre pose donc un problème entièrement nouveau : comment promouvoir le développement, au niveau international, d'un système technique complexe et coûteux répondant à des enjeux qui sont certes vitaux, mais qui n'apparaissent que lorsqu'on reconnaît le besoin d'une gestion globale de la planète, c'est-à-dire au-delà de l'horizon des forces du marché et de l'horizon habituel des décisions politiques.
Cependant, la conception décentralisée du système météorologique peut servir de guide. La conception technique qui s'impose est en effet celle d'un assemblage évolutif d'un grand nombre de petits satellites (mini et microsatellites). Le système doit être souple et adaptable de façon continue à des techniques d'observation qui progressent et se diversifient continuellement. En outre, il est indispensable de diversifier les orbites pour satisfaire à tous les besoins d'observation. Ces deux aspects privilégient l'usage de petits satellites par rapport aux énormes plates-formes, comme Envisat, qui furent hélas à la mode dans un passé récent.
2. La gestion des activités commerciales et gouvernementales
Les satellites SPOT en orbite assurent leur service opérationnel dans des conditions techniques satisfaisantes, le satellite SPOT 5 sera lancé début 2002. Cependant, depuis quelques années, il est apparu que l'évolution rapide du contexte international, le renforcement spectaculaire de la concurrence, la disponibilité de nouvelles technologies, la nécessité de rechercher l'équilibre économique de l'activité imposaient de redéfinir les éléments d'orientation de la filière pour les 10 à 15 prochaines années et ce sur tous les plans : définition technique, politique de données, organisation de la commercialisation, synergie avec les applications militaires, cadre coopératif souhaitable, partage des responsabilités et des charges entre opérateurs privés et agences publiques. C'est l'origine du concept Pléiades.
Les principes adoptés pour l'élaboration de ce concept ont été les suivants :
• Les programmes d'observation de la Terre répondent à un besoin d'accès indépendant aux informations satellitaires pour des objectifs stratégiques. En particulier, il faut désormais assurer la dualité des systèmes capables de satisfaire besoins civils et militaires, à côté de systèmes militaires spécifiques. Programme civil, Pléiades est ainsi conçu pour des applications duales, garantissant aux utilisateurs civils comme à ceux de la Défense l'accès aux informations requises.
• Le développement de l'observation de la Terre passe par un élargissement des capacités d'observation qui ne pourra être acquis que par intégration des ambitions et des compétences françaises dans un ensemble européen. La coopération européenne doit, par le partage des investissements, contribuer à la réduction des coûts et ainsi permettre l'accroissement de l'offre par le déploiement d'un système multicapteurs (optique et radar), qui pérennise la présence et l'indépendance de l'Europe dans le domaine de l'observation de la Terre et qui contribue à l'élargissement des services et au développement de la filière commerciale. Le développement de Pléiades ira de pair avec celui des services et des applications, en s'appuyant sur l'ensemble des sources d'information disponibles.
• Les programmes d'observation de la Terre s'insèrent dans une logique économique, ce qui nécessite de réduire les coûts de la filière grâce à l'innovation technologique et de développer son utilisation par un effort en recherche et développement thématique et une politique de données adaptée.
L'Italie, avec son programme COSMO-SKYMED soutenu par les civils et les militaires, développe une vision politique proche de celle de la France et souhaite valoriser les compétences de son industrie dans le domaine du radar. L'engagement d'une coopération ambitieuse avec l'Italie répond bien à l'ensemble des objectifs affichés. Une vision commune, des complémentarités industrielles et techniques, un intérêt commun des utilisateurs militaires des deux pays, ont favorisé le montage d'une coopération bilatérale équilibrée. L'engagement de la phase de réalisation du système d'imagerie optique et radar en bande X à résolution submétrique est l'objectif des années à venir, avec la perspective d'un déploiement échelonné des satellites à partir de 2003 pour la composante radar, et 2005-6 pour la composante optique.
La seconde composante majeure de PLEIADES sera le système de roue interférométrique dont la faisabilité est étudiée dans le cadre d'une coopération avec le DLR (roue en bande C associée à ENVISAT) ou avec la NASDA (roue en bande L associée à ALOS).
On s'attache également à incorporer au programme Pléiades une composante hyperspectrale à travers notamment les contributions de la Belgique et la Suède, partenaires historiques de la France sur le programme SPOT, qui souhaitent poursuivre leur coopération sur Pléiades, en maintenant leurs objectifs de politique industrielle (sur le segment spatial essentiellement) et en renforçant leur position dans le segment sol et dans la distribution.
* ( 32 ) Cf. Annexe 11 : Intérêt de l'observation de la Terre pour l'agriculture et pour l'aménagement du territoire.
* ( 33 ) Cf. Annexe 12 : Télédétection et environnement.
* ( 34 ) cf. Annexe