Dans l’industrie spatiale, la concurrence n’a jamais été si rude : regain d’engouement pour l’espace aux États-Unis ; ambitions de l’Inde, du Japon et de la Chine ; arrivée du spatial privé, avec SpaceX. En outre, si l’Europe s’est perfectionnée pour les lancements de gros satellites, le marché privilégie désormais les satellites d’une taille de plus en plus réduite, dont les très prisés « CubeSats ». Les nouvelles constellations visant à couvrir la Terre d’un épais maillage internet reposent sur ces lancements à faible masse, mais en nombre considérable. L’Europe doit donc revoir sa stratégie. En décembre 2021 a d’ailleurs été donné le coup d’envoi du projet de lanceur léger réutilisable Maïa Space. Cette initiative s’ajoute aux projets de future Ariane 6 et de lanceur léger Vega-C. L’Europe saura-t-elle rester dans la course ?

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Le site idéal de Kourou

Après l’abandon de la base française d’Hammaguir en Algérie, c’est le site de Kourou, en Guyane française, qui a été choisi. Un emplacement de choix malgré sa distance au continent européen : placé à l’équateur, il permet de lancer à moindre coût en utilisant la rotation de la Terre. C’est idéal pour les satellites géostationnaires ! La base émerge progressivement de la jungle à partir de 1965, pour voir décoller la première fusée, Véronique, trois ans plus tard. De nos jours, elle demeure le pas de tir d’Ariane 5 et des futures fusées Ariane 6, Vega-C et Ariane Next.

© ESA - S. Corvaja

De nouveaux acteurs étatiques

L’espace se démocratise, si bien que chaque grande puissance possède désormais son agence spatiale.

D’un simple duel, l’espace est devenu un marathon aux coureurs de plus en plus nombreux. La course originelle, débutée après la Seconde Guerre mondiale et couronnée par l’arrivée sur la Lune d’astronautes américains, s’enrichit vite de nouveaux concurrents. La France est la troisième à rejoindre États-Unis et Union soviétique sur le podium des puissances spatiales, grâce aux lancements réussis de la fusée-sonde Véronique depuis la base d’Hammaguir, dans le désert algérien en 1950. Mais pour faire face aux deux super puissances capables de lancer des satellites d’observation – possiblement espions –, il faut s’unir. L’Europe spatiale naît en 1963 avec la coopération initiale du Royaume-Uni puis de l’Allemagne. Depuis les années 1970, d’autres pays ont rejoint la course à l’espace, et leurs industries ont fait leur apparition sur le marché des lancements privés. L’Inde, le Japon et la Chine possèdent ainsi une industrie spatiale florissante, concurrente de l’industrie européenne, qui assure leur indépendance de lancements de satellites commerciaux et missions spatiales à visée scientifique. Du Moyen-Orient à l’Amérique du Sud, près de 70 pays se sont dotés d’une agence spatiale capable de mener à bien des missions d’envergure, même si le lancement en tant que tel reste l’apanage d’une poignée d’acteurs publics et privés : russe, américain, chinois, japonais et européen – un cercle plus restreint encore s’agissant de l’envoi dans l’espace d’êtres humains, avec un trio de tête limité aux États-Unis, la Russie et la Chine.

L’Union fait la force

L’Agence spatiale européenne (ESA) rassemble aujourd’hui 22 pays*. Ses locaux sont répartis dans la partie centrale du continent : le quartier général est à Paris ; le site de recherche scientifique, l’Estec (photo), aux Pays-Bas ; le site d’entraînement des spationautes, l’EAC, à Cologne, en Allemagne. Mais le site de lancement se situe outre-Atlantique, en Guyane française, à Kourou. L’Europe n’est cependant pas isolée : elle multiplie les coopérations internationales avec la Nasa américaine, la Jaxa japonaise ou l’agence russe Roscosmos.

* Autriche, Belgique, République tchèque, Danemark, Estonie, Finlande, France, Allemagne, Grèce, Hongrie, Irlande, Italie, Luxembourg, Pays-Bas, Norvège, Pologne, Portugal, Roumanie, Espagne, Suisse, Suède et Royaume-Uni.

© ESA

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Le fleuron de l’industrie européenne

L’Europe rivalise avec ses concurrents américain et occidentaux grâce à une coopération inédite et une main-d’œuvre de haut niveau.

