rapport d’activité 2011 rapport d’activité 2011

Portfolio 50 ans de rêve et de défis

Créé par le gouvernement en 1961 pour servir aux télécommunications, le CNES a accompli, depuis, un formidable chemin pour devenir le pivot de la politique spatiale française. Aujourd’hui, le CNES joue, en effet, un rôle moteur au sein de l’Europe de l’espace, garantit à la France l’accès autonome à l’espace et « invente » les systèmes spatiaux du futur. D’hier à aujourd’hui, découvrez en

images les moments forts CONQUÉRIR CONQUÉRIR L'ESPACE L'ESPACE de l’aventure CNES ! POUR VOUS POUR VOUS

CONQUÉRIR L'ESPACE POUR VOUS 19 déc. 1961

Création du Centre national d’études spatiales par la loi n° 61-1382 du 19 décembre 1961, sur une directive du général de Gaulle qui voit dans l’espace un élément susceptible de contribuer à asseoir les ambitions internationales de la France. Le CNES a pour mission le développement et l’orientation des recherches scientifiques et techniques poursuivies dans le domaine spatial.

26 nov. 1965 Lancement du premier Diamant A qui permet l’envoi du premier satellite français, Astérix. Il s’agit d’un exploit pour la France qui devient ainsi le troisième pays à construire un lanceur viable, après l’Union soviétique et les États-Unis.

1968

La base de lancement est installée en Guyane, à Kourou. Ce choix a été fait 6 déc. 1965 en raison de sa proximité avec l’équateur qui la dote de capacités de mises en orbite très performantes.

Lancé depuis la base de Vandenberg en Californie, le satellite scientifique FR-1 est la première réalisation franco-américaine. Il a pour mission d’étudier la propagation des ondes magnétiques de très basse fréquence dans l’ionosphère et la magnétosphère 1968 terrestres.

Inauguration du Centre spatial de Toulouse (CST), dans la droite ligne de la politique de décentralisation engagée par la France à partir de 1955. Aujourd’hui 2 406 personnes travaillent au CNES, dont 1 722 à Toulouse. 31 mai 1975

24 déc. 1979

L’Agence spatiale européenne (ESA) est créée. Ses 19 États membres (dont la France) mettent en commun leurs ressources pour développer les lanceurs, les véhicules spatiaux et les installations sol dont l’Europe a besoin pour être autonome dans le domaine spatial. L’agence élabore et met en œuvre la politique spatiale européenne à long terme.

1982

3, 2, 1,… Décollage d’Ariane ! La nuit de Noël 1979, la première fusée Ariane décolle de Kourou. Un triomphe célébré à l’échelle mondiale. Depuis, plus de 200 Ariane ont été lancés avec succès.

Jean-Loup Chrétien, est le premier Français et le premier Européen de l’Ouest envoyé dans l’espace lors de la mission franco-soviétique PVH. Il fut également le premier non-soviétique Lancement d’Hélios-1A utilisé par les et non-américain à effectuer une sortie autorités politiques et militaires pour la extravéhiculaire dans l’espace. lutte contre la prolifération des armements, pour la connaissance et l’anticipation des crises ainsi que pour le soutien aux missions opérationnelles. fév. 1986 fév. 7 juil. 1995

Le premier satellite Spot est placé en orbite pour observer la Terre sur de grandes étendues. Ces images servent, depuis 25 ans, à la cartographie, à l’agriculture, à l’urbanisme, à la gestion des forêts, des risques naturels, des ressources d’eau ou encore à l’exploration géologique. 2000

Création de la Charte internationale « Espace et catastrophes majeures » par le CNES et l’Esa. Grâce à elle les services de protection civile reçoivent pour leurs opérations de secours des données satellites pour la coordination lors d’événements tragiques de grande ampleur. 2009

Planck et Herschel sont lancés. Objectif ? Fournir aux astrophysiciens et cosmologistes des observations dans les longueurs d’ondes submillimétriques, permettant ainsi de remonter à l’origine de l’Univers. Planck a déjà catalogué 15 000 objets lumineux, dont 915 « cœurs froids ». 2011 2010

Pour célébrer son cinquantenaire, le CNES propose, au grand public, une rétrospective en images : une exposition « Au cœur de l’espace » au musée des Arts et Métiers à Paris, un timbre anniversaire et le livre C’est l’espace ! qui offre 101 regards sur l’espace.

19 ballons ont été lâchés au-dessus de l’Antarctique dans le cadre du programme Concordiasi. Il s’agit de mieux connaître le climat de l’Antarctique et les mécanismes de destruction de l’ozone atmosphérique.

oct. 2011 Premier lancement d’un Soyouz depuis le Centre spatial guyanais. Emportant avec elle les deux premiers satellites Galileo, cette nouvelle implantation est le fruit d’une longue coopération de 45 ans entre la Russie et la France. rapport d’activité 3 2011

12

une agence spatiale 26 à l’excellence technique reconnue

ACCèS à L’ESPACE

34 terre, environnement & climat

42 applications grand public

Sécurité & défense

50 SCIENCES SPATIALES & préparation de l’avenir 58 Ressources financières 68 4 Profil

domaines stratégiques 5 d’application du spatial Dans cinq grands domaines stratégiques, le CNES invente des systèmes spatiaux et trouve les solutions qui répondront demain aux besoins de la société : - Accès à l’espace - Terre, environnement & climat - Applications grand public - Sécurité & défense - Sciences spatiales & préparation de l’avenir.

4 effets de levier Les investissements dans l’innovation spatiale suscitent quatre effets de levier : - Sur l’industrie. L’innovation technologique ou systémique renforce la compétitivité de l’industrie française. - Sur l’économie. Pour chaque euro investi, les outils spatiaux génèrent 20 € à travers les applications et services opérationnels qu’ils offrent dans les domaines des télécommunications par satellites, du positionnement, de la navigation et de l’imagerie spatiale. Le spatial génère 16 000 emplois directs en France et 3 milliards d’euros de chiffre d’affaires. - Sur les sciences. La recherche spatiale française excelle de façon reconnue au meilleur niveau international, avec de nombreuses premières européennes ou mondiales. Elle répond à des enjeux scientifiques majeurs. En retour, la recherche tire l’innovation et l’industrie. - Sur la société et les politiques publiques. De nombreuses applications sont inaccessibles par les moyens terrestres mais permises par les capacités spatiales. L’espace est une aide à la décision et à l’action publiques et un outil au service de la souveraineté.

FOCUS La Loi relative aux opérations spatiales Le CNES certifié ISO 14001 (LOS) en application En 2011, une nouvelle version du Système de management En 2011, le contrôle de conformité technique, délégué au CNES du CNES, plus simple et plus facilement accessible pour les par le ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche utilisateurs, a été mise en place. Centré sur toutes les activités du en ce qui concerne la sécurité des opérations spatiales, a permis CNES déclinées en 12 processus pilotés par les directeurs, intégrant d’autoriser pour la première fois les vols inauguraux des lanceurs les composantes qualité, sécurité et environnement, ce SMC 2011 Soyouz au Centre spatial guyanais et Vega, avec les opérations permet d’avoir une gouvernance modernisée plus efficiente en de mise à poste des satellites Galileo-IOV et Pléiades sur ces matière de gestion des risques et des axes de progrès. L’obtention lanceurs, et d’accorder une licence pour 9 ans à l’opérateur spatial de la certification aux exigences des normes ISO 9001 (qualité) et Eutelsat pour l’ensemble de sa flotte. Les autorisations des autres pour la première fois ISO 14001 (environnement) pour 3 ans en a opérations spatiales se sont effectuées tout à fait correctement été l’aboutissement. selon les processus en vigueur. rapport d’activité 5 2011

lanceurs au départ 3 du Centre spatial guyanais Pour une gamme complète de lanceurs : - Ariane, la famille historique des gros lanceurs, transportant le cargo ATV vers la station spatiale internationale - Soyouz, le lanceur des charges moyennes, pour notamment mettre en orbite le système de navigation européen Galileo - Vega, le petit lanceur des charges légères en basse orbite pour les télécommunications.

rôles-clés et 2 compétences du CNES Agence spatiale française, « architecte système », le CNES, grâce à ses centres techniques, dialogue avec les institutions, les scientifiques et les industriels tout en confortant la France dans son statut de puissance spatiale.

1 part de rêve Depuis déjà 50 ans, le rêve est toujours là et impulse l’ensemble de la politique spatiale.

pas moins de 30 projets innovants en cours d’étude ...ET ou de réalisation en 2012 ! 6 éditorial

« Les réussites et les avancées de 2011 témoignent de la capacité du CNES à relever constamment de nouveaux défis. »

50 ans de maîtrise de l’espace

Le Centre national d’études spatiales est né le 19 décembre 1961 de l’ambition, portée par le général de Gaulle, de donner à la France la maîtrise de l’espace. Ainsi, notre pays est devenu dès 1965 la troisième puissance spatiale mondiale. 50 ans plus tard, la France occupe toujours une position de premier plan reconnue sur la scène internationale et le CNES en est resté le principal artisan.

Le CNES n’a jamais cessé d’innover et d’inventer l’avenir. De la fusée Diamant qui a mis en orbite en 1935 Astérix, le premier satellite français, à la famille des lanceurs Ariane qui enchaîne succès sur succès depuis plus de 30 ans, de la filière d’observation de la Terre Spot à la filière d’océa- nographie opérationnelle Jason, des télécommunications haut et très haut débit à la découverte de la première exoplanète tellurique ressemblant à la Terre ou à l’exploration de Mars, le CNES s’illustre par nombre de premières scientifiques et technologiques.L ’excellent bilan a été souligné par les plus hautes autorités de l’état en 2011.

D’abord lors de la première visite d’un président de la République au Centre spatial de Toulouse, le 22 novembre 2011, au cours de laquelle Nicolas Sarkozy a rendu, à l’occasion du 50e anniversaire du CNES, un hommage appuyé aux personnels du CNES « acteurs de la conquête de nouvelles frontières » tout en réaffirmant la nécessité d’une politique spatiale française : « L’espace est une priorité. Il n’y a pas de souveraineté française en ignorant cet enjeu. » Puis par le Premier ministre, le 30 novembre 2011, à l’occasion de l’inauguration de l’exposition grand public « Au cœur de l’espace » au musée des Arts et Métiers à Paris, organisée pour le cinquantenaire du CNES : « La création du CNES fut un pari pertinent et fécond ».

2011, une année particulièrement dense

Les réussites et les avancées de 2011 témoignent de la capacité du CNES à relever constamment de nouveaux défis. Avec cinq nouveaux vols parfaits en 2011, le lanceur Ariane 5 compte désormais 46 réussites consécutives depuis février 2003. Le premier lancement de Soyouz effectué le 21 octobre 2011 à partir de la Guyane a tenu sa pro- messe en mettant en orbite les deux premiers satellites du système de navigation européen Galileo. Mis sur orbite par le second vol de Soyouz le 17 décembre 2011, le satellite dual Pléiades 1A d’observation de la Terre à résolution submétrique a fonctionné immédiatement ainsi que les quatre microsatellites Elisa dédiés au renseignement d’origine électromagnétique. Côté contrôle des opérations, l’amarrage à la station spatiale internationale du cargo ATV-2 lancé par Ariane 5 s’est déroulé parfaitement le 24 février 2011. rapport d’activité 7 2011

YANNICK D’ESCATHA, PRéSIDENT DU CNES

Des décisions importantes ont été prises : le passage en phase de développement/réalisation du satellite scientifique Microscope qui cherche à vérifier le principe d’équivalence d’Einstein, et la sélection par l’Agence spatiale européenne des missions scientifiquesE uclid (cosmologie) et Solar Orbiter (observation rapprochée du Soleil) dans lesquelles la France est fortement impliquée. La coopération internationale bilatérale et multilatérale s’est renforcée avec la signature de nouveaux accords avec les états-Unis, le Japon, la Belgique, le Canada.

Ces quelques exemples illustrent comment les personnels du CNES partagent avec la commu- nauté scientifique et l’industrie françaises les compétences et l’engagement nécessaires pour poursuivre la grande aventure spatiale.

L’avenir se prépare aujourd’hui

Alors que la France et l’Europe traversent une crise financière difficile, l’état a décidé de continuer à investir dans une politique spatiale ambitieuse. C’est pourquoi des projets spatiaux prometteurs ont été sélectionnés dans le cadre du Programme d’Investissements d’Avenir (PIA) qui consacrera 500 millions d’euros au volet « Espace » dont le CNES est l’opérateur. Ce financement sera consa- cré à la préparation des futures générations de lanceurs et de satellites avec toujours la même volonté : maintenir une stratégie d’excellence dans les domaines de l’accès à l’espace, des télé- communications, de l’environnement, des sciences spatiales et de la sécurité/défense. De même, 100 millions du volet numérique du PIA seront consacrés à la création d’une filière industrielle « très haut débit » par satellite.

Indispensable au fonctionnement des états, enjeu de souveraineté, irremplaçable dans la vie quotidienne, incontournable dans l’acquisition des connaissances sur la Terre et l’Univers, l’espace est un secteur unique, qui se caractérise aussi par un retour sur investissement élevé : chaque euro investi rapporte 20 euros dans l’économie. Je rappelle que le secteur spatial représente 16 000 emplois directs en France et un chiffre d’affaires de plus de 3 milliards d’euros.

Jeune cinquantenaire, le CNES pense déjà aux 50 prochaines années… Tout reste à faire et à découvrir. Le rêve est toujours là plus vivace et prometteur que jamais. Les satellites sont et continueront à être les grands navigateurs et les grands explorateurs des temps futurs. Ils sont et seront plus que jamais les anges gardiens de notre planète pour maintenir la Terre habitable pour les générations futures. Le CNES conserve son goût du progrès et de l’innovation audacieuse et utile. Plus de trente projets spatiaux innovants sont en cours d’étude. L’avenir s’écrit aujourd’hui. 8 Le journal de l’année 2011

11 janvier Les résultats scientifiques du satellite européen Planck sont présentés à Paris. Planck mesure la plus ancienne lumière émise dans l’Univers. Le satellite fournit le premier relevé complet des objets froids, compacts et poussiéreux de notre Voie lactée, mais aussi d’autres galaxies.

24 février Suivi depuis le Centre de contrôle ATV à Toulouse de l’amarrage du cargo spatial Johannes Kepler à la station internationale. Ce deuxième véhicule automatisé a été lancé par Ariane 5 le 16 février (c’est son 200e lancement).

11 mars Un violent tremblement de terre frappe la côte est du Japon, suivi d’un tsunami avec des vagues de 10 m qui dévaste le littoral. La Charte internationale « Espace et catastrophes majeures » est 7 mai déclenchée par l’agence spatiale japonaise. La programmation Cérémonie officielle d'achèvement du chantier rapide d’images du satellite Spot 5 « Soyouz en Guyane ». De gauche à droite, Yannick d’Escatha (CNES), Jean-Jacques Dordain fournit une cartographie des dégâts (ESA), Jean-Yves Le Gall (Arianespace) et Vladimir Popovkin (agence spatiale russe) profitent exploitable par les services de de l’occasion pour y dévoiler la « pierre de Gagarine » venue du cosmodrome protection civile japonais. de Baïkonour. rapport d’activité 9 2011

20-26 juin 49e édition du Salon du Bourget, à cette occasion le pavillon du CNES met à l’honneur le rôle de l’espace dans la vie quotidienne, l’innovation et la construction européenne. Ministres, personnalités et grand public visitent nombreux le pavillon qui propose de belles surprises sensorielles (borne interactive de réalité augmentée, projection 3D, hologramme, etc.)

22 novembre à l’occasion des 50 ans du CNES, le Centre spatial de Toulouse reçoit 12 octobre pour la première fois de son histoire la visite d’un président de la République. Nicolas Sarkozy a Lancement depuis la base indienne de Sriharikota du satellite rendu un vibrant hommage à l’espace devant plus franco-indien Mégha-Tropiques. Sa mission est d’étudier le cycle de l’eau et de de 3 000 personnes. l’énergie dans l’atmosphère des régions tropicales. Ce cycle est le principal moteur du climat tropical et la source de phénomènes météorologiques violents (cyclones) ou cycliques (moussons).

26 novembre

Lancement du rover martien Curiosity qui emporte, entre autres, des instruments français ChemCam et Sam pour l’analyse du sol et de l’atmosphère de la planète rouge. Objectif : chercher à détecter des traces de vie sur Mars.

