Comment régler le problème des déchets de l’espace?

Le 21 juin 2011 par Célia Fontaine
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Peu d’Etats ont fait le choix de mettre en place un système de détection et de suivi de leurs débris spatiaux
Peu d’Etats ont fait le choix de mettre en place un système de détection et de suivi de leurs débris spatiaux

Des milliards de déchets d’origine terrestre polluent l’espace et compromettent la sécurité des activités spatiales. Il est aujourd’hui urgent d’agir «pour nettoyer les écuries spatiales et prévenir à la source la production de déchets», indique l’ONG Robin des bois dans un rapport inédit sur les déchets dans l’espace publié le 20 juin.

Si les connaissances sur les débris spatiaux souffrent toujours d’un manque de mutualisation, le constat est sans appel: l’espace est victime d’une pollution pour laquelle peu de solutions sont mises en œuvre.
 
«L’océan d’en haut» comme l’appelait Victor Hugo est victime d’une pollution industrielle d’un genre nouveau, foudroyant, proliférant et durable, du même type mais moins récupérable que la pollution de l’océan d’en bas par les déchets de plastique, de polystyrène et d’hydrocarbures», note Robin des bois dans son nouveau rapport de 65 pages consacré à la question.
 
D’où proviennent ces débris? Il s’agit, selon la définition donnée par l’Organisation des Nations unies (ONU) de «tous les objets créés par l’Homme, y compris des fragments ou éléments de ces objets, que leurs propriétaires puissent être identifiés ou non, qu’ils se trouvent en orbite terrestre, ou qu’ils reviennent dans les couches denses de l’atmosphère, de caractère non fonctionnel et dont on ne peut raisonnablement escompter qu’ils puissent trouver ou retrouver la fonction pour laquelle ils ont été conçus ou toute autre fonction pour laquelle ils ont été ou pourraient être autorisés». Derrière cette description alambiquée, il faut se rappeler la définition du déchet donnée par la réglementation européenne, plus laconique: «toute substance ou tout objet dont le détenteur se défait ou dont il a l'intention ou l'obligation de se défaire».
 
Le Centre national d’études spatiales (Cnes) définit quant à lui les débris spatiaux comme «tous les corps créés par l'Homme incluant leurs fragments ou pièces s'en étant détachées, autre qu'un véhicule spatial actif ou susceptible d'être utile différemment, d'une taille supérieure à 10 microns, évoluant autour de la Terre dans l'espace extra-atmosphérique».
 
Plusieurs types de déchets spatiaux existent: les lanceurs, qui permettent aux satellites d’être placés sur leur orbite et qui sont abandonnés dans l’espace après séparation; les résidus de combustion des moteurs à poudre[1], employés dans les étages supérieurs des lanceurs, les déchets d’exploitation, qui sont les «accessoires» des satellites pendant leur phase de lancement (câbles, sangles, coiffes, capuchons d’objectifs…) et les dispositifs de séparation (ressorts, boulons explosifs…) qui sont éjectés dans l’espace au moment de son déploiement. Sont donc également considérés comme des déchets spatiaux les satellites hors d’usage. «A la fin de leur période d’activité (une dizaine d’années en moyenne, ndlr), les satellites sont en majorité abandonnés sur leur orbite, devenant des déchets destinés à rentrer dans l’atmosphère terrestre ou à percuter un autre déchet spatial à plus ou moins long terme», explique le rapport.
 
Il faut également noter les déchets de fragmentation, résultant d’explosions accidentelles ou de collisions accidentelles «entre satellites actifs ou déchets, ou entre déchets et déchets, ou encore entre satellites hors d’usage et déchets». Certains satellites militaires sont volontairement autodétruits par une charge pyrotechnique, afin qu’aucun élément identifiable ne puisse être récupéré après leur rentrée dans l’atmosphère. Enfin, l’érosion spatiale est également à prendre en compte. Les engins spatiaux, soumis à des températures extrêmes, des rayonnements ultraviolets (générés par le soleil), ionisants (associés au vent solaire) ou a des micrométéorites naturelles et des déchets spatiaux, perdent leurs peintures de revêtement et des morceaux de surface, et deviennent des débris.
 
«En 50 ans, les activités humaines dans l’espace ont créé sur les orbites basses et hautes de la Terre plus de déchets que le système solaire n’y a injecté de météorites en plusieurs milliards d’années», souligne l’association.
 