Imaginez une fusée dont le moteur est allemand, le premier étage français, le second anglais et les systèmes de guidage italiens. C’est le pari fou – et réussi – de l’Europe spatiale. Un pari qui avait pourtant très mal débuté : entre 1967 et 1971, les premiers modèles des fusées Europa ont enchaîné les échecs. Le rêve de l’Europe spatiale a ainsi manqué mourir dans l’œuf. Jusqu’à l’arrivée d’Ariane : un nom inspiré du fil qui guida Thésée dans le labyrinthe du Minotaure, et qui conduit à son tour les Européens vers la réussite. La première Ariane 1 est lancée fin 1979 et depuis, enchaîne les succès au gré de ses évolutions. C’est le point de départ de l’indépendance spatiale pour l’Europe : ses pays membres peuvent envoyer des satellites sans l’aide des grandes puissances, déployant ainsi des outils d’observation et de géolocalisation et bénéficiant d’atouts militaires précieux. L’Europe peut aussi « vendre » ce privilège au plus offrant. L’envoi de satellites militaires laisse ainsi peu à peu la place aux envois privés, satellites de communication en tête. De quoi développer de grandes industries européennes : les groupes Airbus et Thalès figurent aujourd’hui au panthéon des plus grandes entreprises spatiales et effectuent des commandes pour le monde entier, États-Unis inclus. À elles deux, elles emploient des milliers d’Européens (40 000 pour Airbus, 7 700 pour Thalès), quand l’ESA à elle seule emploie près de 2200 scientifiques, pour un budget annuel de près de 6,5 milliards d’euros en 2021 – l’équivalent d’un billet de cinéma par an et par citoyen européen – le tout réparti sur huit sites dans sept pays.

ariane

Les exploits d’Ariane 5

La meilleure fusée au monde est-elle européenne ? C’était en tout cas vrai dans les années 2000, où elle dominait le marché avec près de 50 % des lancers de satellites ! Ariane 5, et notamment sa version ECA – capable de lancer deux satellites à la fois – est la fusée la plus fiable du marché : sur 111 lancements, seuls deux se sont soldés par des pertes sèches et trois par des échecs partiels, la fusée cumulant aujourd’hui 97 succès d’affilée. Les autres fusées Ariane ne déméritent pas non plus, comme la version 5 G+ qui a expédié avec succès, en mars 2004, la sonde Rosetta et l’atterrisseur Philae, qui se déposera sur la comète Tchouri dix ans plus tard.

©Intégration de l’EPC (Etage Principal Cryogénique) © CNES/ESA/ArianespaceIntégration de l’EPC (Etage Principal Cryogénique) © CN

Secteur privé, la nouvelle donne

La multiplication de l’envoi de satellites, couplée à la réduction des coûts de lancement, ont permis l’émergence de nouveaux acteurs spatiaux.

Autrefois réservés aux grandes industries et à une poignée d’États, les satellites sont devenus « abordables ». Le coût du kilo envoyé a chuté de 54 000 dollars dans les années 2000 à seulement 2 700 dollars début 2020 ! Les satellites s’envolent donc désormais par constellation, plutôt qu’à l’unité ou en duo. Une révolution due tout d’abord à la miniaturisation : grâce aux progrès technologiques, il n’est plus nécessaire d’expédier plusieurs tonnes sur un seul satellite (qui peut d’ailleurs mal fonctionner ou être perdu). L’envoi groupé de « CubeSats », de petits cubes bourrés d’électronique capables de communiquer entre eux, s’avère plus avantageux pour les industries de communication. Une révolution ensuite due à la réussite d’un nouveau modèle économique, avec une concurrence privée capable de « casser » les prix. SpaceX, grâce à ses lanceurs réutilisables, envoie chaque mois des dizaines de satellites de sa constellation StarLink, pour un prix deux fois inférieur à celui d’Ariane 5 ! Pour cause : SpaceX produit ses lanceurs pratiquement de A à Z sur des sites concentrés géographiquement, au Texas. Les moteurs sont conçus à deux pas de leurs étages, et le site de lancement se trouve à quelques kilomètres. C’est l’inverse de l’Europe qui – égalité entre États oblige – délègue la construction à divers sites et constructeurs. Quoique plus discrètement que SpaceX, le Vieux Continent progresse toutefois dans la mise au point de son moteur-fusée à très bas coût Prometheus, avec une mise en service prévue en 2030, et de son démonstrateur d’étage réutilisable Themis, avec un vol de démonstration annoncé pour 2025.

Falcon, le rival lourd de SpaceX

Les gestionnaires de l’ESA le reconnaissent à demi-mot : échaudés par les annonces fracassantes d’Elon Musk, son PDG, ils ont eu tort de sous-estimer SpaceX. Si bien qu’en 2009, lorsque SpaceX songe à faire revenir sur Terre les premiers étages des lanceurs – et donc les coûteux moteurs des fusées –, ils restent sceptiques. Mais en 2015, SpaceX parvient à ramener le premier étage du Falcon 9, son lanceur moyen/lourd, sur le sol terrestre, puis sur une barge en mer en 2016. En 2018, la société déploie son premier lanceur super lourd, Falcon Heavy, le plus puissant au monde actuellement. Et elle ramène sur Terre deux des trois propulseurs (photo). Une prouesse technique !