30 novembre 17 décembre Inauguration au Lancement par musée des Arts et Soyouz, depuis le Centre Métiers à Paris de l’exposition spatial guyanais, du satellite « Au cœur de l’espace », célébrant d’observation de la Terre les 50 ans du CNES, en présence Pléiades. Les utilisateurs civils du Premier ministre François Fillon. et militaires disposent d’une Dans un fervent discours, il retrace nouvelle source d’information les grands moments de l’aventure géographique de grande spatiale et insiste sur les précision. programmes portés par le CNES. 10 Le Conseil d’Administration au 31 Décembre 2011

Président Yannick d’Escatha Membres nommés en qualité de représentants de l’état L’ingénieur général Jean-Luc Vo Van Qui Conseil général des Mines Ministère de l’économie, de l’industrie et de l’emploi Le Comité Ary Bruand Directeur scientifique Chef du secteur environnement, planète-Univers, espace Stratégie Recherche et Innovation de direction Ministère de l’Enseignement supérieur et de la recherche, Direction générale de la recherche et de l’innovation (DGRI) au 1er juillet 2012 Philippe Pujes Ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, Direction générale de la recherche et de l’innovation (DGRI), Adjoint au directeur du département sectoriel A1 « Sciences de la Terre et de l’Univers, géo-environnement, aéronautique, transports, espace » Hélène Duchêne Ministère des Affaires étrangères et européennes Directrice des politiques de mobilité et d’attractivité Vincent Moreau Ministère du Budget, des Comptes publics, de la Fonction publique et de la Réforme de l’état Joël Barre Cécile Dubarry Directeur général délégué Ministère de l’économie, des finances et de l’emploi Opérations Chef de service des technologies et de la société de l’information à la Direction générale de l’Industrie, des technologies de l’information et des postes Jean-Pierre Devaux Délégation générale pour l’Armement Directeur des Systèmes de forces et des stratégies industrielle, technologique et de coopération Membres choisis en raison de leur compétence dans le domaine d’activité du CNES Anne Duthilleul Ministère de l’Outre-Mer DGOM-Bureau 2162 Geneviève Debouzy Ingénieur émérite Denis Maugars Président-directeur général de l’Onéra François Jacq Président-directeur général de Météo France Membres élus par les salariés Daniel Braun Centre spatial de Toulouse Gérard Lassalle-Balier Centre spatial de Toulouse Yves Bonamich Centre spatial de Toulouse Patrick Berger Centre spatial de Toulouse Marc Pircher Michel Eymard Bernard Chemoul Geneviève Campan José Golitin Direction du Centre Direction des lanceurs Direction du Centre Direction du système Centre spatial guyanais spatial de Toulouse spatial guyanais d’information Olivier Bugnet Direction des lanceurs (évry) rapport d’activité 11 2011

Yannick d’Escatha Président

Annie Targa Contrôleuse générale d’État

Henry de Roquefeuil Conseiller militaire Coordonnateur de l’équipe Défense

Jean-Luc Dumay Agent comptable principal

Thierry Duquesne Laurent Germain Pierre Dentand Pierre Ulrich Jean-Marc Astorg Bernard Luciani Pierre Tréfouret Isabelle Rongier- Direction de Direction financière Direction des services Direction des Direction des achats, Fonctionnaire Direction Pomagrzak la prospective, comptables ressources humaines, recettes externes de sécurité de la communication Inspectrice Générale de la stratégie, des relations et affaires juridiques de défense externe, Direction de la des programmes, sociales et de la Direction centrale de l’éducation et des fonction d’inspection de la valorisation communication de la sécurité affaires publiques générale et qualité et des relations interne internationales 12

une agence spatiale à l’excellence technique reconnue

a France est la première puissance spatiale européenne et l’Europe compte parmi les trois grandes puissances spatiales L mondiales. Le CNES contribue fortement au maintien d’un accès indépendant à l’espace et au développement de missions spatiales innovantes dans les télécommunications, l’observation de la Terre et l’exploration de l’Univers. Cette efficacité repose sur sa double compétence d’« agence » et de « centre technique » qui lui assure un positionnement fort dans l’innovation. L’investissement permanent dans la préparation de l’avenir (recherche et technologie, démonstrateurs, programmes probatoires, nouvelles méthodes et outils…) lui permet de conserver son avance et de donner à la France et à l’Europe des succès qui constituent des premières européennes, voire mondiales, dans tous les domaines d’application des technologies spatiales. Les projets pilotés par le CNES associent étroitement les laboratoires des organismes de recherche et des universités, les industriels qui réalisent les projets en tant que maîtres d’œuvre et les utilisateurs. L’espace est un investissement d’avenir. rapport d’activité 13 2011

Contribuer activement à l’innovation et à l’essor des technologies spatiales 14 L’espace en cinq axes stratégiques

Garantir l’autonomie française et européenne d’accès à l’espace Le Centre spatial guyanais (CSG) et le lanceur Ariane 5 constituent les deux atouts majeurs sur lesquels repose l’accès indépendant à l’espace de la France et de l’Europe. Le CNES, autorité de concep- tion de la famille des lanceurs Ariane et du CSG, apporte à l’Agence spatiale européenne son plein concours pour la réalisation de ces programmes dans un objectif de compétitivité. L’avenir de la filière des systèmes de lancement, complétée par Soyouz en Guyane et Vega, repose sur la satisfac- tion des besoins institutionnels et com- merciaux dans des conditions de fiabilité et de disponibilité optimales. Le CNES participe étroitement à la réalisation de ces conditions tout en cherchant à réduire les coûts.

Observer la planète Terre en continu

La plupart des systèmes opérationnels d’observation de la Terre ont vocation à être développés et exploités au niveau européen, notamment dans le cadre du programme GMES (Surveillance globale pour l’environnement et la sécurité). Le défi consiste à assurer, par des activités de Recherche & Technologie, le renou- vellement des générations de systèmes d’observation pour que la continuité des données spatiales et des services opéra- tionnels soit garantie. En fournissant des données d’observa- tion fiables, complémentaires des infor- mations issues de capteurs au sol ou en mer, les systèmes spatiaux conçus par le CNES ou avec son aide s’imposent dans tous les domaines : océanographie opé- rationnelle, étude du climat et météoro- logie, étude des surfaces continentales, Terre solide. rapport d’activité 15 2011 Accélérer le développement des technologies numériques

L’espace permet le développement d’un nombre croissant d’appli- cations et de services à haute valeur ajoutée. Le CNES est au cœur de l’essor de l’économie numérique : télévision haute définition, 3D ou sur mobile, Internet à haut et très haut débit, fixe et mobile. Le CNES s’attache à favoriser l’émergence de ces nouveaux services qui doivent être accessibles partout et par tous. reconnue La sélection par le Programme d’Investissements d’Avenir de satel- lites et filières à fort enjeu applicatif prouve l’importance prise par les télécommunications spatiales dans la vie quotidienne et dans

l’économie. Elles représentent aujourd’hui l’essentiel du marché TECHNIQUE commercial des satellites. une agence spatiale à l’excellence l’excellence à spatiale agence une

Assurer la sécurité et la défense des citoyens

Comme l’a défini le Livre blanc sur la défense et la sé- curité nationale de 2008, la priorité est de maintenir l’excellence des filières nationales afin d’assurer l’au- tonomie des capacités spatiales militaires. Les axes principaux de développement concernent l’observation optique très haute résolution, les télécommunications sécurisées, l’interception des signaux électromagné- tiques ainsi que la détection et l’alerte concernant les tirs de missiles balistiques. Dans ce contexte, le CNES travaille étroitement, au sein de l’équipe Défense, avec la Direction générale de l’ar- mement (DGA) et le Commandement interarmées de l’espace, qui doivent bénéficier du caractère dual d’un nombre croissant de systèmes spatiaux.

Explorer l’Univers pour mieux comprendre

L’exploration spatiale, née il y a 50 ans, se poursuit pour répondre à des ques- tions toujours sans réponse sur l’origine de la vie, notamment. Ses objectifs sont avant tout scientifiques pour faire pro- gresser la connaissance : recherche de vie extraterrestre, exploration de Mars, du Soleil, de l’énergie noire… Priorité est donnée au programme scientifique obligatoire de l’ESA et aux coopérations mondiales qui permettent Groupe du Comex au Carré Daumesnil, la nouvelle de mener à leur terme de telles mis- localisation de la Direction des lanceurs. sions. Dans ce cadre, le CNES fournit, en liaison avec la communauté scientifique, les instruments engagés dans divers programmes. L’ambition est de favoriser le développement de compétences cri- tiques à haute valeur ajoutée. 16 Le Centre spatial de Toulouse

Le Centre spatial de Toulouse (CST) conçoit, développe, exploite des véhicules et des systèmes orbitaux et prépare les méthodes et techniques de demain. Ces savoir-faire sont partagés avec la communauté industrielle et scientifique qui contribue avec le CNES à la réalisation de missions spatiales opérationnelles dans les domaines les plus variés : télécommunications, navigation par satellite, exploration de l’Univers, observation de la Terre, expérimentation en micropesanteur…

Pléiades 1A : couronnement d’une année d’intense activité de lancements et d’opérations

Les nombreux lancements de 2011 confirment le rôle technique et opérationnel du Centre spatial de Toulouse dans la réalisation des projets dont le CNES a la responsabilité ou auxquels il contribue. - Pléiades représente la nouvelle génération de satellites d’observation de la Terre. Sa com- pacité, son contrôle d’attitude à actionneurs gyroscopiques lui confèrent une agilité excep- tionnelle rendant possibles des modes d’ac- quisition stéréoscopique ou des mosaïques en un seul passage. Sa résolution est de 70 cm pour une fauchée de 20 km. Sa mise en orbite le 17 décembre, avec les quatre satellites du dé- monstrateur Elisa et un satellite chilien, cou- ronne des années de développement conduites au Centre spatial de Toulouse. - Quelques semaines auparavant, la mission Mars Science Laboratory de la NASA prenait son envol pour Mars avec, à son bord, Chem- Cam et Sam, deux instruments dont le CST a assuré la maîtrise d’ouvrage parmi les douze embarqués. - Au mois d’octobre, les deux premiers satellites IOV (In Orbit Validation) de la constellation Ga- lileo étaient lancés et leur mise à poste assurée depuis le CST. Ils ont été suivis de peu par la première mission scientifique franco-indienne Mégha-Tropiques dédiée à l’étude du cycle de l’eau et du climat. Le CST a fourni plusieurs ins- FOCUS truments à l’Isro, l’agence spatiale indienne. - HY-2A, la première mission franco-chinoise dans le domaine de l’océanographie spatiale, Acteur de l’excellence a été lancée en août en embarquant un ins- en Midi-Pyrénées trument Doris fourni par le Centre spatial de Toulouse. Implanté en Midi-Pyrénées depuis 1968, où est concentré un quart des emplois européens - En février, le véhicule de transfert automatique dans le secteur spatial, le Centre spatial de Toulouse est un des acteurs du développement ATV-2 Johannes Kepler, piloté depuis le centre régional. Membre actif du pôle de compétitivité Aerospace Valley, du Réseau thématique de recherche avancée « Sciences et technologies pour l’aéronautique et l’espace » et du PRES de contrôle de Toulouse, a été amarré avec (Pôle de recherche et d’enseignement supérieur) université de Toulouse, il participe à succès à la station spatiale internationale (ISS) l’écosystème qui mutualise les actions et favorise les synergies en faveur de « L’espace en pour une mission de quatre mois avant sa ren- Midi-Pyrénées ». Le CST a soutenu la création de l’Institut de recherche technologique trée contrôlée dans l’atmosphère. Aéronautique, Espace et Systèmes embarqués sélectionné par le Plan d’Investissements - Entre les mois de février et d’avril, 13 ballons d’Avenir ainsi que la candidature au label d’excellence Idex 2 obtenu par le PRES le 6 février 2012. dédiés à l’étude de la chimie de l’atmosphère ont été lâchés de Kiruna (Suède). rapport d’activité 17 2011

FFIORD sur Prisma : la démonstration d’un saut technologique prometteur

Les exemples suivants illustrent la capacité du intéresse également toutes les missions né- CST à mettre en œuvre les technologies néces- cessitant une navigation purement optique, par reconnue saires aux futures missions spatiales. exemple le retour d’échantillons martiens ou la - Avec l’expérimentation FFIORD, participation récupération de débris spatiaux. du CNES à la mission suédoise Prisma, une - La mise en orbite des premiers satellites IOV étape a été franchie dans la maîtrise du vol en de la constellation Galileo a été effectuée avec formation et du rendez-vous autonome. Les une précision de positionnement inégalée : TECHNIQUE Le senseur métrologies radiofréquence et optique ont été mieux que 5 mètres en altitude à 23 222 km FFIORD chez utilisées pour réaliser de nombreuses phases de la Terre ! Thales Alénia Space. de vol relatif et démontrer notamment une - Le scellement du tube au césium de l’horloge capacité de positionnement d’une précision atomique Pharao pour maintenir l’ultravide né- centimétrique. Cette démonstration en orbite cessaire aux niveaux de précision attendus a été réalisé avec succès. Il s’agit d’une avancée cruciale dans ce projet qui devrait être embar- qué dans l’ISS en 2013. Proteus, 10 ans d’une filière à succès

Conçues pour offrir à moindre coût des Mission Smos : la maîtrise

services de qualité, les plateformes de l’exploitation des données l’excellence à spatiale agence une Proteus pour minisatellites ont emporté spatiales ces 10 dernières années aussi bien des radars altimètres qu’un lidar, un Moins visibles que les activités de développe- télescope ou un radiomètre sur ment de projets mais essentielles, les missions Jason 1 et 2, Calipso, Corot et Smos. Elles cumulent ainsi 26 années de d’exploitation représentent une part importante parfait fonctionnement en orbite. de l’activité du Centre spatial de Toulouse : mise Avec ses presque 20 microsatellites et maintien à poste des satellites, valorisation et lancés ou en développement, la filière pilotage de la production des données scienti- Myriade n’est pas en reste. Le Centre fiques, exploitation des centres de mission ou de spatial de Toulouse poursuit son effort traitement de données, suivi de la performance d’optimisation des plateformes avec la définition du standard d’opérabilité des capteurs et de la qualité des produits. Isis (Initiative for Space Innovative - Premiers suivis de cyclones, aide à la prévision Standards) et la nouvelle génération des risques, suivi en temps réel des séche- de microsatellites Myriade Evolutions. resses… Au cours de l’année 2011, les données fournies par le satellite Smos (lancé en 2009), et traitées par les partenaires européens de la mission, dont le CST, pour les rendre aisément accessibles aux scientifiques, ont notamment confirmé la sévérité de l’épisode de sécheresse qui a frappé l’Europe. - La Charte « Espace et catastrophes majeures » a été activée 30 fois, confirmant l’intérêt des données spatiales dans l’aide à la gestion des crises. - Le satellite Jason 1 d’observation des océans a fêté ses 10 ans en orbite. Les missions Calipso (mesures globales des nuages et des aérosols), Corot (astronomie) et l’instrument Iasi (prévi- sions météorologiques) fonctionnent depuis 5 ans. Tous ces satellites sont en bonne santé et fournissent des résultats d’un grand intérêt scientifique, ce qui a conduit le CNES à décider de prolonger leur durée de vie. - L’instrument Déclic, embarqué à bord de la station spatiale internationale, a permis d’ob- tenir des résultats significatifs en physique des matériaux.

Mission Control Room (MCR), salle de contrôle principal pour la mise à poste des satellites Galileo au Centre spatial de Toulouse. 18 LA Direction des lanceurs

Depuis plus de 40 ans, la Direction des lanceurs (DLA) du CNES conçoit et développe des lanceurs au profit de la France et de l’Europe. La DLA a piloté, pour le compte de l’Agence spatiale européenne, le développement de tous les lanceurs de la filière Ariane et les moyens sol associés. Au cœur d’un secteur en forte mutation et face à une concurrence internationale très active, la DLA a conduit le programme visant à implanter Soyouz en Guyane et contribué au développement de Vega. La Direction des lanceurs étudie également les systèmes de lancement de demain.

Une organisation et une localisation communes CNES-ESA

Le 2 janvier 2012, les équipes de la Direction des lanceurs ont quitté le département de l’Essonne pour s’installer à Paris aux côtés des équipes lanceurs de l’Agence spatiale européenne. En réunissant ces équipes sur un même site dans le XIIe arrondissement, le CNES s’inscrit dans une dynamique d’efficacité pour construire l’avenir des lanceurs en Europe. Enjeu de souveraineté incontournable, la maî- trise de l’accès autonome à l’espace est défendue et portée par la France depuis une quarantaine d’années. Le rapport remis au Premier ministre en mai 2009 en confirme l’importance pour le long terme et préconise notamment que soit lan- cée l’étude d’un lanceur de nouvelle génération, Ariane 6. Ce même rapport pose le principe de la colocalisation des équipes lanceurs de la DLA et de l’ESA pour créer la synergie nécessaire à la réussite des nouveaux développements. Le rapprochement concerne l’ensemble des équipes de la Direction des lanceurs : système de lancement, projet, contrôle projet, qualité, maîtrise des risques, sûreté de fonctionnement. Ces compétences étant complémentaires, les 240 salariés du CNES travaillant jusque là sur le site d’évry ont rejoint l’organisation commune avec l’ESA.

Le nouveau site parisien de la Direction des lanceurs – appelé « Carré Daumesnil » – abrite un plateau équipé des toutes dernières technologies en matière d’ingénierie concourante et de travail collaboratif. Les ingénieurs disposent de moyens numériques puissants leur permettant d’évaluer l’environnement des lanceurs et les questions de sauvegarde. rapport d’activité 19 2011 reconnue TECHNIQUE

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Maintien des relations avec le département de l’Essonne

En 2011, la DLA a reçu à évry une délégation du Gabon en présence de représentants de la ville de Courcouronnes qui souhaite engager des échanges éducatifs avec ce pays. Le CNES dispose en effet d’une station d’acquisition à N’Koltang, à 30 km de Libreville. Sixième séminaire « Perseus » à Il s’agit de la quatrième station opérationnelle à suivre l’université d’évry-Val-d’Essonne le lanceur Ariane pendant environ 15 minutes. Sa situation géographique privilégiée, sur l’équateur, à Le CNES, en collaboration avec l’UFR Sciences et l’ouest de l’Afrique, permet d’être en visibilité des Technologies de l’université d’évry, a organisé la événements les plus importants de la mission tels 6e édition de ce séminaire du 27 au 29 janvier 2011. que la fin de la propulsion du e3 étage, l’injection et la Perseus (Projet étudiant de Recherche Spatiale séparation des satellites. Européen Universitaire et Scientifique) est un programme de développement technologique, intégré à la politique de recherche et d’innovation de la Direction des lanceurs du CNES. Il constitue un outil unique pour promouvoir les métiers de l’espace Un « Tweet-up » organisé auprès des jeunes, étudiants et bénévoles, et mettre par le CNES à évry au point des solutions innovantes, applicables aux petits lanceurs grâce à une collaboration originale Le CNES organise régulièrement des « live Tweets » lors des entre le CNES et l’université d’évry, les grandes lancements d’Ariane : durant toute la soirée, les internautes sont écoles, les associations aérospatiales et quelques invités à suivre et à dialoguer en temps réel avec la rédaction web partenaires privilégiés du secteur aérospatial. du CNES et des experts dans le domaine des lanceurs, via Facebook Trois prix ont été remis aux lauréats par Michel et Twitter. Eymard, directeur des lanceurs au CNES, en présence à l’occasion du lancement du 20 septembre 2011, le CNES a de Richard Messina, président de l’université d’évry. donné pour la première fois la main aux internautes et à quelques Ils ont récompensé les meilleurs projets sur la base bloggeurs passionnés d’espace, en utilisant le réseau social Twitter. de la qualité du travail en équipe, de l’idée la plus Ils ont pu dialoguer en direct avec les experts du CNES et faire originale ou innovante et de la réalisation matérielle partager leurs impressions en ligne et en temps réel. la plus intéressante. 20 Le Centre spatial guyanais

Au Centre spatial guyanais (CSG), le CNES représente l’État français, État de lancement. Ses responsabilités sont multiples : - organisation et coordination des opérations de lancement ; - acquisition et traitement des mesures liées aux lancements (localisation, télémesure, optique), avec le concours des stations en aval ; - élaboration et mise en œuvre des mesures de sauvegarde sol et bord, de protection de l’environnement et de sûreté-protection sur l’ensemble de la base spatiale.

