Le blog d'Astronomie de Didier BARTHES

Disons-le d’emblée, l’auteur est d’ailleurs le premier à l’admettre et à en détailler les raisons, le terme de pollution spatiale, est un peu ambigu.

Tout d’abord, il ne s’agit évidemment pas de la pollution de l’espace en général mais seulement de celle de la très proche banlieue terrestre. D’autre part, le concept de pollution qui, sur Terre, évoque surtout la présence de produits et d’objets venant en interaction avec les êtres vivants, n’est pas le bon, la vie étant absente de ces régions.  Enfin et surtout, les quantités concernées sont absolument infimes par rapport à ce que nous connaissons sur notre planète. Christophe Bonnal évalue à environ 7 000 tonnes - l'équivalent de la Tour Eiffel - la masse des artefacts (satellites actifs ou inactifs et débris divers) en orbite autour de la Terre.  Cela représente un peu moins d’un gramme par habitant, bien loin des dizaines de tonnes d’objets d’origine humaine qui accompagnent chacun de nous à la surface de Gaïa sur un domaine infiniment plus petit et avec une dimension de moins.

Dans l’espace circumterrestre qui, jusqu’à l’altitude de 36 000 kilomètres (celle des satellites géostationnaires)  représente un volume supérieur à 70 000 milliards de kilomètres cubes (*), les objets sont en fait très rares, même sur les orbites les plus utilisées, on est loin d’une décharge publique. On trouve par exemple en moyenne un objet de plus de un centimètre tous les 100 millions de kilomètres cubes !

Cette précision donnée, l’ouvrage est très instructif et très complet.

Sur le nombre d’objets en orbite d’abord. A la fin 2016 on estimait à un peu moins de 30 000 le nombre de corps de 10 centimètres ou plus, à 740 000 ceux de plus de un centimètre, à 170  millions ceux de plus de un millimètre et à 360 milliards ceux de plus de 0,1 millimètre. Ne nous affolons pas devant cette dernière estimation, il s’agit-là plutôt d’une sorte de « poussière » très diffuse ne présentant pas grand danger et ne restant pas longtemps en orbite aux basses altitudes. Plus de 99,9 % de la masse totale se trouve d’ailleurs concentrée dans les 30 000 objets de plus de 10 cm.

Christophe Bonnal rappelle utilement que la majorité de ces corps ne sont pas des satellites actifs mais souvent des satellites hors d’usage, plus souvent encore des objets liés à la mise en orbite (les derniers étages des fusées, ainsi que tous les éléments afférents : systèmes d’attache, protections diverses…) et dans la très grande majorité des cas,  de simples débris liés à la dégradation des satellites, destruction par explosion ou, plus rarement, par choc avec d’autres. On trouve surtout des morceaux de mousses isolantes et des débris divers liés à l’érosion des surfaces par le rayonnement solaire, les écailles de peinture par exemple constituent un cas typique. 

Si le terme de pollution est donc quelque peu inapproprié, la question, disons de l’encombrement circumterrestre, reste fort préoccupante ; pas seulement pour les astronomes professionnels ou amateurs qui voient parfois leurs clichés barrés d’un trait par le passage d’un satellite, mais essentiellement pour le futur des activités spatiales en orbite.  

L’auteur explique très bien que la gravité du problème résulte du caractère  potentiellement  exponentiel de la menace avec le temps. En effet, chaque débris est lui-même susceptible par collision d’en  générer une  multitude d’autres qui, à leur tour, répéteront le phénomène comme dans une réaction en chaîne absolument non maîtrisable. Compte tenu de la vitesse à laquelle ont lieu ces chocs - plusieurs kilomètres par seconde -, une collision ne se traduit pas par une déformation des objets, comme quand deux voitures se heurtent,  mais par une véritable pulvérisation en une multitude de petits morceaux. Le risque est qu’à terme, la multiplication des objets orbitaux ainsi créés fasse que les probabilités de collisions soient telles que l’espace circumterrestre devienne pratiquement inutilisable sur les orbites les plus convoitées (orbites basses jusqu’à 2 000 km d’altitude, quelques zones autour de 18 000, 20 000 et 24 000 km ainsi qu’au niveau de l’orbite géostationnaire, à un peu moins de 36 000 km). Les statistiques d’évolution du nombre d’objets valident d’ailleurs ce scénario et montrent la proportion croissante du nombre de débris.

Christophe Bonnal nous propose aussi une revue des techniques déjà mises en œuvre aujourd’hui mais aussi de celles envisagées pour demain afin d’éviter cet encombrement spatial.

Tout d’abord la réglementation ou, bien souvent seulement, les préconisations qui interdisent la destruction volontaire de satellites (ça s’est fait dans le passé, notamment pour les satellites militaires), qui exigent ou recommandent  de limiter le nombre d’objets mis en orbite lors  d’une satellisation, qui prévoient la désorbitation ou la propulsion sur une  orbite moins gênante des satellites hors d’usage, qui prévoient aussi leur inactivation par exemple en tentant d’éviter que les ergols restants ne finissent par provoquer une explosion génératrice de nouveaux déchets (on vide pour cela les réservoirs). Si ces règlementations complexes et multiples voient leur application progresser, elles sont toutefois encore loin d’être systématiquement respectées.
Christophe Bonnal nous donne enfin un aperçu des techniques de récupération envisagées, plusieurs cependant  semblent « science fictionnesque » et certainement hors de prix. Elles s’appliquent majoritairement aux gros objets qui, s’ils sont les moins nombreux, sont potentiellement à la fois les plus dangereux en cas de choc et surtout les plus susceptibles de générer de nouveaux débris.

D’autres sujets sont également abordés comme la protection particulière, par changement d’orbite, de la Station Spatiale Internationale ou la conception des blindages. On trouve aussi quelques éléments sur les - encore rares - collisions entre satellites. Il est intéressant et inquiétant de voir par exemple la brutale augmentation du nombre de déchets en orbite après les deux incidents majeurs que furent la destruction volontaire du satellite chinois Feng Yun 1C en 2007  et la collision entre Iridium 33 et Cosmos 2251 en 2009. Si ces genres d’accidents se multipliaient, le problème deviendrait vite insurmontable. La première collision répertoriée de l’histoire (en 1996)  fut franco-française entre le satellite militaire Cerise et une pièce d’un étage supérieur de fusée Ariane.

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Pollution spatiale, l’état d’urgence  par Christophe Bonnal, Editions Belin, Paris 2016, 19,90 €, ISBN : 978-27001-5792-4

_________________________________________________________________________________ (*) Un milliard de kilomètres cubes représente un cube de 1 000 kilomètres de côté soit environ deux fois la surface de la France sur une hauteur de 1 000 kilomètres.