© SpaceX

falcon

La contre-attaque de l’Europe

Face à la concurrence, les futurs lanceurs européens devront être plus souples s’ils veulent rester compétitifs.

Pour l’Europe, l’objectif est désormais d’optimiser la production, quitte à relocaliser des branches de la filière, et de miser sur ce qui a fait son succès : avoir réuni la fine fleur de l’élite scientifique et industrielle. Cette stratégie se décline en plusieurs phases. Tout d’abord, combiner les nouveaux lanceurs Ariane 6 et Vega-C, l’idée étant d’offrir aux industriels l’accès à la fois à l’orbite géostationnaire, à 36 000 km – pour les satellites météo et certains satellites de télécommunications – et à l’orbite basse – qui accueille, jusqu’à 2000 km d’altitude, les satellites d’observation de la Terre et les stations spatiales (internationale, notamment). Vega-C offrira plus de souplesse, pour des lancements réduits. Quant à Ariane 6, elle se spécialisera dans les lancements lourds, qui ont déjà fait la force d’Ariane 5, car même si le marché s’est déplacé vers les microsatellites, les « lourds » demeurent une pièce de choix. Parmi ses premiers lancements importants, celui du télescope spatial Athena destiné à mieux comprendre la formation des galaxies et des trous noirs, prévu en 2033. Mais le recours à Ariane 6, avec tous ses atouts, sera d’un coût comparable à celui des lancements Ariane 5, alors que le Falcon 9 de SpaceX propose un coût au lancement presque deux fois moins cher. La deuxième phase de la stratégie européenne vise donc à concevoir des lanceurs réutilisables – Maïa Space en lanceur léger, Ariane Next en lourd : une étape jugée cruciale pour réduire les frais et demeurer compétitif. En attendant, grâce à sa réputation haut de gamme, Ariane devrait conserver un rôle de premier plan durant au moins la décennie à venir.

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Vega, l’atout poids plume

Dans le sillage d’une demande croissante pour des lancers de petite masse est né le frère cadet d’Ariane : Vega. Ce lanceur de 35 mètres de haut, contre 55 pour Ariane 5, peut envoyer 2,2 tonnes en orbite. Depuis 2012, il n’a effectué que 19 vols, mais une nouvelle version sera bientôt lancée, Vega-C. L’idée est d’emporter plus de masse, afin de placer en orbite basse davantage de microsatellites au sein des constellations prisées des industriels. Le premier vol devrait avoir lieu début 2022. À venir, ensuite, peut-être, un lanceur Vega dédié aux micro-lancements, ou une version actualisée, Vega-E.

© ESA-CNES-Arianespace

Space Rider, le vaisseau réutilisable

En attendant Ariane Next (2030) et Maïa Space (2026), l’Europe prépare pour fin 2023 le module de transport Space Rider, capable d’accueillir 800 kilogrammes de matériel et de rentrer sur Terre après deux mois en orbite. À mi-chemin entre la navette et la station spatiale, cet engin inhabité permettra d’effectuer des expériences scientifiques en microgravité. Et il facilitera l’accès de l’Europe à l’orbite basse, puisqu’il combinera les capacités d’une plateforme orbitale autonome et la réutilisation. Propulsé par le lanceur Vega-C, ce module de rentrée pourra être récupéré, reconfiguré et réutilisé à six reprises.

© SA - J. Huart

space rider

Ariane 6 : la relève retardée

La relève d’Ariane 5 arrive avec un peu de retard. Ariane 6 devait effectuer son vol inaugural en 2020, mais en raison de retards accumulés, notamment dus à la crise sanitaire, celui-ci n’aura pas lieu avant 2022 (ici, le portique mobile d’Ariane 6 avec les maquettes de deux étages, au Centre spatial guyanais). Cette fusée flambant neuve sera déclinée en deux versions différentes. La version « A62 » pourra emporter 5 à 10 tonnes en orbite géostationnaire ou basse, tandis que sa consœur de luxe, la « A64 », sera capable d’expédier 11 à 21,6 tonnes de matériel. Une manière pour l’Europe de s’adapter aux demandes des industriels.

© ESA/CNES/Arianespace

ariane 6
image légendée

Ariane 6, fiable, plus performante et moins coûteuse

Moteur rallumable, envoi de satellites vers des orbites différentes… Ariane 6 intégrera des innovations majeures, à coûts moindres et fiabilité inchangée, explique Mathieu Chaize, ingénieur système chez ArianeGroup