Autorité de conception de tous les moyens sol opérationnels sur le site, le CNES est également le propriétaire foncier de l’ensemble du site spatial de Guyane.

2011 : 3 campagnes de lancement pour 3 lanceurs différents

Le Centre spatial guyanais a vécu une année 2011 exceptionnelle. Pour la première fois de son exis- tence, les campagnes de lancement ont concerné trois lanceurs aux caractéristiques et aux cibles différentes : Soyouz, Ariane 5 et Vega. - Avec le décollage, pour la première fois, de Soyouz depuis la Guyane, le CSG et l’Europe ont connu un doublé historique. Deux lance- ments parfaits à moins de deux mois d’inter- valle : deux satellites de la constellation Galileo le 21 octobre et six satellites en un seul tir le 17 décembre dont Pléiades 1A (mission duale d’observation de la Terre) et les quatre microsa- tellites du démonstrateur Elisa (démonstrateur renseignement d’origine électromagnétique). Le CNES a assuré la maîtrise d’œuvre de la réa- lisation du pas de tir pour le compte de l’Agence spatiale européenne et en liaison avec les par- tenaires russes et européens. Sa qualification opérationnelle a eu lieu le 29 avril 2011. - Le vaisseau cargo ATV-2 Johannes Kepler a été lancé avec succès par Ariane 5 le 16 février. C’était le 200e lancement d’une fusée Ariane. L’événement fut célébré comme il se doit. Quatre autres lancements ont suivi, tout aussi réussis. - Quant à Vega, le tout nouveau lanceur euro- péen dédié aux missions en orbite basse, il faudra attendre le 13 février 2012 pour le voir s’élancer dans le ciel guyanais. Dans cette at- tente, le CNES, assistant à maître d’ouvrage pour le compte de l’ESA, a conduit les derniers essais de qualification, tous satisfaisants.

Le lanceur Vega sur son pas de tir au Centre spatial guyanais rapport d’activité 21 2011

Contrats industriels renouvelés

Maître d’ouvrage des installations et moyens techniques du Centre spatial guyanais, le CNES a reconnue signé 14 contrats industriels d’exploitation et de maintenance en 2011. Ces nouveaux contrats ont pour but d’organiser les activités au CSG entre les trois lanceurs avec des objectifs précis : maintenir

les conditions de disponibilité et de sécurité de la TECHNIQUE base, réduire les coûts de maintenance et d’exploi- tation et impliquer davantage les industriels des états membres de l’ESA dans son fonctionnement.

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Des lycéens guyanais en impesanteur

Le lycée Melkior-Garré de Cayenne est le premier établissement de Guyane à avoir participé à une campagne de vols paraboliques à bord de l’Airbus A300 Zéro-G. L’avion est la propriété de Novespace, filiale du CNES. En mai 2011, des lycéens ont testé à Bordeaux des expériences dans les conditions d’impesanteur. élèves et professeurs se sont mobilisés autour d’un programme d’expériences faisant référence à l’histoire des sciences, baptisé : « Et si Archimède, Galilée, Newton et Richer pouvaient voler en impesanteur ? » L’objectif était d’étudier l’évolution de la pensée en termes de gravité, de mesure de masse, du temps et de situation d’impesanteur. Si les trois premiers scientifiques cités dans le titre du projet sont universellement connus, il n’en est pas de même pour Jean Richer. Or, ce scientifique fit partie d’une expédition envoyée à Cayenne en 1672 par l’Académie des sciences de Louis XIV. Sous la direction de Cassini, il fit sur place de nombreuses mesures astronomiques et gravimétriques qui seront ensuite comparées à celles effectuées au même moment à Paris. Une des découvertes de cette expédition est la variation de l’intensité de la pesanteur à la surface de la Terre.

Le chantier de construction de l’Ensemble de Lancement Soyouz a duré quatre ans, de 2007 à 2011, sur la commune de Sinnamary. Une cérémonie a été organisée pour marquer le transfert du nouveau pas de tir à l’ESA et commémorer le 50e anniversaire du vol de Youri Gagarine. à cette occasion, la « pierre de Gagarine », apportée en 2007 par les autorités russes, a été scellée sur place. 22 Moderniser la gestion des ressources humaines

Télétravail : un accord applicable à tous les établissements du CNES

Le déménagement des équipes de la Direction des lanceurs d’évry (Essonne) à Paris-Daumesnil en janvier 2012 a donné lieu à une réflexion sur l’organisation du travail notamment liée au rallon- gement des temps de trajet. Une démarche originale et ambitieuse a été ap- pliquée : la négociation a porté sur l’ensemble du CNES afin de définir les règles applicables au CNES en matière de télétravail permettant en- suite aux établissements du CNES de négocier un accord local. Le premier a été mis en œuvre à Paris-Daumesnil en janvier 2012. Près de la moitié des salariés ont adopté le télétravail à raison d’un jour par semaine. Le CNES a mis en place, au domicile des salariés concernés, l’en- vironnement de travail et l’assistance technique adéquats. Le management a été associé à la démarche tout au long du processus de négociation. Une évolution du compte formation spécifique, un dialogue constructif et le partage d’expérience avec d’autres entreprises épargne-temps ont permis de lever les éventuelles appréhensions. La négociation d’accords locaux pour les autres Le régime du compte épargne-temps (CET) en établissements du CNES et le déploiement du cours au CNES devait évoluer suite aux dernières télétravail au CNES pourront intervenir après une modifications légales.L es nouvelles dispositions période d’un an à l’issue d’un premier bilan. adoptées en 2011 dans le cadre de la négociation élargissent les possibilités d’utilisation des jours de congés non pris : - lissage des congé annuels sur plusieurs années dans le cas de projets longs ; - monétisation plus souple du compte épargne- temps individuel ; - constitution d’un CET de longue durée en vue de financer un congé de fin de carrière précédant le départ à la retraite, un congé sabbatique,…

2006 2007 2008 2009 2010 2011 Taux global de mobilité 9,8 % 12,2 % 13,8 % 13,1 % 11,7 % 11,3 % (hors réorganisations) dont : Géographique 1,9 % 2,2 % 2,1 % 1,2 % 1,6 % 2,0% (inter centres) Fonctionnelle (in situ) 7,7 % 9,9 % 11,5 % 11,6 % 9,9 % 9,0% Vers l’extérieur du CNES 0,2 % 0,1 % 0,2 % 0,2 % 0,2 % 0,3 % (selon accord mobilité) rapport d’activité 23 2011

Vers une gestion des compétences ambitieuse

Le CNES doit entretenir son portefeuille reconnue de compétences sur lequel repose sa capacité à concevoir et réaliser des missions spatiales innovantes qui sont autant de « premières ». Alors que le transfert des connaissances repose TECHNIQUE encore traditionnellement sur une forme de compagnonnage, une nouvelle approche a été entreprise en 2011. L’ob- jectif est de structurer la gestion des compétences à travers un référentiel, de dynamiser les parcours de carrière et de faire mieux circuler les savoir-faire. une agence spatiale à l’excellence l’excellence à spatiale agence une

2010 CDI CNES CDD/ENF (1) Intérims Autres personnels Site Cadres Non Cadres Cadres Cadres Non Cadres (2) Total 2010 Paris 144,8 46,5 0,0 2,5 3,4 197,2 Évry 184,9 40,0 6,1 0,5 2,3 233,8 Kourou 158,9 104,1 5,1 1,0 8,4 277,5 Toulouse 1 349,2 352,0 13,5 15,0 7,2 1 736,9 Total par nature & général 1 837,8 542,6 24,7 19,0 21,3 216,8 2 662,2 Total CNES 2 405,1 dont femmes 878,3 dont hommes 1 526,8

2011 CDI CNES CDD/ENF (1) Intérims Autres personnels Site Cadres Non Cadres Cadres Cadres Non Cadres (2) Total 2011 Évolution Paris 144,0 43,2 0,0 2,7 1,7 191,6 - 5,6 Évry 186,2 38,8 3,2 0,9 2,9 232,0 - 1,8 Kourou 162,8 100,6 4,8 0,2 6,8 275,2 - 2,3 Toulouse 1 375,7 332,2 15,3 5,2 14,8 1 743,2 + 6,3 Total par nature & général 1 868,7 514,8 23,3 9,0 26,2 221,4 2 663,4 + 1,2 Total CNES 2 406,8 + 1,7 dont femmes 874,5 - 3,8 dont hommes 1 532,3 + 5,5

(1) ENF : Salariés européens non français sous contrat à durée déterminée. (2) Autres personnels : essentiellement, boursiers de thèse et postdoctorants. 24 Communication externe Partager la passion de l’espace !

La communauté de communication a été au rendez-vous de sa mission et de ses publics tout au long de l’année.

Au rendez-vous « de l’Espace pour la Terre »

Au moment où les ressources de l’état sont gé- rées au plus juste, la communication est un levier indispensable du « faire savoir » et du « rendre compte » vers l’ensemble des parties prenantes : des tutelles au grand public, en passant par les partenaires industriels et scientifiques. Plus que jamais, pour honorer sa signature « de l’Espace pour la Terre », le CNES fait rayonner le caractère unique de son excellence technique et de son ac- tion, sur les territoires où il est implanté mais aussi plus globalement au niveau national et européen.

Tout au long de l’année, le CNES vient à la rencontre des concitoyens. Ci-contreYannick d’Escatha et Jean-Marc Ayrault à Nantes.

Au rendez-vous du succès des 50 ans

Les 50 ans du CNES ont été l’occasion pour l’établissement de communiquer très largement. Ainsi la direction de la Communication externe, de l’éducation et des affaires publiques a mis en place un dispositif complet visant l’ensemble de ses publics : actualités et explications sur les médias du CNES (CNES Mag, site Internet www.cnes.fr, page Facebook…), ouvrage en co- édition avec Gallimard C’est l’espace ! 101 savoirs, histoires et curiosités, médaille de la Monnaie de Paris, timbre, colloque pour la communauté scientifique (« Image de la recherche scientifique spatiale française »), exposition au musée des Arts et Métiers à Paris et même un événement pour les blogueurs (visite guidée par un agent du CNES et jeu-concours à la clé !). Ces 50 ans de succès des agents du CNES ont également été salués à deux reprises au plus haut niveau de l’état avec les venues du prési- dent de la République à son centre spatial de Toulouse (une première dans l’histoire du CNES) et du Premier ministre pour l’inauguration de Le cinquantenaire du CNES fêté sous l’angle culturel : l’exposition parisienne « Au cœur de l’espace ». • entrée en matière de l’exposition « Au cœur de Une exposition qui a su séduire un large public l’espace » au musée des Arts et Métiers avec la en accueillant plus de 30 000 visiteurs, preuve KNES symphonie jouée par la Compagnie Alain de l’envie d’espace de ces derniers… Germain ; • nouveau livre, C’est l’espace, publié par l’éditeur Gallimard à l’occasion des 50 ans du CNES ; • timbre pour célébrer le cinquantenaire du CNES. rapport d’activité 25 2011

Pour la célébration de ses 50 ans, le CNES a présenté une exposition sur les grilles du Conservatoire national des Arts et Métiers. reconnue TECHNIQUE une agence spatiale à l’excellence l’excellence à spatiale agence une

Au rendez-vous des succès techniques du CNES

L’année a été émaillée de lancements emblématiques qui ont été honorés de la venue en Guyane de décideurs et de personnalités politiques : lancement du deuxième véhicule-ravitailleur ATV (Automatic Transfert Vehicle) qui a re- joint la station spatiale internationale grâce au lanceur Ariane 5, en présence du ministre français de l’enseignement supérieur et de la recherche. Soyouz a réussi ses premiers décollages du centre spatial guyanais avec la mise en orbite d’une part des deux premiers satellites de Galileo, sous les yeux du ministre français de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, du vice- président de la commission européenne et du vice-Premier ministre russe, et d’autre part des satellites Pléiades et Elisa en présence des plus hautes autorités de la défense.

Au rendez-vous des publics

Des succès techniques qui ont également été relayés auprès de ses parte- naires et du public. Par exemple, au salon du Bourget, où le CNES a obtenu un record d’affluence –plus de 20 000 personnes sur son pavillon– et la tenue de rencontres importantes dans l’espace réservé aux professionnels et aux institutionnels. Le CNES est aussi allé à la rencontre d’un public familial en régions. Ainsi, la manifestation « Les enjeux de l’espace » lui a notamment permis de sensibiliser plus de 30 000 Vannetais. Les jeunes restent aussi le cœur de la politique de communication avec de nombreuses activités conçues et organisées spécialement à leur intention : nouvelle édition du C’Space à Biscarosse avec la DGA, opération « Espace c’est classe » en Midi-Pyrénées, « espace dans ma ville » en France métropolitaine ou « espace au fil du fleuve » en Guyane… 26

ACCèS à L’ESPACE

événement de l’année 2011 est sans conteste le vol historique, le 21 octobre, du premier Soyouz depuis la L’Guyane. Lancement parfaitement réussi avec la mise sur orbite de deux satellites de la constellation Galileo. Le 17 décembre, un second tir est venu confirmer la formidable capacité opérationnelle du système de lancement. Pléiades 1A, le satellite dual d’observation de la Terre de nouvelle génération, Elisa, le démonstrateur dédié au renseignement électromagnétique et SSOT, le satellite d’observation chilien, ont eux aussi rejoint leurs orbites comme prévu. Après les cinq tirs réussis d’Ariane 5 et les deux de Soyouz, le lancement de Vega était très attendu. Le vol inaugural, à partir du Centre spatial guyanais, de la petite fusée européenne s’est déroulé parfaitement le 13 février 2012. L’Europe dispose désormais d’une gamme complète de lanceurs opérationnels pour répondre à ses besoins d’autonomie d’accès à l’espace : Ariane 5 pour les lancements lourds, Soyouz pour les charges moyennes et Vega pour les charges légères en orbite basse. C’est une priorité stratégique qui se voit concrétisée. Ces systèmes de lancement doivent être performants sur le long terme, tant sur le plan technique que sur le plan de leur compétitivité économique. Aussi, leur maintien au meilleur niveau est une exigence permanente pour atteindre des conditions d’exploitation satisfaisant les besoins des marchés institutionnels et commerciaux. La préparation du lanceur successeur d’Ariane 5 est en cours. Deux options sont étudiées : l’une est une évolution du concept Ariane 5, l’autre est un concept de nouvelle génération, appelé Ariane 6. Le choix entre ces options fera l'objet d'une décision lors du prochain Conseil de l’Agence spatiale européenne au niveau ministériel qui aura lieu en novembre 2012. rapport d’activité 27 2011

Disposer dans le cadre de l’ESA d’une gamme complète de lanceurs depuis le Centre spatial guyanais 28 accès autonome à l’espace Pour une politique spatiale ambitieuse

Maintenir l’indépendance d’accès à l’espace

Le Conseil des ministres a demandé, le 23 mars 2011, la rédaction d’un document rappelant, dans la lignée du discours du président de la Ré​ publique de février 2008 à Kourou, les grands principes qui guident la politique spatiale de la France et précisant ses orientations pour l’avenir. L’accès indépendant à l’espace y est affirmé comme le socle indispensable au maintien des capacités spatiales de la France et de l’Europe. Toutes les puissances spatiales – Russie, états- Unis, Japon, Chine, Inde – ont créé ce socle qu’elles financent sur le long terme et auquel elles assurent l’exclusivité de leurs lancements publics. De même, l’Europe doit appliquer la préférence européenne pour les lancements de ses missions institutionnelles et fournir l’effort financier nécessaire à l’existence de cette filière. L’autonomie française et européenne d’accès à l’espace repose aujourd’hui sur deux atouts ma- jeurs : le Centre spatial guyanais qui doit devenir à terme une infrastructure de l’Union européenne et le lanceur Ariane 5, complété par Soyouz en Guyane. Grâce à sa grande capacité d’emport, Ariane 5 est apte à satisfaire tous les besoins de lancement des pouvoirs publics. La priorité ac- tuelle est d’en diminuer le prix de revient tout en garantissant sa fiabilité et sa disponibilité. C’est l’objet des études sur la suite d’Ariane 5, lancées par la France dans le cadre des investissements d’avenir. Différentes options sont en cours d’éva- luation en vue d’une décision lors du Conseil ministériel de l’ESA prévu fin 2012 : elles vont du développement d’un nouvel étage supérieur, qui remplacerait celui existant d’Ariane 5 ECA, à la conception d’un nouveau lanceur dénommé Ariane 6. rapport d’activité 29 2011 Ariane 5 le lanceur lourd en évolution ’ ESPACE constante è S à L ACC

2011 : 5 lancements, 5 succès

Avec le succès des cinq lancements effectués en 2011, soit 46 réussites consécutives depuis 2003, Ariane 5 s’affirme comme un lanceur de référence. Sa fiabilité, sa disponibilité et sa pré- cision d’injection sont des atouts incontestables face au marché des services de lancement. C’est la fierté de l’Europe spatiale. Dotée d’une capacité de 10 tonnes en orbite de transfert géostationnaire et de plus de 20 tonnes en orbite basse, la famille Ariane 5 offre une flexibilité unique qui lui permet de s’adapter à la capacité d’injection du vaisseau cargo auto- diversité des missions : lancements doubles pour matisé (ATV) vers la station spatiale inter- mettre en orbite les satellites de télécommuni- nationale ayant été démontrée avec les deux cations au moindre coût et lancements simples premiers lancements (Jules-Verne en mars pour les véhicules spatiaux les plus lourds. 2008 et Johannes Kepler en février 2011), La version Ariane 5 ECA, la plus utilisée ac- cette version Ariane 5 ES sera encore utilisée tuellement, est équipée d’un étage supérieur pour le lancement de l’ATV-3 Edoardo-Amaldi cryotechnique baptisé ESC-A qui augmente ses en mars 2012. Cette même version est en performances. De légères améliorations supplé- cours d’évolution à l’aide d’un financement mentaires sont prévues d’ici fin 2012.L a version mixte Commission européenne-ESA pour Ariane 5 ES est, quant à elle, pourvue d’un étage déployer des satellites de la constellation supérieur à propergol stockable conçu pour Galileo. Ariane 5 ES pourra emporter quatre permettre plusieurs allumages, entrecoupés de satellites Galileo à la fois. Un premier vol est phases balistiques, nécessaires à la mission. Sa envisagé en 2014. 30

Ariane 5 le lanceur lourd en évolution constante

Avec cinq lancements en 2011, Ariane 5 compte 46 réussites consécutives depuis 2003

Ariane 5 Lancement et arrimage à la station spatiale internationale Vol 200 16 février 2011 ES du vaisseau cargo ATV-2 Johannes Kepler.

