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Le Stratobus

Le Stratobus : à mi-chemin entre le satellite et le drone

Quel dommage que Jules Vernes ne soit plus là pour commenter l’actualité scientifique. Il aurait certainement éprouvé pour le Stratobus cet engouement pour ce projet futuriste lorsqu’il a été annoncé après avoir été sélectionné en 2015 par le ministère de l’industrie et du numérique dans le cadre de la Nouvelle France industrielle.[1] Réalisé avec un ensemble de cinq industriels français et deux partenaires étrangers,[2] Thales Alenia Space en est le maître d’œuvre industriel.[3] Labellisé par quatre Pôles de compétitivité dont SAFE en PACA[4] en charge de lancer la filière dirigeables en France, ce projet est un modèle d’innovation.[5] Après deux années de mise au point des technologies nécessaires, un premier exemplaire devrait sortir en 2020. Ce « Prototype Flight Model » (PFM) après une période de six mois - un an d’essais en vol sur autorisation de vol, pour obtenir la Certification de Type et pour mise en production, Stratobus devrait être disponible sur le marché à horizon fin 2020. A Eurosatory, Joël-François Dumont s’est entretenu avec Jean-Philippe Chessel, responsable du projet chez Thales Alenia Space et David Dumay, responsable marketing chez Thales Systèmes d’information et de communications sécurisés. Villepinte, le 16 juin 2016.


Dessin d'artiste du projet Stratobus

European-Security : Thales est l’un des plus grands exposants à Eurosatory. La plupart des spécialistes de la défense et de la sécurité, civils et militaires du monde entier, se pressent ici pour voir des systèmes qu’ils souhaitent acquérir ou moderniser, pour mesurer l’évolution de l’offre à l’export et bien sûr pour découvrir de nouveaux systèmes, parmi lesquels figure pour la première fois ce « StratoBus », un aérostat de type dirigeable qui rappelle les ballons-dirigeables du comte allemand Ferdinand von Zeppelin. Avant de voir l’intérêt d’un tel système pour les secteurs de la défense et de la sécurité, il est peut être bon de parler du concept à l’origine de ce projet futuriste et des innovations techniques qu’il devrait développer.[6]


Jean-Philippe Chessel : Le Stratobus est un concept initié par Thales Alenia Space qui a été désigné comme maître d’œuvre industriel du programme. Relever les défis permanents que pose la demande mondiale de solutions innovantes dans le domaine de l’aéronautique, un secteur qui est au cœur des politiques publiques de développement durable, exige de rechercher et de proposer des solutions à la fois compétitives et écologiques pour mieux capter cette demande croissante d’un marché mondialisé. Il faut rappeler que les industries de l’aéronautique sont un domaine d’excellence industrielle de l’Europe et particulièrement de la France.

Il nous appartient donc de réinventer les modes de demain en proposant des solutions qui soient innovantes, capables à la fois d’allier compétitivité économique et efficacité écologique. Thales a voulu avec ce concept proposer un système innovant dans les domaines de l’observation, des télécommunications et de la navigation.

Stratobus: mi-drone, mi-satellite - video officielle

European-Security : De quoi est faite cette plateforme stratosphérique « à mi-chemin entre le satellite et le drone » ?

Jean-Philippe Chessel : Stratobus est une plateforme spatiale géostationnaire multimissions destinée à des applications aussi bien civiles que militaires. Il s’agit d’une plateforme autonome de 5 tonnes, mesurant 100 mètres de long et 33 mètres à son diamètre maximum, qui pourra héberger des charges utiles de 250 kg dotées d’une puissance de 5 kW, dont la durée de vie dans la stratosphère sera de 5 ans, qui devrait être localisée à 20 kilomètres d’altitude environ, donc au-dessus de l’espace dédié au trafic aérien et des jet-streams.

European-Security : Quel l’intérêt d’un tel système, au-delà de son aspect innovant et futuriste, et à quels types d’applications Stratobus est-il destiné?