Peu d’Etats ont fait le choix de mettre en place un système de détection et de suivi de leurs débris spatiaux. Les Etats-Unis, la Russie et la France en coopération avec l’Allemagne sont les seuls à l’avoir fait, note Robin des bois. Spacetrack, qui dépend de l’United States Strategic Command (USStratCom), a dénombré, au 31 décembre 2010, 16.109 objets en orbite dont 3.506 «charges utiles», 10.702 déchets et 1.901 étages supérieurs de lanceurs, toutes orbites confondues. Mais de nombreux déchets n’ont pas été catalogués par Spacetrack, parce qu’ils sont d’origine inconnue, ou parce qu’ils ont des coordonnées orbitales secrètes. Selon l'Agence spatiale européenne (ESA), entre 4.000 et 6.000 déchets ne sont pas catalogués. La Nasa, quant à elle, cite le chiffre de 19.000 déchets de plus de 10 centimètres en orbite. Et pour le commandement stratégique des Etats-Unis, il existe «environ 21.000 morceaux de débris spatiaux sur des orbites terrestres variées, en d’autres mots environ 6.000 tonnes métriques de débris qui orbitent autour de la Terre».
 
Le plus important détenteur de ces déchets est la Fédération de Russie, suivie des Etats-Unis, de la Chine, de la France, du Japon, et de l’Inde.
 
La réglementation internationale sur le sujet n’est pas complète. Un traité de 1967 régit «les activités des Etats en matière d’exploration et d’utilisation de l’espace extra-atmosphérique, y compris la lune et les autres corps célestes». Il fixe quelques grands principes en matière de paix et a été ratifié par 100 pays dont les principaux acteurs dans le domaine spatial. L’Accord sur la lune et les autres corps célestes de 1973 demande aux Etats d’éviter de perturber l’équilibre du milieu lunaire par «des transformations nocives». Ce texte a été ratifié par 13 pays seulement, dont un seul pays européen: les Pays-Bas. «La France en est à l’étape de la signature. Ni la Chine, ni les Etats-Unis, ni la Fédération de Russie n’ont entrepris de procédures de ratification», peut-on lire dans le rapport.
 
La France s’est dotée d’une loi en 2008, qui prévoit une responsabilité pour toute atteinte à la santé publique et à l’environnement causée par un objet spatial. Elle précise également qu’il faut mettre en sécurité les matériaux embarqués susceptibles, après la fin de l’exploitation, «de générer des explosions ou d’en aggraver les effets».
 
En l'absence d'une réglementation internationale digne de ce nom, quelques agences ont élaboré des règles de bonne conduite qui ont formé des standards. L'Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC) créée en 1993 regroupe 11 agences spatiales afin de proposer aux Nations unies des solutions en matière de débris spatiaux.
 
Parmi ces solutions figurent l'évitement, la protection, l'élimination et la prévention, précise le Cnes. L’évitement consiste à «réaliser des manœuvres afin d'éviter toute collision avec les débris dans le cas d'un satellite, ou bien à modifier l'heure de tir d'un lancement en cas de risque de collision». Mais ce n’est possible que pour éviter les débris catalogués et d'une taille supérieure à 10 cm. «Ces évitements coûtent chers et ne sont pas toujours faciles à réaliser. De ce fait, cela sera réservé aux lancements, et aux satellites sensibles», prévient le Centre spécialisé.
 
Des mesures de protection des satellites peuvent être mises en œuvre pour atténuer les effets d'un impact avec des débris. Il s’agit de «blindages spécifiques ou intrinsèques», des sortes de boucliers autour de l’élément qui va dans l’espace. Mais cela coûte cher… et ne couvre qu'une partie du risque.
 
Il n'existerait alors pas de solution pour les débris d'une taille comprise entre 1 et 10 cm. Il faudrait plutôt nettoyer l'espace pour diminuer le nombre de débris, soit en les récupérant soit en les faisant rentrer sur Terre, mais là encore, à quel prix? «Le financement des recherches sur les modalités de capture ou de neutralisation in situ des plus gros déchets susceptibles de se fragmenter en des millions de micro-déchets projectiles pourrait être en partie assuré par un fonds alimenté par tous les usagers de l’espace, en premier lieu les exploitants de satellites commerciaux», suggère le rapport.
Reste la prévention, pour limiter la prolifération des débris. «Il s'agit par exemple d'appliquer des mesures de passivation[2] des étages supérieurs ou des satellites, de désorbiter ou ré-orbiter les satellites afin de protéger certaines zones d'intérêt», selon le Cnes.
 
Pour conclure, Robin des bois estime qu’il est temps de se mettre d’accord sur une convention internationale concernant la prévention et la gestion des déchets dans les orbites terrestres et le système interplanétaire.


[1] Formant des nuages de particules résiduelles d’alumine (Al2O3)
[2] Cela consiste à éliminer tout l'énergie stockée: vidanger les réservoirs, décharger les batteries, baisser la pression des réservoirs par exemple.


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