Mise en orbite de deux satellites de télécommunications : YahSat-Y1A pour l’opérateur Al Yah Satellite Ariane 5 Communications Company, construit par EADS Astrium et Vol 201 22 avril 2011 ECA Thales Alenia Space, et Intelsat New Dawn, premier satellite de communications né d’un partenariat entre Intelsat et des investisseurs sud-africains.

Mise en orbite de deux satellites de télécommunications : ST-2 pour l’opérateur singapourien ST-2 Satellite Ventures Ariane 5 Vol 202 20 mai 2011 Pte Ltd et Gsat-8 construit par l’Isro, l’organisation ECA indienne de recherche spatiale, qui assurera aussi des missions de navigation.

Mise en orbite de deux satellites de télécommunications : Astra-1N construit par EADS Astrium pour l’opérateur privé d’origine européenne SES et BSat-3c/JCSat-110R pour le Ariane 5 Vol 203 6 août 2011 constructeur américain Lockheed Martin Commercial Space ECA Systems dans le cadre d’un contrat clé en main au profit des opérateurs japonais B-Sat Corporation et Sky Perfect JSat Corporation.

Mise en orbite de deux satellites de télécommunications : Ariane 5 21 septembre Vol 204 Arabsat-5C pour l’opérateur Arabsat et SES-2 pour ECA 2011 l’opérateur SES.

Le futur d’Ariane 5 : deux scénarios en discussion

Clé de voûte de l’offre de lancement européenne, le lanceur Ariane 5 devra être remplacé vers 2020. Deux options sont à l’étude. D’une part, un lanceur Ariane 5 ME (pour Midlife Evolution) d’une capa- cité d’emport de 12 tonnes en lancement double, D’autre part, Ariane 6, un lanceur de nou- soit 20 % de plus que la performance actuelle, velle génération qui serait opérationnel entre cette version devant être équipée d’un nouvel étage 2020-2025. Plus performant, plus compé- supérieur propulsé par le moteur cryotechnique titif et encore plus fiable, il est étudié dans réallumable Vinci. Ses avantages : répondre à des deux cadres. D’une part, le FLPP (Future besoins de lancement plus variés et permettre d’al- Launcher Preparatory Program) financé par léger la fonction de propulsion des satellites au pro- l’ESA et d’autre part, depuis 2010, le Pro- fit d’un renforcement des fonctions utiles à la mis- gramme d’Investissements d’Avenir (PIA) sion spatiale. Elle pourrait être disponible en 2018. de la France. Une enveloppe de 250 millions Le programme préparatoire d’Ariane 5 ME, appelé d’euros est dédiée au sein du PIA à ce projet, Ariane 5 post-ECA, s’est poursuivi en 2011. Les tra- placé sous la responsabilité du CNES. vaux ont porté principalement sur les essais à feu, Le prochain Conseil de l’ESA au niveau mi- concluants, du moteur Vinci, la définition globale nistériel aura lieu en novembre 2012. C’est à du système de lancement et l’organisation indus- cette date que le choix du scénario doit être trielle qui implique notamment le maître d’œuvre fait, dans un contexte de forte contrainte EADS Astrium, Snecma et Europropulsion. Le budgétaire : réaliser Ariane 5 ME ou mobiliser, CNES et l’Agence spatiale européenne partagent la dès à présent, toutes les ressources dans la maîtrise d’ouvrage du programme. nouvelle génération de lanceur Ariane 6. rapport d’activité 31 2011 ’ ESPACE è S à L ACC

FOCUS

Des innovations technologiques pour préparer Ariane 6

« La préservation de l’accès autonome de l’Europe à l’espace conditionne celle de son importance économique et politique dans la mondialisation. C’est la raison pour laquelle nous engageons les moyens nécessaires à la mise au point du lanceur Ariane 6. » Ces propos du Premier ministre François Fillon ont déjà trouvé une traduction concrète avec le financement par le Programme d’Investissements d’Avenir (PIA) de travaux de R&D pilotés par le CNES. Ces travaux préparatoires suivront quatre axes technologiques : - la propulsion solide pour mieux connaître le phénomène d’oscillations de poussée des propulseurs à poudre, l’évolution des process de coulée (remplissage) de propergol et l’utilisation de matériaux composites pour l’enveloppe du moteur principal ; - la propulsion liquide utilisant le couple d’ergols hydrogène/oxygène : le CNES et Snecma ont signé le 22 juin 2011 au salon du Bourget le premier contrat de réalisation de démonstrateurs visant à FOCUS remplacer les commandes pneumatiques du moteur par des commandes électriques et à recycler les Ariane 5 ME : une équipe ergols servant au réallumage du moteur ; mixte sur un même lieu - l’optimisation de l’étage supérieur cryotechnique à propulsion liquide avec l’objectif d’abaisser le coût Une vingtaine de personnes issues de d’exploitation de l’ordre de 20 % ; la Direction des lanceurs du CNES et de - une avionique de nouvelle génération pour une l’Agence spatiale européenne assure la meilleure intégration de l’ensemble des sous- maîtrise d’ouvrage des travaux. Pour une systèmes. meilleure coopération, cette équipe s’est Parallèlement, le CNES étudie l’architecture du futur installée début 2012 dans des locaux système de lancement et les éventuelles évolutions communs à Paris XIIe arrondissement. de la base de lancement en Guyane. 32 Soyouz en Guyane un doublé historique réussi

21 octobre 2011, premier vol d’une fusée russe en Europe FOCUS Moins de deux mois plus tard, le 17 décembre, deuxième vol

Les équipes opérationnelles de l’ESA, maître d’ouvrage du programme « Soyouz en Guyane », Soyouz 2 adapté du CNES, architecte système des installations au ciel guyanais au Centre spatial guyanais, d’Arianespace, opé- rateur de lancement, et de Roscosmos, respon- Pour être exploité commercialement depuis le Centre spatial guyanais, sable de la contribution russe, ont procédé à ces le lanceur Soyouz devait respecter les contraintes opérationnelles et réglementaires du site, en particulier celles qui concernent la sauvegarde deux lancements, parfaitement réussis l’un et des personnes et des biens. Des modifications techniques ont été effectuées l’autre. pour apporter toutes les garanties nécessaires. Le lanceur Soyouz exploité Ils marquent l’aboutissement de plusieurs années en Guyane est Soyouz 2 en versions ST-A et ST-B. d’une coopération exceptionnelle entre Russes La loi sur les opérations spatiales faisant du CNES le responsable de la et Européens. Cette histoire commune prend sécurité et de la conformité technique et réglementaire des opérations liées ses racines en 1966 quand le général de Gaulle a à l’exploitation de Soyouz, l’agence spatiale française a suivi toutes les signé un accord de coopération spatiale franco- étapes de la mise en œuvre du lanceur. soviétique.

L’Ensemble de Lancement Soyouz : une réalisation majeure

Le CNES a été chargé de mettre en œuvre l’accord gouvernemental de 2003 avec la Russie. Il s’est aussi vu confier par l’ESA le rôle d’architecte sys- tème pour la phase de développement du projet. Responsable de la base de lancement de Guyane, le CNES a conçu les installations de l’Ensemble de Lancement Soyouz (ELS) et coordonné les travaux jusqu’à la qualification technique.

L’Ensemble de Lancement Soyouz a été construit sur le modèle de ses homologues de Baïkonour et de Plessetsk, avec des adaptations aux besoins européens. rapport d’activité 33 2011

La réalisation de ce nouveau pas de tir a néces- sité 1 000 000 m3 de terrassement, 35 000 m3 45 ans de coopération franco-russe de béton et 3 500 tonnes d’armatures. Les in- dustriels russes ont construit en Russie puis De 1966 à 1980, plusieurs campagnes scientifiques ont été réalisées conjointement

transporté et installé sur ce site les systèmes qui et des expériences françaises ont été embarquées sur des missions soviétiques. En ’ ESPACE permettent de préparer un lancement de Soyouz 1982, c’est le premier vol d’un spationaute français sur un vaisseau Soyouz. Après l’effondrement de l’URSS, cette coopération s’est renforcée au travers de partenariats depuis la Guyane, en particulier la « tulipe » de avec Roscosmos et les industriels russes. En 1996, la société russo-européenne Starsem lancement ainsi que le portique mobile. a été créée pour la commercialisation de Soyouz. L’accord gouvernemental décidant de è S à L ACC L’ensemble des systèmes ont été qualifiés lors l’implantation du lanceur Soyouz en Guyane a été signé en 2003. de la campagne de qualification technique qui s’est déroulée d’octobre 2010 à juin 2011. La phase de qualification opérationnelle du lan- ceur a suivi. Puis, la campagne de vol a débuté en septembre pour conduire au premier vol en octobre 2011.

Vega a parfaitement réussi son premier vol de qualification le 13 février 2012. La mise en orbite des microsatellites scientifiques Lares, AlmaSat-1 VEGA et de 7 nanosatellites est un succès. prêt pour le vol inaugural

Après le premier vol de Soyouz en Guyane, le premier vol de Vega

Le vol inaugural du petit lanceur européen viendra conclure un peu plus de dix années de travail sous la responsabilité de l’ESA. Le CNES a été impliqué à plusieurs titres notam- ment avec la responsabilité du premier étage P80, concentré de nouvelles technologies dans le domaine de la propulsion solide. Autant d’innovations qui vont permettre de réduire les coûts tout en augmentant la performance de ce lanceur entièrement nouveau. Outre les avancées technologiques, Vega a inauguré un nou- veau mode de management des grands programmes spa- tiaux européens à travers la constitution d’une équipe inté- grée ESA-CNES-Agence spatiale italienne, basée en Italie.

Dernières qualifications avant le grand jour

La campagne menant au premier vol a démarré au Centre spatial guyanais le 7 novembre 2011. Elle a inclus les derniers essais de l’Ensemble de Lancement Vega (ELV). En parallèle s’est déroulée la deuxième partie de la fin de la revue de qua- lification du système lanceur (LGQR 2). Tout début janvier 2012, une étape fondamentale de la cam- pagne a été franchie : le contrôle de synthèse. Celui-ci a per- mis d’effectuer pour la première fois un contrôle électrique et logiciel complet du lanceur assemblé. 34

terre, environnement & climat

armi les enjeux scientifiques majeurs de notre temps figure la compréhension du système terrestre : comment ses différentes composantes – océans, Patmosphère, couvert végétal, biosphère, Terre solide – interagissent-elles ? Le CNES conçoit et met en œuvre des systèmes spatiaux innovants pour observer l’ensemble de notre environnement et son évolution. L’observation depuis l’espace offre l’avantage d’une vision globale et permet de satisfaire les besoins de la recherche sur le long terme. La continuité des mesures est en effet primordiale pour la qualité des études sur le climat et la pertinence des réponses à apporter pour le futur. L’imagerie spatiale française a fait un saut technologique avec le lancement, le 17 décembre 2011, du satellite Pléiades 1A. Ce nouveau système d’observation, complémentaire de Spot 5, combinera à terme deux satellites alliant une capacité d’acquisition unique, une agilité exceptionnelle et la très haute résolution. Système dual, Pléiades livre des images en priorité à la Défense. Mais ses applications civiles sont nombreuses notamment celles qui touchent à la biodiversité et à la gestion du territoire. Qu’il s’agisse d’observation optique ou radar, de météorologie ou d’altimétrie océanographique, les missions spatiales qui leur sont dédiées ont atteint le stade opérationnel. L’accumulation des données, fournies par les missions Topex-Poséidon et Jason a ainsi mis en évidence l’élévation globale du niveau de la mer de trois millimètres par an et même, localement, de plusieurs centimètres. La combinaison de ces données, que complètera Jason 3 à partir de 2014, est devenue la référence mondiale en altimétrie opérationnelle mise en œuvre par le GIP Mercator Océan. La mission AltiKa sur Saral, lancée en 2012, contribuera aussi à la continuité du service. L’acquisition de nouvelles variables environnementales est indispensable au progrès de la connaissance. Lancé en octobre 2011, le satellite franco-indien Mégha-Tropiques observe les échanges d’énergie entre l’atmosphère et les océans dans la zone tropicale pour mieux comprendre le rôle du cycle de l’eau dans la dynamique du climat. à l’horizon 2016, Merlin mesurera les concentrations de méthane dans l’atmosphère, un gaz à effet de serre puissant, pour approfondir l’étude du changement climatique. rapport d’activité 35 2011

étudier le « système Terre » pour mieux protéger le vivant 36 Pléiades la nouvelle génération de satellites d’observation optique

17 décembre 2011 : Pléiades 1A apporte l’imagerie spatiale haute résolution

Ce lancement très attendu dote la France de L’Institut géographique capacités d’observation de grande précision. national a pour mission d’entretenir le référentiel Constitué à terme de deux satellites optiques à grande échelle (RGE) conçus pour le domaine visible et le proche qui constitue la référence infrarouge, le système Pléiades combine agi- géographique nationale lité, résolution, réactivité et couverture. Alors officielle. Avec le système Pléiades, l’IGN va faire une que Spot 5 permet d’observer des détails de place de choix à l’imagerie 2,5 mètres au sol sur un champ de 60 km spatiale dans sa panoplie pouvant atteindre 120 km, Pléiades acquiert de sources d’information. des images avec une résolution de 70 cm sur un champ de vue de 20 km. Capable d’ac- quérir jusqu’à 450 images par jour, Pléiades couvrira quotidiennement tout point du globe quand le système sera complet et répond déjà à un large éventail de besoins. Conçu pour une utilisation duale – militaire et civile – Pléiades donne la priorité aux activi- tés de défense. Mais ses données sont très utiles pour la mise en œuvre des politiques publiques notamment la surveillance de l’en- Le système spatial Pléiades fait pleinement appel vironnement. La cartographie, l’aménage- aux compétences du CNES, maître d’ouvrage et ar- ment du territoire, la gestion et la prévention chitecte système des deux satellites, de l’infrastruc- Agriculture au Texas : des risques, le suivi des bonnes pratiques ture au sol et des algorithmes d’ordonnancement l’irrigation vue par le environnementales en agriculture consti- des prises de vues. Le système repose sur des tech- satellite Pléiades à Olton, le 27 janvier 2012. tuent quelques-uns des domaines d’applica- nologies pointues qui étaient émergentes quand le tion les plus demandeurs en imagerie spa- projet a démarré dix ans plus tôt. La grande pré- tiale haute résolution. L’exploitation du canal cision d’image est en particulier obtenue grâce à civil a été confiée àA strium Geo Information une architecture compacte qui limite les risques de Services, le distributeur exclusif des produits déformation dus aux fluctuations thermiques. Très et services d’information géographique issus agile, chaque satellite peut être orienté rapidement des satellites Spot. sans dégradation de la qualité des images.