Le projet Stratobus

Jean-Philippe Chessel : Comme je le disais, trois domaines principalement sont privilégiés : la surveillance, les télécommunications et la navigation.

Dans le domaine de la surveillance, tout d’abord il pourra être utilisé pour des applications de durée indéterminée et ce quelles que soient les conditions météorologiques. Particulièrement pour des missions liées à la surveillance des frontières, de zones de crise, de catastrophes naturelles ou de sites industriels sécurisés. Grâce à une charge utile radar, complétée par des senseurs dans les domaines visible et infra-rouge, avec une résolution d’image allant jusqu’à 10 cm, Stratobus devrait changer la donne. Pour autant, ce projet ne absolument vise pas à se substituer au marché traditionnel des satellites, mais contraire, de par sa portée régionale détaillée, Stratobus est parfaitement complémentaire de la couverture plus globale du satellite.

Dans le domaine des télécommunications, Stratobus devrait contribuer à réduire la fracture numérique sur des zones géographiques où internet n’est pas encore accessible, dans des zones désertiques notamment, renforçant le réseau GSM à l’occasion de grands événements (Euro, Jeux Olympiques) sans oublier en cas de catastrophes naturelles (tremblement de terre, tsunami) Stratobus permettrait très rapidement de rétablir les connexions internet et téléphoniques ou pour la radiodiffusion.

European-Security : Quand vous dites, très rapidement, on n’installe pas un tel système capable de planer à 20 km d’altitude en quelques jours ?Jean-Philippe Chessel : Bien au contraire. Stratobus a été conçu de façon modulaire pour être transporté par voies maritime, ferroviaire ou aérienne dans des containers de taille standard. Stratobus ne nécessite aucun lanceur et peut être positionné à tout point du globe rapidement, grâce à ses moteurs. Comme l’a souligné Jean-Philippe Chessel, le directeur du programme, « un terrain de la taille d’un stade de football lui suffit pour décoller et rejoindre la stratosphère en moins de 4 heures ».

Le projet Stratobus

Surveillance, télécommunications et aussi, navigation. Stratobus, grâce à une charge utile radar, complétée par des senseurs dans les domaines visible et infra-rouge, avec une résolution d’image allant jusqu’à 10 cm permettra de repérer un bateau suspect à 200 km… Un outil précieux dans la lutte pour anticiper les risques de piraterie maritime, mais aussi pour localiser des navires en détresse ou encore pour surveiller les approches maritimes, particulièrement dans les zones où les trafics en tout genre sont permanents. On peut aussi imaginer l’intérêt d’un tel système pour détecter la pollution maritime, pour la météo ou encore la gestion du trafic maritime.

European-Security : Dans ces trois domaines, qu’est-ce que Stratobus peut faire mieux qu’un satellite par exemple ?

Jean-Philippe Chessel : Son intérêt est son faible coût par rapport à l’impact de sa mission et sa disponibilité dans la stratosphère qu’on n’a pas forcément en orbite satellite.

European-Security : Le concept est ancien. En quoi peut-il être adapté à nos besoins d’aujourd’hui ?

Jean-Philippe Chessel : Les nouveaux moyens de communication, les nouvelles technologies, nous permettent d’exploiter de manière bien plus intéressante ce type de concept qui, aujourd’hui, trouve totalement sa place dans la surveillance des frontières ou de zones très éloignées.

European-Security : Quand un pays comme la France participe à des opérations extérieures, qu’est-ce que ce système peut apporter par rapport aux systèmes existants ?

Jean-Philippe Chessel : Dans les dispositifs expéditionnaires avec du théâtre aéroterrestre ou du théâtre aéromaritime, on a effectivement une taille de théâtre qui rend parfaitement pertinent l’emploi d’un moyen permettant d’embarquer une charge non seulement d’observation mais surtout de relais de communication avec une grosse économie faite sur la ressource satellitaire ou en complément de la ressource satellitaire, qui, elle, de toute façon, restera toujours indispensable pour assurer le lien entre la métropole et le théâtre, éventuellement, le lien entre les systèmes embarqués type drone et puis les centres de contrôle.

