L’espace est en train de se transformer en poubelle géante. Alertée, une start-up suisse a développé un satellite capable de capturer les débris spatiaux. Une équipe de recherche a conçu le radar qui guidera cet engin nettoyeur.
TEXTE | Patricia Michaud
L’image est digne d’un film de science-fiction apocalyptique. Pourtant, elle est bien réelle. On y voit notre planète de loin, entourée d’un halo. À y regarder de plus près, ce dernier n’est pas constitué de lumière mais de morceaux de fusées, bouts de satellites, écrous et autres fragments flottants. « On estime qu’environ 95% des satellites en orbite terrestre basse sont des débris spatiaux », note Pascal Cœudevez, de l’Institut des technologies de l’information et de la communication (IICT) de la Haute École d’Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud – HEIG-VD – HES-SO.
Selon l’Agence spatiale européenne (ESA), plusieurs dizaines de milliers de débris spatiaux de plus de 10 centimètres tourneraient actuellement autour de la Terre. Parfois, il s’agit carrément de satellites entiers, qui sont hors service. Les déchets plus petits, eux, se chiffreraient en centaines de millions. Leur nombre a crû de façon fulgurante depuis le début des activités spatiales en 1957. Il faut dire que dans l’espace, le concept du pollueur-payeur n’a pas encore été formellement instauré.
Un nettoyeur à quatre bras
Augmentation des débris spatiaux est synonyme de hausse du risque de collisions entre ces déchets et des satellites. « En raison de la vitesse à laquelle se produisent les chocs, ils génèrent une multitude de débris supplémentaires », souligne le chef de groupe de la HEIG-VD. Cet effet domino est appelé syndrome de Kessler. Sans intervention, certaines orbites pourraient devenir inutilisables, faute de place. Des services devenus essentiels au quotidien – tels que communications, navigation ou prévisions météorologiques – seraient menacés.
Pour tenter de contenir ce phénomène, des entreprises planchent sur des solutions visant à nettoyer l’espace. C’est le cas de la start-up ClearSpace, un spin-off de l’EPFL fondé en 2018. La jeune pousse vaudoise a été choisie par l’ESA pour mener à bien une mission inédite de capture et de désorbitage de débris spatiaux. Pour ce faire, ClearSpace met au point un « nettoyeur », soit un petit satellite téléguidé doté de quatre bras robotisés, qui sera lancé dans l’espace par une fusée.
En théorie, le concept est simple : s’approcher des débris, les capturer à l’aide des bras robotisés, puis les faire redescendre afin qu’ils se consument dans l’atmosphère. En pratique, l’exercice est plus compliqué, « car ces objets se déplacent à grande vitesse et tournent sur eux-mêmes sans logique prévisible » , commente Pascal Cœudevez. C’est là que son équipe entre en jeu. En collaboration avec l’EPFL et la HES-SO Valais-Wallis – Haute École d’Ingénierie – HEI, elle a été mandatée par ClearSpace afin de développer l’intégralité du radar longue distance qui équipera le satellite chasseur de déchets spatiaux.
Ce radar servira à guider l’engin jusqu’au débris visé. « Il enverra des ondes radiofréquences (RF) sur l’objet, puis l’image reçue en retour permettra de déterminer sa position exacte et sa taille », précise l’ingénieur. Tandis que les caméras du satellite nettoyeur ne peuvent être utilisées qu’à quelques mètres du déchet spatial – c’est-à-dire pour finaliser la manœuvre de capture –, le radar, lui, a une portée de plusieurs kilomètres. « Le projet repose sur une technologie utilisant le principe RF de mesure Doppler, capable de donner des informations précises même en présence d’éléments perturbateurs », ajoute Pascal Cœudevez.
Casse-tête du poids et de l’énergie
Ce n’est pas un hasard si ClearSpace s’est adressée à l’équipe de Pascal Cœudevez pour lui confectionner un radar sur mesure. « Nous sommes tous des passionné·es de développement de solutions RF et d’ultrasons. » L’équipe, créée il y a une dizaine d’années, est associée à plusieurs projets ambitieux dans le domaine médical, celui des télécoms ou encore de l’astronomie. Soutenu par des financements InnoSuisse, le développement du radar spatial s’est achevé en 2025. « Un partenaire industriel a déjà été identifié. La balle est désormais dans le camp de ClearSpace et de l’ESA. »
Malgré leur longue expérience, les membres du laboratoire de l’IICT n’ont pas été épargnés par les défis durant ce projet intitulé Enhanced Radar System for In Orbit Servicing (Ersios). « Dans l’espace, la priorité numéro un consiste à économiser de l’énergie. Plus le radar est performant, moins le satellite chasseur consommera d’énergie pour se diriger vers sa cible. » Mais pour être précis et performant, « il faut au radar de la puissance, ce qui a des conséquences sur sa taille et son poids. Tout cela relève d’un équilibre extrêmement subtil à trouver. »
Parmi les autres difficultés, le spécialiste cite la question des fréquences d’émission dans l’espace, qui sont réglementées par l’Union internationale des télécommunications. « Une fois qu’on a réservé une bande de fréquence auprès du “gendarme des ondes” – ce qui est, soit dit en passant, un travail de haute lutte –, on est obligé de se limiter à celle-ci, quitte à faire des compromis. »
Imaginer de nouvelles solutions
L’aboutissement du projet Ersios a permis à Pascal Cœudevez et ses collègues d’imaginer de nouvelles solutions pour désencombrer l’espace. « Pour économiser les ressources, on pourrait par exemple développer des chasseurs capables de remettre sur orbite des satellites encore fonctionnels, mais qui n’ont plus assez d’énergie pour le faire eux-mêmes et qui errent donc sans but. »
Une autre possibilité ? « Équiper tous les engins envoyés dans l’espace de radars conçus pour leur éviter des collisions. » L’ingénieur doute néanmoins qu’un tel projet, « qui impliquerait des surcoûts importants », voie le jour dans un avenir proche. Il n’y a rien de tel que les contraintes financières pour faire redescendre une équipe de recherche, même passionnée, sur terre.