L’équipe Pléiades au Centre spatial de Toulouse. rapport d’activité 37 2011 étudier le changement climatique

Gaz à effet de serre : & climat terre, environnement une première mondiale franco- allemande en préparation

En 2011, le CNES a mené conjointement avec le DLR, l’agence spatiale allemande, une étude de faisabilité de la mission Merlin (Methane Remote Lidar Instrument) dont l’objectif est de mesurer,

depuis l’espace, le méthane (CH4) contenu dans l’atmosphère. Cette initiative est née de la vo- lonté de la France et de l’Allemagne de s’inves- tir conjointement dans un projet spatial dédié à l’étude du changement climatique. En effet, la connaissance des flux et des concentrations de carbone dans l’atmosphère est essentielle, qu’il

s’agisse du dioxyde de carbone (CO2) ou du mé- thane. L’un et l’autre sont de puissants gaz à ef- fet de serre comme l’a mis en évidence le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC). Mais le pouvoir « réchauffant » du méthane est très supérieur à celui du dioxyde de Illustration du satellite carbone bien qu'il soit moins abondant. franco-allemand Merlin Cette première scientifique et technique ren- dédié à la mesure force le rôle moteur des deux pays dans le pro- des concentrations gramme européen pour la surveillance de l’envi- de méthane dans l’atmosphère. ronnement GMES. Le CNES, maître d’œuvre du satellite, fournit la plateforme Myriade Evolu- tions de nouvelle génération, et le DLR réalise le lidar, l’instrument de télédétection par laser. Un groupe d’experts scientifiques franco-allemands a également analysé finement les spécifications scientifiques de la mission Merlin ainsi que les outils nécessaires au traitement optimal des données. Décidé en 2011, le financementvia le Programme d’Investissements d’Avenir (PIA) de l’évolution de la filière Myriade représente une étape-clé pour le projet Merlin. Elle ouvre de nouvelles perspectives notamment en termes de puis- sance et de masse disponibles, paramètres-clés pour un instrument lidar. Le lancement de la mission est prévu à l’horizon 2016.

L’humidité des sols observée par Smos entre 2010 et 2011 (de bleu à orange : du plus humide au plus sec) Myriade Evolutions, une plateforme adaptée aux missions institutionnelles

Pour prolonger la réussite de la plateforme Myriade dans le domaine des microsatellites, le CNES travaille à son évolution, avec ses partenaires industriels, dans le cadre du Programme d’Investissements d’Avenir. Le projet, appelé « Myriade Evolutions », permettra de réaliser à coût maîtrisé des missions spatiales institutionnelles sur microsatellites compacts (200 kg), tout en augmentant ses capacités d’emport. La mission Merlin sera la première à en bénéficier. 38

étudier le changement climatique

Quand les données Smos confirment la sécheresse en Europe

Lancée en novembre 2009, la mission spatiale Smos (Soil Moisture and Ocean Salinity), coopé- ration avec l’ESA et l’Espagne, mesure l’humidi- té superficielle des sols et la salinité des océans. Ces mesures continues et précises ont permis d’obtenir des premiers résultats très promet- teurs comme la caractérisation des sécheresses qui ont touché l’Europe de l’Ouest au printemps 2011 et l’Europe de l’Est à l’automne suivant. Les données comparées de l’humidité de la couche proche de la surface terrestre, entre février 2010 et février 2012, font effectivement apparaître une tendance à la baisse du contenu en eau de cette zone. Les mesures effectuées par Smos correspondent aux précipitations tant en termes de quantité que de distribution dans le temps. Par exemple, de petites pluies fines pen- dant plusieurs jours peuvent ainsi donner autant de millimètres de précipitations qu’un orage de 20 minutes mais contribuent à une meilleure réalimentation des nappes phréatiques car l’eau ruisselle moins. Or, les nappes souterraines souffrent d’un déficit en eau de 80 %. Un nouvel indice de sécheresse issu de l’intégra- tion des données Smos dans un modèle hydro- logique a été développé par le Centre d’études spatiales de la biosphère (Cesbio) avec l’univer- sité de Princeton. Il permet de suivre l’état des sécheresses à l’échelle globale. Par ailleurs, les données Smos sont actuellement testées en temps quasi réel par le Centre européen de pré- vision météorologique à moyen terme pour les assimiler dans les modèles de prévision.

Mégha-Tropiques en orbite, pour mieux comprendre la mousson

Le 12 octobre 2011, le lanceur indien PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle) a emporté le satellite scientifiqueM égha-Tropiques depuis la base de Sriharikota en Inde, sous le contrôle de l’agence spatiale indienne isro. Dès la séparation du satellite, les équipes indiennes ont procédé aux manœuvres destinées à le positionner sur son orbite finale inclinée à 20° sur l’équateur, à 865 km d’altitude. La mission ainsi que le volet scientifique sont sous la responsabilité conjointe du CNES, qui fournit une partie des instruments, et de l’ISRO. La mission spatiale franco-indienne Mégha-Tropiques est destinée à l’étude du cycle de l’eau, des systèmes orageux et du climat dans l’atmosphère tropicale. Grâce à son orbite spécifique, le satellite va mesurer fréquemment les précipitations, la vapeur d’eau et les flux radiatifs à l’aide de ses quatre instruments : l’imageur micro-ondes Madras (CNES-ISRO), le sondeur micro- ondes Saphir (CNES), l’instrument de mesure du bilan radiatif Scarab (CNES) et un récepteur de radio-occultation GPS (ISRO). Mégha-Tropiques facilitera également le suivi et la prévision des phénomènes dangereux comme les cyclones tropicaux et les violentes pluies de mousson. Au CNES à Toulouse, des produits préliminaires de niveau 1 ont été élaborés à partir des données brutes issues des instruments Madras, Saphir et Scarab. Le pôle thématique Icare situé à Lille prendra en charge le traitement des données de niveau 2. rapport d’activité 39 2011 terre, environnement & climat terre, environnement

Voyage au centre de la Terre avec Swarm

La mission européenne Swarm, constituée d’une constellation de trois satellites semblables, est des- tinée à étudier le champ magnétique terrestre. Il s’agira de l’étude la plus complète jamais entreprise FOCUS du champ géomagnétique terrestre et de son évolu- tion dans le temps. Elle permettra d’améliorer notre connaissance du système terrestre en apportant un nouvel éclairage sur les processus qui se déroulent à l’intérieur du globe et leur lien avec le climat. Ces trois satellites seront lancés simultanément et placés sur des orbites différentes (deux à 490 km de la Terre et un à 530 km) pour pouvoir isoler plus facilement les différents composants du champ ma- gnétique. En effet, si les mouvements qui se pro- duisent dans le noyau de la planète sont à l’origine d’une grande partie du champ magnétique, d’autres sources liées aux roches aimantées de la croûte ter- restre, à la circulation des océans ou à l’activité du soleil y contribuent elles aussi. Des ballons à la poursuite Début 2011, le CNES a livré à l’ESA les magnéto- de la couche d’ozone mètres absolus développés par le CEA/Leti, beau- coup plus précis que ceux des missions précédentes. La campagne de lâchers de ballons menée à Kiruna Six modèles de vol ont été fournis, soit deux par (Suède) par le CNES, de février à début mai 2011, satellite : un modèle nominal et un modèle de se- a été un succès. Les 11 vols scientifiques ont été en cours. Ces magnétomètres mesureront l’intensité du grande partie consacrés à l’étude de la destruction champ magnétique avec des performances inégalées de la couche d’ozone grâce aux instruments conçus et, grâce à un concept innovant, seront capables de pour l’observation des composés chimiques et réaliser des mesures vectorielles absolues pour dé- des aérosols dans la stratosphère. Les données, terminer la direction du champ magnétique. Il s’agira dont la qualité a été confirmée, sont en cours du premier instrument permettant de réaliser des d’exploitation. mesures scalaires et vectorielles simultanément au Un des vols a par ailleurs été dédié à la même point, avec une excellente stabilité. caractérisation d’un senseur stellaire diurne Le lancement des satellites Swarm par un lanceur développé par le CNES, en vue de la mission Rockot, est prévu en juillet 2012 depuis le cosmo- d’astronomie Pilot prévue en 2013. drome de Plessetsk situé dans le nord de la Russie.

Le satellite Mégha-Tropiques, mission franco-indienne destinée à l’étude du cycle de l’eau et des échanges d’énergies dans la zone tropicale, en intégration à l’ISRO (Indian Space Research Organisation) avant son lancement par le lanceur PSLV depuis la base de lancement de Sriharikota. 40 L’altimétrie spatiale opérationnelle en fort développement

La filière altimétrique s’enrichit avec le satellite Saral

La mission AltiKa prochainement embarquée sur le satellite Saral s’inscrit dans le volet opération- nel de l’altimétrie spatiale. Elle permettra d’as- surer la continuité du service actuellement rendu par la charge altimétrique d’Envisat (observation radar) et par les satellites optiques Jason 1 et 2. Le programme spatial Saral (Satellite with Argos & AltiKa) est, comme Mégha-Tropiques, issu d’une collaboration entre la France et l’Inde. Pour cette mission de surveillance de l’environnement, il s’agit d’embarquer les instruments Argos 3, AltiKa et Doris sur une plateforme développée par l’ISRO. AltiKa est un altimètre innovant en bande Ka doté d’une fonction radiomètre inté- grée. Doris assure l’orbitographie précise néces- saire pour l’altimétrie et Argos 3 vient compléter la série des systèmes Argos de localisation et de collecte de données environnementales. Le développement du Module Charge Utile com- prenant les instruments français s’est achevé en 2011 et la revue de qualification a été tenue avec succès. Ce module a ensuite été livré formelle- ment par Thales Alenia Space au CNES avant intégration en Inde. Côté segment sol, les essais de compatibilité entre le centre de contrôle satellite sous respon- sabilité indienne et le centre de mission français ont débuté en juin 2011 pour vérifier le bon fonc- tionnement des échanges de données à destina- tion du CNES et réciproquement. Sur le plan scientifique, le deuxième « workshop » franco-indien sur Saral s’est tenu au Satellite Application Center d’Ahmedabad (Inde) du 15 au 17 avril 2011. Il s’agissait du premier atelier depuis la sélection de l’équipe internationale par un appel à propositions scientifiques franco-indien en 2010. Environ 80 participants étaient présents dont une trentaine de Français. rapport d’activité Satellite Saral en essai de vide thermique chez 41 Thales Alenia Space. Le projet Saral/AltiKa est 2011 une collaboration entre la France et l’Inde dans le domaine de la surveillance de l’environnement. Sur une plateforme développée par l’agence spatiale indienne (ISRO) seront embarqués des instruments indépendants, ARGOS-3 et AltiKa (+DORIS, +LRA), mais dont les missions se rejoignent dans un même objectif de promouvoir l’étude de l’environnement à L’année 2011 a été marquée, comme partir de l’espace. l’année 2010, par des catastrophes sans précédent. L’impact du tsunami qui a frappé le nord-est du Japon le 11 mars 2011 se révèle dans toute son étendue sur cette carte établie le lendemain à partir de données satellitaires Spot. Couvrant la région côtière qui va de Fukushima à Ishinomaki, les carrés rouges y signalent les agglomérations très endommagées par le tsunami et le trait jaune marque le point le plus extrême de submersion par les eaux. Le trait de côte normal est matérialisé par la ligne bleue. terre, environnement & climat terre, environnement

FOCUS

La Charte internationale « Espace et catastrophes majeures » : 30 activations en 2011

Créée en 2000 à l’initiative du CNES et de l’Agence spatiale européenne puis rejointe en 2001 par l’agence spatiale canadienne, la Charte internationale « Espace et catastrophes majeures » compte 15 membres. Les derniers à l’avoir rejoint sont le DLR (Allemagne), le Kari (Corée du Sud) et l’INPE (Brésil). Roscosmos (Russie) et Eumetsat sont en phase d’intégration. Sur la période 2000-2011, la Charte a été activée 324 fois dont 30 en 2011. Le but de la Charte est d’activer en urgence un système spatial unifié et coordonné d’acquisition d’images optiques et radar et de fournir gratuitement les données qui en résultent aux organismes de secours. Elle a été conçue pour répondre principalement à des catastrophes liées à des phénomènes d’origine météorologique, sismique et volcanique. Quel que soit l’endroit où survient une catastrophe majeure, les utilisateurs autorisés peuvent demander l’activation de la Charte sur un simple coup de téléphone. Mais la Charte fournit ses services au-delà de ses membres, dans le monde entier. Plus de 100 pays en ont bénéficié à ce jour. Chaque année, le CNES est partie prenante dans 90 % des activations. Avec Pléiades, les services de secours vont bénéficier d’images optiques inférieures à un mètre, indispensables pour certains aléas.

Site à consulter : http://www.disasterscharter. org/home 42

applications grand public

e CNES est au cœur des activités spatiales dédiées au haut et au très haut débit, indispensables à un L large usage des technologies de l’information et de la communication. à l’heure où convergent services fixes et mobiles, le satellite a vocation à s’intégrer dans les réseaux de nouvelle génération comme complément naturel de la fibre optique pour les services fixes ou comme complément des réseaux terrestres 3G et 4G pour les services mobiles. Qu’il s’agisse de télécommunications, de télédiffusion, de navigation ou de localisation par satellites, développer et mettre en œuvre, au bénéfice des particuliers et des entreprises, des systèmes spatiaux de dernière génération est un enjeu majeur à double titre. D’une part, un enjeu économique car les développements technologiques dans le domaine spatial contribuent à asseoir et à renforcer la compétitivité de l’industrie sur les marchés mondiaux et sociétal ; d’autre part car, en télécommunications notamment, l’accès au très haut débit dans les zones dites « blanches » est de nature à éviter une fracture numérique accrue avec la montée en débits entre milieux urbains et milieux ruraux qui ne seront pas desservis avant longtemps par la fibre optique. Conformément à sa vocation, le CNES étudie également les solutions les plus appropriées à un déploiement global de la 4G à l’horizon 2014, associant réseaux terrestres et moyens spatiaux. Certains des projets actuels sont soutenus financièrement par le Programme d’Investissements d’Avenir (PIA). Conçus pour répondre à l’évolution des usages et de la demande du marché, deux projets s’inscrivent dans une logique de performance et de compétitivité. Le premier, « Satellites du futur », doit contribuer à conforter la place des grands maîtres d’œuvre français sur le cœur du marché mondial des satellites de communication. Le second, « Internet à très haut débit », apportera de manière égalitaire aux zones rurales tous les avantages liés au numérique et permettra de créer une filière industrielle française compétitive sur le monde émergent du très haut débit par satellite. En outre, « être connecté » et de préférence en très haut débit est un facteur de croissance que de nombreuses études soulignent. rapport d’activité 43 2011

Déployer des systèmes spatiaux variés au bénéfice des particuliers et des entreprises 44 Télécommunications et télédiffusion spatiales Vers les réseaux de nouvelle génération

Internet à très haut débit par satellite : la chance des zones rurales

Alors qu’une véritable offre d’accès Internet haut débit par satellite est tout juste disponible en France notamment depuis le déploiement du système Ka-Sat d’Eutelsat, les opérateurs et le CNES travaillent déjà à la prochaine génération de satellites capables d’offrir le « très haut débit ». L’étude approfondie des réseaux de nouvelle gé- nération a été l’objet du programme préparatoire MM2G (Multimédia de 2e Génération) mené par le CNES pendant deux ans. MM2G a notamment permis d’identifier les technologies nécessaires à l’émergence de satellites très haut débit, pierres angulaires de ces réseaux. Le 27 avril 2011, le ministre de l’Aménagement du territoire, le mi- nistre de l’Industrie et le Commissaire général à l’investissement (CGI) ont annoncé leur soutien à un financement par le Programme d’Investis- sements d’Avenir (PIA) du projet de recherche et développement THD-Sat. Il permettra de créer en France une filière industrielle autour du très haut débit par satellite et de rendre ces techno- logies disponibles à l’horizon 2015. L’objectif est de servir les territoires mal ou peu couverts par les réseaux terrestres actuels ou futurs (ADSL, fibre optique,LTE /Long Term Evo- lution pour la mobilité…) en raison du coût très élevé que représenterait leur déploiement pour couvrir convenablement ces territoires. En usage fixe, le haut débit offert par ADSLl’ en environ- nement rural est souvent limité en performance et la fibre optique n’y sera pas disponible avant 2020. Le CNES travaille à des solutions techno- logiques permettant via une même parabole la connexion au réseau satellitaire d’accès à Inter- net à très haut débit et la réception des bouquets numériques diffusés par les satellites tradition- nels. Il sera alors possible d’offrir aux particuliers mais aussi aux administrations et aux profes- sionnels installés dans ces régions, des services « triple » voire « quadruple play » équivalents, en qualité et prix, à ceux dont bénéficieront les utilisateurs en milieu urbain. rapport d’activité 45 2011

FOCUS applications grand public grand applications

Un système hybride pour optimiser l’arrivée de la 4G

Le satellite fait déjà ses preuves à la SNCF. Les voyageurs qui Le projet Swimax a pour but de trouver empruntent le TGV Est bénéficient d’un portail de services grâce à des un compromis entre deux réseaux de accès haut débit par satellite et WiFi , mis en œuvre et validés avec le support du CNES. natures différentes, le réseau terrestre et le réseau satellitaire. Le système hybride de radiocommunication cellulaire développé dans le cadre de ce programme de R&D diminue le brouillage dû au dépointage des faisceaux du satellite. Le réseau terrestre détecte les zones La mobilité et le très haut de brouillage et adapte le plan de fréquences débit : un défi technique pour limiter les perturbations que pourrait relevé par le CNES subir l’utilisateur. étudiée pour les terminaux mobiles de type Notebook, l’antenne de réception Pour les usages mobiles, la volonté des pouvoirs commune aux deux réseaux a le format d’une publics de voir le très haut débit mobile large- souris d’ordinateur et ne nécessite pas d’être ment déployé dès que possible conduit le CNES pointée. Cette solution technologique optimiserait à étudier les solutions techniques appropriées. l’utilisation des bandes de fréquence du réseau terrestre au niveau des zones non couvertes en Comme pour les usages fixes et pour les mêmes permettant aux opérateurs d’exploiter ce potentiel. raisons, la couverture du réseau cellulaire de quatrième génération LTE et celle des réseaux de télédiffusion (télévision connectée à haut débit) doit être complétée. Mais offrir un service à très haut débit par satellite à des terminaux mobiles de type smartphones, tablettes ou PC repré- sente un véritable défi technique. Deux conditions essentielles doivent être réu- nies : d’une part, disposer de satellites de très forte puissance, équipés d’antennes déployables de plus de vingt mètres de diamètre, évoluant éventuellement sur des orbites non géostation- naires ; d’autre part, faire cohabiter le réseau cellulaire et les réseaux terrestres sur les mêmes bandes de fréquence alors que le spectre dans les bandes de fréquences inférieures à 5 GHz est déjà très encombré. Les travaux en cours au CNES sur les satellites du futur et la conception d’un système hybride de radiocommunication cellulaire, objet d’un dépôt de brevet, répondent à ces objectifs. Il est d’ailleurs significatif qu’un nombre crois- sant de services issus de systèmes satellitaires opérant dans les fréquences basses migrent pro- gressivement vers les nouvelles générations de réseaux multifaisceaux en bande Ka, habituelle- ment utilisés uniquement pour les services fixes. 46 Des moyens spatiaux innovants pour des nouveaux besoins