« Stratobus est autonome, repositionnable et offre une très bonne résistance au vent »

La puissance disponible à bord permet au système d’être stationnaire de façon permanente suivant sa localisation, il est autonome, mais il est aussi repositionnable et offre une très bonne résistance au vent grâce à un moteur alimenté en énergie par les cellules photovoltaïques via la pile à combustible réversible.

Jean-Philippe Chessel: A une vingtaine de kilomètres d’altitude, l’avantage, c’est d’être à la fois hors de portée de la plupart des missiles et d’être très peu détectable, donc de pouvoir arroser une zone assez large avec des moyens optroniques ou de communication.

European-Security : Et les vents ?

Jean-Philippe Chessel : Il y a du vent. Un vent qui souffle entre principalement entre 0 et 90 kilomètres/heure. C’est un vent qui est très constant. L’avantage est qu’on peut garder le ballon en position statique à ces altitudes.

European-Security : On peut également mettre une charge ?

Jean-Philippe Chessel : On peut mettre une charge de 250 kilos. 250 kilos de charge utile sous le ballon, c’est permettre à celui qui possède un outil pareil de mettre une charge ISR ou du relais de communication.

European-Security : Pour le commandement, comment articuler toutes les images ou les données recueillies, qu’il s’agisse des photos prises par des satellites ou par des pilotes en vol, des drones télépilotés ou par des navires de guerre ?

Jean-Philippe Chessel : La question de l’interopérabilité de la charge utile avec les systèmes existants, elle est native. Cela signifie que le possesseur du pod (de reconnaissance), du modèle embarqué sur le Stratobus va mettre sur sa charge utile des moyens nativement interopérables. Typiquement, c’est le métier d’un groupe comme Thales de mettre des moyens garantissant l’interopérabilité, soit dans le cadre d’accords de standardisation, comme le STANAG interallié, soit dans le cadre d’une force armée donnée, je dirais que c’est parmi les différenciateurs du groupe Thales.