Livraison à Inmarsat du module de service de la grande plateforme Alphabus

Le développement de la plateforme de haute capacité Alphabus incarne l’ambition de com- pétitivité de l’Europe sur le marché mondial des grands satellites de télécommunications. Un marché détenu à 40 % par l’industrie française. Alphabus est conçue pour des satellites de très forte puissance notamment nécessaires pour répondre aux besoins des services de télécom- munications mobiles innovants. Co-développée par EADS Astrium et Thales Alenia Space, en étroite coopération avec le CNES et l’Agence spa- tiale européenne, cette nouvelle plateforme est adaptée aux satellites d’une masse au lancement de 6 à 8 tonnes, supérieure de 40 % à ceux qui fonctionnent aujourd’hui et elle peut embarquer des charges utiles de télécommunications très ca- pacitives (de 12 à 18 kW de puissance électrique). En 2011, le module de service a été entièrement testé puis livré à Inmarsat, l’opérateur britan- nique spécialisé dans les communications mo- biles. Alphasat I-XL sera le premier satellite très haut de gamme à utiliser cette plateforme. Il embarquera courant 2012 des technologies de communication de dernière génération et des démonstrations technologiques de l’ESA. L’inté- gration des charges utiles est très avancée. Par ailleurs, le CNES et l’ESA ont décidé d’en- gager les activités du programme Alphabus Extension pour étendre les capacités de cette plateforme et accroître sa compétitivité sur les marchés. rapport d’activité 47 2011 applications grand public grand applications

Satellites de télécommunications du futur : un enjeu majeur pour les industriels européens

Le développement d’une nouvelle génération de plateforme pour les satellites de télécommunica- tions géostationnaires de 3 à 6 tonnes – les plus construits aujourd’hui – doit permettre à l’indus- Tests Mesures physiques sur la plateforme Alphabus chez Intespace. trie française de faire face à l’accroissement de la concurrence internationale. EADS Astrium et Thales Alenia Space s’associent pour conduire ce projet. L’innovation et la recherche de ruptures technologiques devraient permettre d’atteindre l’objectif de 30 % de gain de compétitivité. Les activités ont démarré fin 2011, financées en partie par le Programme d’Investissements d’Avenir sous le nom « Satellite du futur ». Un complément devrait être approuvé lors du pro- chain Conseil de l’ESA au niveau ministériel de novembre 2012. Un premier lancement d’une plateforme de cette nouvelle génération est visé en 2018.

La flexibilité des charges utiles de télécommunications a de l’avenir

L’actualité spatiale en matière de développement concerne également les charges utiles, cœur des satellites. Comme pour les plateformes, l’objec- tif est économique puisqu’il s’agit de réduire les coûts et les délais de réalisation des satellites de télécommunications, mais pas seulement. Il s’agit aussi de répondre, après le lancement des capacités en orbite, au besoin des opérateurs de faire évoluer leur offre en fonction du marché et des usages de leurs clients finaux. Le CNES a lancé le projet Flip sur la période 2006-2013 et un démonstrateur au sol devrait être dispo- nible fin 2013. Les solutions développées font déjà l’objet de premières propositions vers les opérateurs satellite. 48 Navigation par satellites Egnos, opérationnel pour la navigation aérienne

Ultime étape : la certification de l’opérateur d’Egnos

Le 2 mars 2011, le système Egnos a été déclaré tamment de guider les avions et les hélicoptères opérationnel pour la navigation aérienne, suite en approche d’aéroport dans des conditions si- à la certification de l’opérateur ESSP SAS par la milaires à celles fournies par les systèmes d’at- Direction générale de l’aviation civile (DGAC) ob- terrissage aux instruments ILS de catégorie 1. tenue en juillet 2010. Il s’agit là d’une étape-clé Avec Egnos, les trajectoires possibles pourront vers l’utilisation du système par les avions. Cette être optimisées dans l’espace aérien de façon utilisation sera effective lors de la publication, notamment à réduire les nuisances sonores et la par les autorités de navigation aérienne de cha- consommation de carburant. cun des pays européens, des procédures Egnos Depuis 2009, Egnos est exploité, pour le compte autorisant les approches vers les aéroports. de la Commission européenne, par la société Le système Egnos (European Geostationary Na- ESSP (European Space Services Provider) dont vigation Overlay Service) repose sur un réseau les actionnaires sont les principales autorités d’une quarantaine de stations sol et trois satel- de services de navigation aérienne européens. lites géostationnaires qui corrigent, contrôlent Le siège de cette société a été installé au Centre et garantissent l’intégrité des signaux fournis spatial de Toulouse (CST), à proximité de la par les satellites GPS. Egnos offre également plateforme technique et d’évaluation de la per- sur l’Europe une précision de positionnement formance, point névralgique des opérations du meilleure que le mètre, dans le plan horizontal système Egnos. Le CNES et la DGAC ont en- et de quelques mètres en vertical, ce qui le rend tamé des réflexions sur la prochaine génération apte à des applications critiques du point de vue du système pour une disponibilité en 2020, qui de la sécurité des personnes. Egnos permet no- viendra accompagner la mise en place de Galileo.

Lors d’un appel à projets lancé par le CNES a émergé une proposition valorisant les signaux des systèmes de positionnement par satellites GNSS (comme le GPS, Egnos, Galileo) dans le cadre des pratiques agricoles. L’objectif est d’améliorer la qualité des services MAP (Météo Agricole de Précision) en permettant aux exploitants d’optimiser la gestion de l’irrigation grâce à des prévisions météorologiques plus précises ou en calculant l’évapotranspiration. La solution permettrait d’estimer l’humidité relative de l’air à l’aide des mesures fournies par un réseau de récepteurs GNSS au sol ainsi que le taux d’humidité des sols via les signaux GNSS réfléchis par le sol. rapport d’activité 49 2011

Constellation Galileo : deux premiers lancements réussis avec succès en 2011

Les deux premiers satellites IOV (In Orbit Va- lidation) de la constellation Galileo ont été lan- cés avec succès le 21 octobre 2011. Les deux suivants devraient être mis en orbite au se- cond semestre 2012. Les contrats nécessaires FOCUS à l’approvisionnement de l’infrastructure de Galileo ont tous été signés, ce qui garantit le déploiement de la constellation sans discon- tinuité jusqu’à une étape dite IOC (Capacité opérationnelle initiale) en 2014/2015 qui per- mettra de disposer des premiers services préli- public grand applications minaires . Le déploiement complet du système interviendra en 2019. Il requiert la mise en place de financements complémentaires qui ne seront disponibles qu’au titre des perspectives financières de l’Union européenne 2014-2020.

Un instrument Argos de 4e génération à l’étude

Le système Argos assure une mission de service public pour l’étude et la protection de l’environnement grâce à des observations in situ. Le satellite MetOp de l’organisation européenne Eumetsat et le satellite Saral de l’agence indienne ISRO, embarquant chacun un instrument Argos de 3e génération, devraient être lancés en 2012. La 4e génération de l’instrument est en cours de développement, suite à une décision favorable du conseil d’administration du CNES prise en 2008. La revue critique de définition s’est déroulée avec succès en 2011, autorisant la poursuite de la réalisation des modèles de vol qui seront embarqués sur des satellites hôtes du partenaire américain NOAA.

Recherche et sauvetage : le CNES très impliqué

L’activité du CNES en recherche et sauvetage s’exerce principalement dans le cadre du programme institutionnel Cospas-Sarsat dont l’évolution vers le futur système Meosar, supporté par Galileo mais aussi par les systèmes Glonass (russe) et GPS (américain), est en cours. De plus, un projet appelé SAR-VTB (Validation Test Bench) d’intégration d’un banc de test de validation système et de bout en bout du SAR Galileo a été confié au CNES par l’ESA. Il devrait être prêt pour conduire les essais de validation en orbite (IOV) en 2012 et 2013. Enfin, le CNES a été sélectionné en 2011 par la Commission européenne, suite à un processus de compétition, pour héberger certains éléments-clés de l’infrastructure sol du service SAR Galileo. 50

SéCURITé & DéFENSE

e spatial de Défense est un domaine dont l’importance est clairement affirmée par la loi de programmation militaire 2009-2014. La mise en service de capacités nouvelles en 2011 avec L le lancement du premier satellite Pléiades et les perspectives ouvertes par la constellation des quatre microsatellites Elisa attestent de la volonté de la France de continuer à tenir son rang de grande puissance spatiale militaire. Dès 2012, ces nouveaux moyens dans les domaines de l’observation optique et de l’écoute apporteront leur contribution aux opérations des forces armées. La coopération multilatérale qui a présidé à la réalisation de Pléiades prouve que les moyens d’observation militaire par satellites peuvent se partager entre différentes nations sans créer de conflit d’intérêt. La même vision européenne s’incarne dans le développement du projet Musis qui succèdera au système d’observation militaire Hélios à partir de 2016. élément-clé de souveraineté, l’observation spatiale joue un rôle de multiplicateur de forces pour la Défense. Par ailleurs, les performances atteintes par les systèmes spatiaux d’observation permettent de diversifier l’emploi des images spatiales : de la cartographie en trois dimensions au guidage des missiles et de la préparation de mission à l’évaluation des dommages. Les télécommunications spatiales font également l’objet d’une coopération avec l’Italie avec le programme Athéna-Fidus qui fournira aux théâtres d’opérations, dès 2013, des liaisons à très haut débit en complément des moyens existants. Qu’il s’agisse d’observation ou de télécommunications, de nombreuses technologies utilisées peuvent l’être à la fois pour des applications civiles et des applications militaires. Cette évolution vers un usage dual des technologies et des systèmes est une tendance lourde justifiée par la nécessité de réduire les coûts des programmes de Défense. Rétablissement ou maintien de la paix, conflit ouvert, opérations de secours, libération d’otages, lutte contre le terrorisme ou la piraterie… L’intérêt des moyens spatiaux de sécurité et de défense est démontré à tout instant et sur tous les continents. L’équipe Défense du CNES, en coopération avec le Commandement interarmées de l’espace et la Direction générale de l’armement (DGA), s’emploie à préparer les capacités nécessaires aux forces armées dans le futur. rapport d’activité 51 2011

Accroître l’information et la communication des forces armées françaises et alliées 52 Observer la Terre depuis l’espace, un domaine d’excellence du CNES

Lancement de Pléiades 1A, un système dual d’observation optique à haute résolution

Avec le premier satellite Pléiades lancé le 17 décembre 2011, l’état-Major des armées dispose d’une source d’information de nouvelle génération qui ré- pond au volet stratégique « connaissance et anticipation » du Livre blanc sur la défense et la sécurité nationale. Ce nouveau système d’observation optique de la Terre à résolution submétrique est le fruit d’une coopération étroite entre le CNES et le ministère de la Défense. Il a rapidement transmis des images remarquables dont la qualité répond aux attentes des utilisateurs, les Défenses française et espagnole, partenaires du programme. Les conflits ayant changé de nature et les catastrophes exigeant une grande réactivité, il est vital d’anticiper et de comprendre très vite les situations sur le terrain. Associé aux capacités d’observation optique du système militaire Hélios et Chaque satellite Pléiades permettra d’acquérir, aux capacités d’observation radar du système Cosmo-SkyMed au sein du en un seul survol d’une zone de 1 000 km sur programme franco-italien Orfeo (Optical and Radar Federated Earth Observa- 100 km, environ 20 cibles avec une résolution tion), Pléiades est une carte majeure au service de l’action. submétrique. Sur un théâtre d’opérations plus restreint (100 km sur 200 km), 10 cibles pourront être acquises.

L’agilité du satellite au service des forces armées sur le terrain

Programme répondant à des besoins civils et mi- litaires, Pléiades répond aux exigences des forces armées : un accès prioritaire à la programmation des satellites, une agilité de prises de vues per- mettant d’acquérir le plus grand nombre de vues possible d’un théâtre d’opérations et la confi- dentialité des demandes de programmation. Les états-majors bénéficieront ainsi d’une allocation de 50 images par jour fournies quelques heures à peine après leur acquisition, lorsque les deux satellites seront opérationnels. Pour respecter ce mode de fonctionnement, la programmation est organisée à travers deux ca- naux différents : - le canal « Défense » dédié aux ministères de la Défense, « ayants droits » pour les demandes Haute Priorité Défense ; - le canal « civil » opéré par Astrium Services (ex Spot Image) dans le cadre d’une délégation de service public, pour les utilisateurs civils et militaires. Couvrant au moins une fois par jour tout point du globe et programmable trois fois par jour, le système Pléiades complète les moyens de ren- seignement utilisés par la Défense française et contribue à l’efficacité des forces sur le terrain. Le second satellite devrait être lancé fin 2012 ou début 2013. rapport d’activité 53 2011

En matière de sécurité et de défense, la fraîcheur de l’information est au moins aussi importante que l’information elle-même. Par son agilité, le système Pléiades permet un enchaînement rapide des prises de vues et, de ce fait, la réalisation d’un grand nombre d’images d’une zone de crise en un seul passage. sécurité & défense sécurité

FOCUS

Quand l’après-Pléiades et l’après-CSO se préparent… avec CXCI

Il s’appelle CXCI, un nom de code qui correspond au numéro, écrit en chiffres romains, du programme budgétaire – 191 – du CNES finançant la recherche et technologie duale. Ce programme de démonstration technologique pour l’imagerie très haute résolution vise à servir des projets innovants pour le bé- néfice commun des applications civiles et militaires à l’horizon 2020-2022. Spot, Pléiades, Hélios Les technologies issues de CXCI ouvriront la voie à une nouvelle génération et les autres de satellites et permettront à l’industrie française de conserver son avance dans le domaine de l’observation optique de la Terre grâce à des « premières » Le système Pléiades n’est pas destiné à remplacer le mondiales. système Spot 5 mais à compléter l’offre en permettant Pour ce projet, le CNES s’appuie sur le retour d’expérience de Pléiades pour aux utilisateurs, qu’ils soient civils ou militaires, améliorer ce qui peut l’être et engager de véritables ruptures technologiques. d’accéder à une gamme plus riche d’images, donc L’objectif est de réaliser un saut quantitatif en termes de résolution tout en mieux adaptée à l’évolution et à la variété de leurs conservant le principe de la large fauchée. Pour obtenir ce résultat, le CNES besoins. Pléiades fournit des images de plus petite s’est engagé en particulier dans deux voies : superficie (champ de vue 20 km x 20 km contre - une nouvelle conception de l’instrument très haute résolution, cœur du sys- 60 km x 60 km) mais dont la résolution est de 70 cm tème, grâce à l’utilisation de détecteurs CMOS (Complementary Metal Oxide contre 2,50 m pour Spot 5. Semiconductor) ; ces détecteurs matriciels, dérivés de ceux employés dans Si le système d’observation à usage strictement les appareils photographiques du public, remplaceraient les barrettes CCD militaire Hélios (Hélios 2A et 2B lancés respectivement (Charge Coupled Device) ; fin 2004 et fin 2009) répond aux besoins de précision - des miroirs semi-rigides grâce à l’emploi de techniques d’optique active et de localisation de la Défense, Pléiades possède pour réduire les contraintes thermo-élastiques qui pèsent sur les télescopes une réactivité de prises de vues supérieure. Ces spatiaux ; l’idée : utiliser un miroir très fin qu’on laisse se déformer et qui systèmes sont donc complémentaires et satisfont, à renvoie la lumière vers un miroir secondaire chargé de corriger ces défor- eux deux, différents niveaux d’utilisation : stratégique mations ; cette solution permettra d’alléger les miroirs et d’engendrer des (acquisition permanente de données), opérationnel effets bénéfiques sur la masse des satellites, leur agilité et leur consomma- (actualisation des données dans un délai court), tion électrique. tactique (évaluation régulière et fréquente de la Des études ont déjà été lancées dans ces domaines comme dans ceux relatifs situation). Musis, dont la France fournit la composante aux plateformes, au traitement d’images à bord ou aux liaisons entre le sol optique spatiale (CSO), prendra le relais d’Hélios à et les satellites. l’horizon 2016. 54 Connaître et anticiper avec le renseignement d’origine électromagnétique

Le démonstrateur Elisa en orbite : vers un nouveau système de renseignement spatial

Les quatre microsatellites du démonstrateur système dans la perspective du programme opéra- Elisa (ELectronic Intelligence by SAtellite) ont tionnel Ceres qui pourrait être mis en orbite en 2020. été lancés avec succès le 17 décembre 2011, en L’interception et la cartographie des émissions passagers du système Pléiades, par un lanceur électromagnétiques depuis l’espace participent Soyouz depuis la Guyane. Réalisé en partenariat à l’élaboration du Renseignement d’intérêt mi- entre la Direction générale de l’armement et le litaire (RIM) indispensable pour surveiller de CNES, sur la plateforme Myriade du CNES, Elisa manière autonome la situation géostratégique permettra de valider au cours de ses trois années et pour préparer un engagement sur un théâtre en orbite les toutes dernières technologies spa- d’opérations. Le renseignement d’origine électro- tiales dédiées au renseignement d’origine élec- magnétique contribue pleinement à la fonction tromagnétique (ROEM). La France confortera stratégique « connaissance et anticipation ». Il ainsi sa place parmi les pays maîtrisant la tech- permet de collecter des données aussi bien à des nologie et l’exploitation de ce type d’application fins stratégiques (suivi de la technologie et de la spatiale, et son statut de leader européen dans prolifération des matériels de guerre, détection ce domaine. des signes annonciateurs d’une crise) qu’opé- Complémentaire des satellites Essaim, dédiés à rationnelles (planification de l’engagement des l’identification des télécommunications et dé- forces, constitution de dossiers de ciblage, pro- sorbités par le CNES fin 2010, ce nouveau dé- grammation des moyens de contre-mesure as- monstrateur cherche à établir et à maintenir à surant l’autoprotection des matériels militaires). jour, depuis l’espace, une cartographie des émet- La DGA et le CNES cofinancent la composante teurs radars au sol sur tout le globe terrestre, spatiale du démonstrateur. Le CNES est respon- et à définir leurs caractéristiques. Cette expéri- sable des activités système, du segment sol de mentation a pour but d’évaluer les performances du contrôle et des opérations dont la mise à poste.

Pose ELISA sur ASAP au bâtiment S5A du Centre spatial guyanais. ELISA est un démonstrateur. Son objectif est de préparer le futur programme opérationnel ROEM (Elint) devant caractériser techniquement et cartographier des radars ainsi que des émetteurs de transmission dans le monde entier. ELISA comprend des charges utiles Elint embarquées sur quatre microsatellites de la filière Myriade. rapport d’activité 55 2011 Surveiller l’environnement spatial, une question de sécurité sécurité & défense sécurité

La coopération européenne et internationale progresse

Dans le cadre des fonctions stratégiques « Pré- vention » et « Protection » et des responsabili- tés du président du CNES attribuées par la Loi sur les opérations spatiales (LOS), les réflexions s’intensifient dans le domaine de la surveillance de l’espace. Le CNES participe à de nombreux travaux pour que les activités spatiales se pour- suivent dans les meilleures conditions : actions communes avec le Commandement de la défense aérienne et des opérations aériennes (CDAOA), réflexion autour du programme SSA (Space Si- tuational Awareness) de l’ESA, coopération avec l’Allemagne pour la mise en commun de moyens radar, relations étroites avec les états-Unis pour la gestion permanente de l’anticollision. Le centre d’orbitographie opérationnelle du CNES assure une veille anticollision pour les 18 satellites opérés par le CNES grâce, notam- ment, aux données issues des radars de la Défense française (radars de surveillance Graves et de trajectographie Satam de l’armée de l’air, FOCUS radars de trajectographie du bâtiment « Monge » de la DGA exploité par la marine nationale…) et à celles fournies par les états-Unis. Cette coo- pération constitue la base du service probatoire qui sera proposé aux opérateurs de satellites français et européens qui en ont exprimé la demande. De même, les gros débris spatiaux en phase de rentrée atmosphérique font l’objet d’une surveillance active dès lors que des dé- bris sont susceptibles d’arriver au sol afin de permettre à la Défense de prévenir les autorités françaises en cas de danger. La coopération avec l’Allemagne s’est appro- fondie en 2011. L’objectif est d’élaborer une or- L’alerte avancée pour la défense antimissile ganisation qui délivrera un service anticollision Lors du sommet de l’OTAN tenu à Lisbonne en novembre 2010, la France s’est ralliée à l’idée au profit des satellites européens en se basant d’un bouclier collectif protégeant l’Europe contre les missiles balistiques. Les moyens d’alerte sur les moyens et sur les expertises qui existent avancée, satellites et radars au sol, en constituent les premiers éléments. en France et en Allemagne. Les ministères de la S’appuyant sur l’expérience tirée des deux microsatellites Spirale (Système Préparatoire Défense des deux pays, le DLR, l’agence spa- InfraRouge pour l’Alerte) lancés le 10 février 2010, la DGA et le CNES préparent le programme tiale allemande, et le CNES partagent la même d’alerte avancée qui doit être opérationnel au début de la prochaine décennie. Capables conviction : disposer d’une capacité de ce type de détecter les départs de missiles, ces sentinelles de l’espace pourront surveiller les pays s’impose alors que le nombre de débris spatiaux suspectés de contribuer à la prolifération des capacités balistiques et alerter les autorités en cas d’attaque visant le territoire français. Le CNES s’est engagé dans le développement du répertoriés en orbite basse croît de l’ordre de 5 % premier maillon, un détecteur infrarouge de grande dimension qui permettra de percevoir les par an, augmentant sans cesse le risque de colli- alertes avec un degré de fiabilité élevé (faible taux de fausses alarmes) . sion avec les satellites actifs. L’avant-projet en cours de réalisation doit permettre de lever les risques relatifs au développement de ce système et à la production de grands détecteurs infrarouges pour la composante spatiale. 56 Des télécommunications spatiales en complément des moyens existants rapport d’activité 57 2011

Athéna-Fidus : un système pour les forces armées et les sécurités civiles sécurité & défense sécurité Depuis 1985, les militaires français utilisent les satel- lites géostationnaires du programme Syracuse pour communiquer. Avec les satellites Syracuse 3, entrés en service en 2005 et 2006, le système est sécurisé, résistant au brouillage et protégé contre la guerre L’actuelle version Syracuse 3 sera remplacée électronique. Voix, images et données sont trans- dans la décennie mais cette évolution ne pour- mises sur longue distance, rapidement et en toute ra pas satisfaire toutes les exigences. Aussi la confidentialité. France et l’Italie ont-elles décidé de coopérer Des besoins complémentaires sont rapidement ap- pour accroître les moyens de communications parus avec l’évolution des concepts d’opération qui par satellites au profit de leurs défenses et de nécessitent une plus grande capacité de transmis- leurs forces de sécurité respectives (sécurité ci- sion haut débit sans pour autant exiger une résis- vile, pompiers, carabiniers, etc.). tance au brouillage à toute épreuve. Se joignent à La phase de réalisation du programme Athéna- cette requête les services de la Sécurité civile Fidus a démarré en fin d’année 2010 et toutes dont les besoins en communications haut les étapes 2011 de ce projet (revue de conception débit par satellite se font de plus en préliminaire du satellite et démarrage de la réali- plus précis. sation du segment sol de contrôle) ont été fran- chies sans difficulté. Le CNES est responsable de la conduite de ce programme, constitué d’un satellite et de son segment sol de contrôle. Basé sur des technologies civiles avancées et des produits commerciaux, il offrira une capacité de transmission significative (de l’ordre de 3G b/s en bande Ka et EHF) pour un coût particulièrement intéressant et avec une excellente disponibilité de service. à l’horizon 2013, lorsque ce satellite sera opé- rationnel, les forces françaises disposeront de moyens adaptés à leurs missions. Elles pourront, en outre, apporter des capacités de transmissions aux coalitions auxquelles elles participeront. 58

uelle est l’origine de la vie ? Existe-t-elle ailleurs que sur la Terre ? Quels sont les mécanismes à l’œuvre dans le système solaire ? QComment l’Univers est-il né et par quelles lois physiques est-il régi ? Comment évolue notre planète ? Les missions spatiales dédiées à ces questions fondamentales s’appuient largement sur le CNES et sur les laboratoires scientifiques français, très impliqués dans les défis de l’exploration de l’Univers. Les questionnements sur l’émergence de la vie sont au cœur de l’exobiologie, une jeune science qui s’attache à rechercher des traces de vie passée dans le système solaire et l’Univers. Par ses caractéristiques et dans l’état actuel des connaissances, la planète Mars est, dans le système solaire, l’objectif prioritaire pour cette recherche. Mars Science Laboratory (MSL), la mission américaine lancée en 2011 et attendue sur la planète en août 2012, s’intéressera particulièrement à l’habitabilité passée et présente de la planète, l’histoire de son climat et sa géologie. La France contribue fortement à deux instruments. La double mission européenne ExoMars suivra en 2016 et 2018 avant une possible mission de retour d’échantillons, très attendue par les scientifiques. L’exploration spatiale de l’Univers se poursuivra avec les missions européennes Solar Orbiter d’observation du Soleil et Euclid qui traquera l’énergie noire. Pour ces deux missions, le CNES fédère l’ensemble des contributions françaises aux instruments et au traitement des données. En soutenant ces missions de l’ESA, le CNES réaffirme sa volonté d’accompagner la communauté scientifique française des sciences de l’Univers. L’année 2011 fut aussi celle de la décision du CNES de réaliser Microscope pour tester le principe d’équivalence dans l’espace. L’espace qui, grâce à Planck, a livré les premières sources d’avant-plan du fonds diffus cosmologique de l’Univers.

SCIENCES SPATIALES & préparation de l’avenir rapport d’activité 59 2011

Explorer l’Univers pour faire progresser la connaissance 60 Mars, une priorité de la communauté scientifique internationale

Mars Science Laboratory à la recherche de traces de vie passée

L’exploration de la planète Mars est un objectif prioritaire de la communauté planétologique mondiale et française en particulier. Depuis une dizaine d’années, beaucoup d’indices laissent penser que la tempé- rature et la pression atmosphérique de la planète rouge ont été jadis compatibles avec la présence d’eau liquide et donc peut-être avec le développement d’une activité biologique. Pour vérifier ces hypothèses, la NASA a lancé le 26 novembre 2011 la mission Mars Science Laboratory. L’arrivée du rover Curiosity est attendue sur Mars le 6 août 2012 après un périple de 570 millions de kilo- mètres. Alors que les rovers précédents, Spirit et Opportunity, étaient orientés sur l’analyse des roches et de leur altération, celui-ci aura un objectif spécifique : détecter les traces d’une chimie organique ancienne voire prébiotique. En 1976 déjà, les atterrisseurs Viking 1 et 2 avaient pour mission de détecter les traces d’une activité biologique et d’en déduire la présence d’orga- nismes vivants mais ils n’ont rien trouvé. MSL ten- tera de déceler des constituants fossiles de la matière vivante : les atomes de carbone ou certaines molécules organiques (protéines).

Une forte participation française

Le plus lourd et le plus grand des rovers conçus jusqu’à présent pour explorer Mars emporte deux instruments avec des contributions instrumentales françaises ma- jeures dont le CNES a assuré la maîtrise d’ouvrage en partenariat avec les laboratoires. L’expérience ChemCam (Chemistry Camera) détermine- ra par ablation laser la composition chimique élémen- taire des roches situées entre 1 et 9 m autour du rover et aidera au choix des échantillons prélevés en particulier par l’ensemble instrumental SAM. La co-responsabilité du pilotage de ChemCam sera assurée à parts égales entre le Los Alamos Laboratory et le CNES associé à l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP, université Paul-Sabatier de Toulouse/CNRS-Insu). L’IRAP a fourni un sous-ensemble constitué d’un laser, d’un télescope, d’une caméra et de l’électronique associée. L’ensemble instrumental SAM (Sample Analysis at Mars) analysera in situ le sol et le sous-sol de Mars pour détecter les composés carbonés associés à la vie. Le Latmos (Laboratoire Atmosphère, Milieux, Ob- servations Spatiales, CNRS, université Versailles Saint-Quentin, université Pierre et Marie Curie) a fourni un des trois instruments, le chromatographe en phase gazeuse (Sam-GC : Gas Chromatograph). rapport d’activité 61 2011

Poursuivre l’exploration de l’avenir & préparation SPATIALES SCIENCES martienne avec la mission européenne ExoMars

Pour apporter de nouveaux éléments de réponse à la question de la vie sur Mars, l’Agence spatiale européenne a décidé de lancer le programme ExoMars. Sa mission : l’étude de l’atmosphère et de la composition du sol de Mars. Au-delà de l’objectif scientifique, ce projet nécessite la maî- trise de nouvelles technologies dont l’ESA désire FOCUS se doter pour participer à de futures missions comme, par exemple, le retour d’échantillons martiens vers la Terre qui pourrait intervenir dans les années 2020. Le scénario en 2011 se compose de deux mis- sions en coopération avec la NASA. - En 2016, un orbiteur emportant une charge utile de télécommunications et une charge utile scientifique de caractérisation de l’atmosphère martienne. à son arrivée au voisinage de la pla- nète, ce satellite larguerait un démonstrateur qui se poserait en douceur sur Mars. Celui-ci embarquerait une charge utile scientifique d’étude de l’environnement martien. - En 2018, un véhicule de surface américano- européen, équipé d’un laboratoire scientifique dédié à l’étude du sol et de la sub-surface de Mars, devait être lancé par la NASA. Fin 2011, la NASA a annoncé son retrait du pro- Les instruments français gramme. L’ESA étudie actuellement la possibilité pilotés à Toulouse de le mener en coopération avec la Russie. Plus de cent scientifiques français participent à Le Coms (Centre d’opérations des missions ce programme avec le soutien du CNES. scientifiques) basé au CNES à Toulouse accueille un nouveau centre d’opérations pour la mission Mars Science Laboratory : le Fimoc (French Instrument Mars Operation Centre). Il permettra aux ingénieurs, techniciens et scientifiques français du CNES et des laboratoires du CNRS impliqués dans la mission d’opérer les instruments ChemCam et SAM embarqués sur le rover Curiosity durant sa mission d’exploration, à partir d’août 2012, et ce pendant deux années terrestres. L’équipe du Fimoc assurera la surveillance et la programmation des instruments, la récupération et le traitement des données scientifiques. Pour ce qui est de ChemCam, son pilotage s’effectuera en alternance avec le LANL (Los Alamos National Laboratory). Les deux instruments ont été activés brièvement, en mars 2012, pour vérification. Leur fonctionnement est conforme aux prévisions. 62 Le Soleil et l’énergie noire deux missions européennes majeures

Cosmic Vision 2015-2025 : la France à l’honneur

Le CNES est fortement impliqué dans la conception des deux missions Solar Orbiter (observation rapprochée du Soleil) et Euclid (étude de l’expansion de l’Univers) sélection- nées le 4 octobre 2011 par l’Agence spatiale européenne dans le cadre de son programme « Cosmic Vision ». C’est un grand succès pour la communauté scientifique spatiale française qui s’est beaucoup investie dans la phase d’étude. Avec ses partenaires du CNRS, du Commissariat à l’énergie Atomique (CEA) et des universités, le CNES participe au dévelop- pement des instruments et des infrastructures au sol nécessaires à ces deux futurs satellites. La sonde Solar Orbiter Comment fonctionne le Soleil ? Quel est le rôle sous le Soleil exactement de l’énergie noire dans l’expansion de l’Uni- vers ? Ce sont les deux questions auxquelles Pour mieux comprendre la physique du Soleil, des me- le Comité pour les sciences spatiales de l’ESA sures in situ seront réalisées pour la première fois dans a choisi de donner la priorité pour les années le vent solaire proche du Soleil, à environ 60 fois le rayon à venir, en sélectionnant les missions Solar solaire. La sonde Solar Orbiter, réalisée en partenariat Orbiter et Euclid. Ce choix conclut un proces- avec la NASA, observera les régions polaires de notre sus de sélection initié en 2007 par un appel étoile et fournira des informations uniques pour com- d’offres ayant recueilli une cinquantaine de prendre son fonctionnement et sa variabilité, grâce à ces propositions. Ces missions devraient être lan- mesures in situ mais aussi à distance. Les observations cées en 2017 pour Solar Orbiter et 2019 pour à distance s’effectueront avec une résolution spatiale ja- Euclid. mais atteinte. Six des dix instruments embarqués sur Solar Orbiter comporteront des contributions instrumentales fran- çaises. Parmi ces instruments, l’expérience Radio and Plasma Waves (RPW) est placée sous la responsabilité scientifique du LESIA (Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique), un département de l’Observatoire de Paris, et sous la responsabilité tech- nique du CNES. Le RPW mesurera les ondes électroma- gnétiques et électrostatiques dans le vent solaire, depuis le courant continu jusqu’à 20 MHz. Une douzaine de laboratoires français sont impliqués dans cette mission parmi lesquels l’IAS (Orsay), l’IRAP (Toulouse), le LESIA (Meudon), le LPC2E (Orléans), le LPP (Palaiseau et Saint-Maur-des-Fossés) et le SAP/IRFU (Saclay). rapport d’activité 63 2011 Euclid percera-t-il le mystère de l’expansion accélérée de l’Univers ? FOCUS Comprendre l’origine de l’accélération de l’expansion de l’Univers. Telle est la mission d’Euclid qui placera la France et l’Europe en tête de la résolution d’une des plus mystérieuses énigmes de la physique fondamentale et de la cosmologie. Si les scientifiques savent que l’énergie noire, qui compose plus de 70 % de l’Univers, est à l’origine de cette accélération, nul n’en connaît la nature. Pour en savoir plus, le satellite d’observation astronomique Euclid doté d’un télescope cartographiera pendant 5 ans des centaines de millions de galaxies réparties sur une grande partie du ciel. Le but : analyser leurs défor- mations apparentes sous l’effet de la matière noire et leur réparti- tion à grande échelle pour en déduire ce qu’est cette énergie sombre et vérifier si la théorie de la relativité générale est encore valide aux échelles cosmologiques dépassant le milliard d’années-lumière. Le satellite emportera un imageur visible (VIS) et un spectro-ima- geur infrarouge (NISP), développés par un consortium européen d’une centaine de laboratoires, coordonné par un chercheur français. Un élément important du Cosmic Vision : de nouvelles projet est le développement de son segment sol scientifique, avec une impor- missions scientifiques en La découverte de tante participation à la fois du CNES et de plus de 80 scientifiques, doctorants l’expansion accélérée compétition

de l’Univers est une et ingénieurs français. de l’avenir & préparation SPATIALES SCIENCES Prévue en 2011, la dernière étape de sélection des plus grandes Euclid est issu de deux propositions dont une proposition française, Dune, qui surprises de la de la mission L1 (L pour Large) de l’ESA pour la cosmologie de ces avait fait l’objet d’une phase d’étude préliminaire au CNES. Les principaux la- phase de définition a été reportée au mois de mai dernières décennies. boratoires français contribuant aux instruments et au segment sol scientifique 2012. Parmi les trois missions candidates à un L’énergie sombre (ou sont : le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), le Service d’Astrophy- lancement à partir de 2022, c’est la mission Juice noire) est à l’origine de cette accélération. Le sique du Commissariat à l’énergie Atomique et aux énergies alternatives (CEA), (étude de la planète Jupiter et de ses satellites), satellite Euclid tentera l’IAP (CNRS et université Pierre et Marie Curie), le Centre de Physique des Par- précédemment EJSM-Laplace, qui a été préférée à d’en dévoiler la nature. Athena (observatoire en rayons X), précédemment ticules de Marseille (CPPM), l’Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) à Orsay et Ixo, et NGO (New Gravitational Observatory), projet le laboratoire Astrophysique et Particules (APC) à Paris. de détection spatiale des ondes gravitationnelles, précédemment Lisa. La procédure de choix de la mission M3 de l’ESA – lancement vers 2022-2024 – a retenu quatre missions dans un premier temps : Echo (caractérisation de l’atmosphère des exoplanètes), STE-Quest (physique fondamentale), Loft (étude de l’univers violent) et MarcoPolo-R (retour d’échantillons d’un astéroïde). Les chercheurs français, soutenus par le CNES, sont très présents sur l’ensemble de ces projets.

La mission Solar Orbiter étudiera de près le Soleil. Elle tentera d’apporter des réponses à des questions toujours d’actualité : comment le champ magnétique émerge-t-il de l’intérieur et quel est son impact sur l’atmosphère solaire ? quels sont les mécanismes impliqués dans la formation de la couronne et du vent solaire ? quels processus physiques expliquent l’activité éruptive du Soleil ? 64 Physique fondamentale Le principe d’équivalence en question

La mission Microscope en quête de preuve

Quelles que soient leur masse ou leur composition, tous les objets qui tom- bent en chute libre sont accélérés de la même façon par la gravité. C’est le principe d’équivalence constaté par Galilée – « Tous les corps, la plume comme le plomb, ont même loi de chute » – puis par Newton et à la base de la théorie de la relativité générale d’Einstein. Ce principe n’a jamais été pris en défaut. La technologie spatiale le confirmera-t-elle ou non ? C’est l’enjeu du projet Microscope de physique fondamentale du CNES que le conseil d’administration a confirmé le 8 décembre 2011. Le CNES est en charge du développement du système complet et de la réalisation du satellite. Les activités de développement (phases C/D) vont démarrer en 2012 pour un lancement en 2017. Cette mission d’un an constitue une véritable première scientifique puisqu’il s’agit de vérifier le principe d’équivalence entre masse inerte et masse pe- sante avec une précision cent à mille fois supérieure à celle obtenue dans les expériences menées sur la Terre. Les trajectoires des deux masses en chute libre permanente à 700 km de la Terre, de composition différente, seront contrôlées par deux accéléromètres électrostatiques développés par l’Onera. Leur précision inédite (10-15) permettrait de détecter la différence de trajec- toire qu’envisagent certains théoriciens. rapport d’activité 2011 65

SCIENCES SPATIALES & préparation de l’avenir 66 Univers lointain premiers résultats scientifiques

Planck, une fenêtre sur l’Univers

Le satellite Planck, une mission d’astronomie de l’Agence spatiale européenne, scrute en continu la voûte céleste pour mesurer le rayonnement cosmique fossile, la première lumière émise par l’Univers, 380 000 ans après le big-bang. Lan- cée en 2009, cette mission scientifique de l’ESA sera prolongée d’un an, jusqu’en janvier 2013, pour extraire le plus d’informations possible du fond diffus cosmologique. Après la publication en 2010 par l’ESA du pre- mier relevé du ciel réalisé par Planck, les premiers résultats scientifiques ont été présentés en janvier 2011 lors d’un colloque à la Cité des sciences (Paris). De nombreux objets présents dans l’Univers émettent une lumière dans les mêmes longueurs d’onde que le fond diffus cos- mologique, notamment la poussière froide de notre galaxie, les galaxies lointaines ou les élec- trons évoluant dans les champs magnétiques. Planck détecte non seulement l’émission des poussières dans la Voie lactée mais aussi l’accu- mulation des émissions de poussières présentes dans les autres galaxies, jusqu’aux plus loin- taines : le fond diffus infrarouge. L’analyse de ces émissions « parasites », néces- saire pour accéder au rayonnement fossile, four- nit à la communauté scientifique des données très précieuses et souvent inédites sur ces ob- jets. Les sources détectées par Planck vont ainsi des fréquences radio à l’infrarouge lointain. Elles comprennent des nébuleuses denses et froides situées dans des régions de formation d’étoiles de notre galaxie, et des amas de galaxies super- massifs.

L’ensemble du ciel observé avec le satellite Planck présentant la distribution du monoxyde de carbone, traceur des nuages moléculaires. Certains, jusqu’alors inconnus, se trouvent dans des régions du plan galactique. Les grandes structures en filigrane sont liées aux artefacts du traitement des données et n’ont rien de réel. rapport d’activité 67 2011

FOCUS & préparation de l’avenir & préparation SPATIALES SCIENCES

Les résultats de l’instrument HFI de Planck à l’honneur

François Bouchet, de l’Institut d’astrophysique de Paris, coordonne l’analyse scientifique des données fournies par l’instrument HFI de Planck. Les laboratoires du CNRS et du CEA, soutenus par le CNES, ont joué un rôle essentiel dans la construction de la première édition du catalogue de sources Planck. Des travaux présentés en février 2012 à Bologne (Italie) ont révélé que notre Galaxie contient des îlots de gaz froids jusque là inconnus. 68 ressources financières

En 2011 , le budget du CNES de 2 015 M€ (hors PIA) a été financé par des recettes issues : - de l’État : ...... 1 495 M€ - de contrats externes :...... 520 M€

Il a été affecté : - au programme spatial de l’ESA :...... 755 M€ - au programme spatial multilatéral :...... 1 205 M€ - au coût d’intervention de l’établissement :...... 54 M€ (Directions centrales) - à l'apport au fonds de roulement :...... 1 M€

Le tableau ci-après détaille, pour 2010 et 2011, l’origine des recettes et leur destination selon les thèmes du contrat pluriannuel État/CNES.

Le résultat 2011 du CNES s’établit à + 1,2 M€. Cet excédent confirme la volonté du CNES de continuer à maitriser ses dépenses de fonctionnement afin de pouvoir financer de nouveaux projets et investissements.

BUDGET du CNES (hors PIA) : Recettes et (en millions d’euros) 2011 2010 Dépenses (par Recettes thème du PMT) Subventions d’état 1 495 1 405 Contrats externes 520 460 Total recettes [a] 2 015 1 865 Dépenses Contribution de la France à l’ESA 755 685 Programme multilatéral 1 259 1 164 Accès à l’espace : lanceurs 380 359 Utilisation de l’espace 770 682 Ressources mutualisées 116 119 Grand public 49 42 Terre, environnement & climat 124 105 Sciences spatiales & préparation de l’avenir 170 169 Sécurité & défense 311 247 Directions centrales 54 49 TVA & Taxe sur salaires (1) 55 74 Total dépenses [b] 2 014 1 849 Fonds de roulement (budgétaire) [a-b] 1 15

(1) Hors taxe sur les salaires en 2011 : depuis le 1er janvier 2011, la taxe sur les salaires est incluse dans la masse salariale conformément à la recommandation des Commissaires aux comptes sur le modèle analytique. rapport d’activité 69 2011

Plusieurs faits significatifs ont illustré une année particulièrement dense

Sur le plan stratégique, des événements ont Sur le plan de la modernisation, poursuivant préparé l’avenir et la croissance du domaine spatial : une démarche de progrès, ont été réalisés : - plusieurs rendez-vous importants organisés par - une gestion toujours performante qui permet de l’Union européenne, la Commission européenne nouvelles réductions des coûts de fonctionnement ou l’ESA ont permis, entre autres, la réaffirmation de la Base Spatiale de Guyane et du CNES, les de la volonté d’accès indépendant à l’espace pour économies réalisées étant réinjectées dans la l’Europe, le rappel des priorités programmatiques préparation de l’avenir ; comme Galileo ou GMES et l’engagement des - le contrôle interne comptable et financier toujours états membres pour le soutien à l’exploitation jugé fort par les commissaires aux comptes du d’Ariane 5 dans la durée ; CNES assurant ainsi la continuité de la grande - la sélection et la contractualisation des projets maitrise des risques sur l’ensemble des processus financés par le Programme d’Investissements concernés ; d’Avenir : Préparation Ariane 6, Swot, Myriade - la poursuite des actions d’optimisation du Evolutions (Merlin) et Programme « Satellites patrimoine immobilier conformément aux du futur » pour les télécommunications ; à noter orientations définies par le Gouvernement ; également la signature d’une convention avec - le renouvellement pour trois ans de la certification la Caisse des dépôts et consignations, dans le du système de management du CNES aux cadre du volet numérique du PIA, permettant la normes Afnor Iso 9001 (qualité) et ISO 14001 mise en place d’un programme de R&D préparant (environnement). une filière industrielle pour le très haut débit par satellite (THD).

BILAN actif au (en millions d’euros) 2011 2010 31 décembre 2011 Montant brut Amortissements Montant net Montant net et provisions Immobilisations incorporelles (a) 739,5 494,8 244,7 233,8 Terrains 60,1 34,1 26,0 28,1 Constructions 462,9 366,5 96,4 94,0 Installations techniques, matériels 267,2 201,9 65,3 88,3 Matériels spatiaux 2 813,6 1 654,4 1 159,2 1 132,0 Autres immobilisations corporelles 261,6 63,3 198,4 180,3 Immobilisations corporelles (b) 3 865,5 2 320,2 1 545,3 1 522,7 Immobilisations financières (c) 175,5 153,5 22,0 22,9 Actif immobilisé (a+b+c) 4 780,5 2 968,5 1 812,0 1 779,5 Stocks en cours 2,8 2,8 2,3 Créances 803,7 803,7 639,3 Valeurs mobilières de placement 97,8 97,8 99,7 Disponibilités Programme 445,6 445,6 472,6 d’Investissements d’Avenir Autres disponibilités 27,4 27,4 16,8 Comptes de régularisation 0,5 0,5 0,2 Actif circulant 1 377,8 1 377,8 1 230,9 Total 6 158,3 2 968,5 3 189,8 3 010,3 70

ressources financières

bilan PASSIF au (en millions d’euros) 2011 2010 31 décembre 2011 Avant Après Avant répartition répartition répartition Dotation état 21,5 21,5 21,5 Réserves 28,1 29,3 14,3 Report à nouveau Résultat de l’exercice 1,2 13,8 Subventions d’investissement 1 795,0 1 795,0 1 761,6 Capitaux propres 1 845,9 1 845,9 1 811,2 Provisions pour risques et charges 9,6 9,6 9,7 Dettes financières Avances et acomptes reçus 334,1 334,1 144,0 Dettes fiscales et sociales 71,8 71,8 68,3 Dettes fournisseurs 141,2 141,2 120,4 Avance Programme d’Investissements d’Avenir 449,9 449,9 472,6 Autres dettes dont ESA 334,3 334,3 382,6 Comptes de régularisation 3,1 3,1 1,5 Dettes 1 334,3 1 334,3 1 189,4 TOTAL 3 189,8 3 189,8 3 010,3

COMPTE de (en millions d’euros) 2011 2010 RéSULTAT de l’exercice 2011 Production vendue 411,3 331,6 Production immobilisée 152,8 167,7 Subventions d’exploitation 634,0 591,1 Production de l’exercice 1 198,1 1 090,4 Autres produits d’exploitation 10,9 11,6 Divers autres produits 10,9 11,6 Produits d’exploitation (a) 1 209,0 1 102,0 Charges de sous-traitance liées à la production 859,4 758,5 Autres charges externes 123,0 117,0 Impôts et taxes 18,2 17,9 Frais de personnel 149,3 146,0 Charges sociales 63,5 63,1 Dotations aux amortissements 176,4 165,6 (-) Reprise quote-part subvention -176,4 -165,6 Dotation provisions pour risques 0,7 2,3 Autres charges 1,7 1,5 Charges d’exploitation (b) 1 215,7 1 106,2 Résultat d’exploitation (a - b = c) -6,8 -4,2 Résultat financier (d) 2,3 -26,7 Résultat exceptionnel (e) 5,7 44,7 Impôt sur les sociétés (f) 0,05 Résultat net (c+d+e-f) 1,2 13,8 rapport d’activité 71 2011

TABLEAU de FINANCEMENT de (en millions d’euros) 2011 2010 l’exercice 2011 Résultat net 1,2 13,8 Dotation aux amortissements 176,9 221,9 Dotation/(reprise) nette de provisions -0,3 1,6 Reprises quote-part subvention -179,2 -223,1 Résultat sur cessions d’actifs immobilisés -14,5 -1,5 Capacité d’autofinancement (a) -15,9 12,6 Subventions d’investissement 923,8 935,1 Dotation d’état Cessions des immobilisations 17 2,3 Réduction d’éléments d’actifs immobilisés Augmentation des dettes financières (arriérés contribution à l’ESA) 35,4 Total des ressources durables (b) 940,8 972,8 Acquisition immobilisations incorporelles 33,9 38,4 Acquisition immobilisations corporelles 178,8 183,7 Acquisition immobilisations financières (participations) 27,5 ESA (contribution et augmentation ou rembours. arriérés) 711,1 720,4 Remboursement des dettes financières Réduction des capitaux propres Total des emplois durables (c) 923,8 970,0 Variation du fonds de roulement (budgétaire) : (a+b) - c = (d) 1,1 15,4 Variation du besoin en fonds de roulement (e) 19,4 -483,9 Variation de la trésorerie (pia inclus) (d-e) -18,3 499,3

FILIALES et PARTICIPATIONS % de contrôle Effectifs Chiffre Résultat au 31 décembre d’affaires (en millions 2011 (en millions d’euros) d’euros) Filiales (CNES actionnaire > à 50 % du capital) CLS 57,28 414 71,1 3,5 Novespace 59,39 10 7,0 0,3 Télespace Participation 99,99 0 0,0 0,7 Participations (CNES actionnaire entre 33,33 % et 50 %) Arianespace Participation 34,81 327 1 032,5 1,7 Simko 40,00 71 36,2 4,8 TOTAL 822 1 146,8 11,0 Paris - LES HALLes CNES - Siège 2, place Maurice Quentin 75039 Paris cedex 01 Tél. : 33 (0)1 44 76 75 00

Toulouse CNES - Centre spatial de Toulouse 18, avenue Édouard Belin 31401 Toulouse cedex 9 Tél. : 33 (0)5 61 27 31 31

Paris - DAUMESNIL CNES - Direction des lanceurs 52, rue Jacques Hillairet 75612 Paris cedex Tél : 33 (0)1 80 97 71 11 Guyane CNES - Centre spatial guyanais BP 726 97387 Kourou cedex Tél. : 594 (0)5 94 33 51 11

Organismes : CNES – ESA – ARIANESPACE – ACTIVITE OPTIQUE VIDEO CSG – LA POSTE – SERTIT – NASA– NASA/JPL CALTECH – CLS – CNRS – ISRO – ESO – THALES ALENIA SPACE – EADS ASTRIUM – IRD – DISTRIBUTION ASTRIUM SERVICES /SPOT IMAGE – ESA – SOHO – LASCO – SIPA PRESSE – MARINE NATIONALE – GENDARMERIE NATIONALE – FOTOLIA – PHOVOIR – THINKSTOCK – SYGMA – LPC2E/CNRS/UNIV.Orléans – SOUTHWEST RESEARCH INSTITUTE – STATION SNSM DE L’ESTEREL Photographes : Barbaste G. - Barranco R. - Baudon P. - Bernard D. - Calçada L. - Carril P. - Cercueil A. - Chétrit J. - Cocquerez P. - Collot P. - Corvaja S. - Ducros D. - Forterre E. - Gaffiot G. - Girard S. - Godefroy S. - Grimault E. - Guillon JM. - Guinet C. - Huart J. - Jalby P. - Kolko P. - Le Doaré P. - Le Guen R. - Lévin S. - Liétar R. - Maligne F. - Marin L. - Marques D. - Martin S. - Mira Léo - Mossay L. - Nogues A. - Pascaud O. - Pedoussaut M. - Pillet N. - Piraud H. - Planète science - Régy M. - Sarraute D. - Sattler O. - Segrette P. - Shutter Stock/ZINAIDA - Sittler P. - Swanapo J. - Tavernier G. Conception-réalisation : Rédaction : Françoise Couvry-Ventelon (FCV Communication) Iconographie : CNES Diffusion - Société Photon - Marie-Claire Fontebasso Impression : Imprimerie Menard Ce document est édité par la Direction de la communication externe, de l’éducation et des affaires publiques - Service grand public

10-31-2029

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