[1] La Nouvelle France Industrielle (NFI) entend réussir la « réindustrialisation française ». Objectif : amener chaque entreprise à franchir un pas sur la voie de la modernisation de son outil industriel et de la transformation de son modèle économique par le numérique. Lancée le 18 avril 2015, l’Industrie du futur répond à un impératif : moderniser notre appareil productif et accompagner nos entreprises industrielles dans la transformation de leurs modèles d’affaires, de leur organisation, de leurs modes de conception et de commercialisation par le numérique. En plus de l'industrie du futur, la Nouvelle France Industrielle repose sur neuf solutions industrielles qui apportent des réponses concrètes aux grands défis économiques et sociétaux et positionnent nos entreprises sur les marchés d’avenir dans un monde où le numérique fait tomber la cloison entre industrie et services. Source : Portail de l’Économie et des Finances.
[2] Sept partenaires industriels se sont joints au projet Stratobus : cinq français : TAS, Solution F pour la propulsion électrique, Tronico pour l'électronique de puissance, Airstar Aerospace pour l'enveloppe et CNIM pour la nacelle et l'anneau. Deux étrangers : le Norvégien Prototech pour la pile à combustible réversible et le Canadien MMIST pour le système de sauvegarde. A ce consortium, il convient d’ajouter le CEA-Liten pour une technologie photovoltaïque photosensible sur les deux faces avec un rendement de 22%, l'ONERA pour les études aérodynamiques de l'hélice d'un diamètre de 3,8 m et le CNES apportant son expertise technique et son expérience dans la mise en œuvre opérationnelle des ballons. Source : Wikipedia.
[3] Thales Alenia Space est un acteur spatial majeur en Europe dans les domaines des télécommunications, de la navigation, de l’observation de la terre, de l’exploration et de la réalisation d’infrastructures orbitales. Avec le soutien de l’État, ce projet de recherche et développement collaboratif sur 2 ans, est financé à hauteur de 16,6 millions d’euros sous forme de subventions et d’avances récupérables, par le Programme d’investissements d’avenir (PIA), piloté par le Commissariat général à l'investissement (CGI) et opéré par Bpifrance… Thales s’est rapproché de partenaires industriels afin de développer un dirigeable stratosphérique autonome, le Stratobus. Stationnaire à une altitude de 20 km, ce dirigeable offrira un complément idéal d’une solution par satellite et donnera accès à des missions permanentes et régionales de type surveillance des frontières, de sites critiques sur terre comme sur mer (vidéo protection des plates-formes off-shore), sécurité militaire (lutte contre le terrorisme), mais aussi contrôle environnemental (feux de forêts, érosion des plages, pollutions…) et télécommunications (accès internet pour les 3 milliards de personnes non connectées sur la planète). La phase d’industrialisation débutera en 2018 avec une implantation envisagée en bordure des pistes de la base aérienne d’Istres. Source : Portail de l’Économie et des Finances.  La BA 125 est la seule base militaire en Europe à avoir accès à la stratosphère (NDLR).
[4] Les Pôles de Compétitivité Techtera (Rhône – Alpes) , S2e2 (Pays de Loire), Aerospace Valley (Midi-Pyrénées) et SAFE (PACA) ont labellisés le projet car ayant un partenaire sur le territoire.
[5] « La pile à combustible sera située dans sa nacelle, avec un électrolyseur pour obtenir de l’hydrogène à partir d’un approvisionnement en eau à bord, ainsi que ses communications et autres appareils électroniques. Différentes nacelles seront échangées sur et hors d’un corps du dirigeable, entre les missions. L’électrolyseur utilisera l’énergie solaire. La lumière du soleil afflue dans « le ballon » du dirigeable à travers une partie transparente de l’enveloppe, puis est réfléchit sur un miroir de concentration interne, et sur une rangée de panneaux solaires. Il sera en mesure de rester aligné avec le soleil.» Source : Thales.
[6] « Hindenburg était un ballon troposphérique embarquant des passagers, en structure semi-rigide. Stratobus dispose de matériaux d’enveloppe souples, volontairement non rigides pour optimiser masse, en légère surpression. D’énormes progrès technologiques ont été réalisés au niveau de l’enveloppe, spécialement développée pour Stratobus. Elle contient trois enveloppes avec des fonctions bien précises. Deux d’entre elles serviront à faire l’étanchéité entre le gaz porteur et l’air externe, la troisième étant constituée d’un tissu très résistant en fils de carbone, que l’on retrouve sur certaines voiles de bateaux de régate. Cette technologie, confirmée par Air Liquide, garantit la sécurité de la plateforme stratosphérique vis-à-vis des risques de voir l’hydrogène s’enflammer. L’enveloppe est d’ailleurs compatible aussi bien avec de l’hélium que de l’hydrogène
[7] « Stratobus utilise un concentrateur solaire placé à l’intérieur du ballon (un brevet Thales Alenia Space) et une pile à combustible réversible permettant de disposer à bord d’une grande quantité d’énergie tout en minimisant la masse et la surface de l’enveloppe, de jour comme de nuit. Autre innovation, Stratobus utilise un anneau passé autour du ballon pour effectuer une rotation de telle sorte que celui-ci soit toujours face au soleil en journée et en toute saison. La pile à combustible réversible alimentée par le générateur solaire aura accumulé suffisamment d’énergie dans la journée, pour alimenter Stratobus en énergie pendant la nuit. Sa position stationnaire est obtenue grâce à deux moteurs électriques à hélices situés de part et d’autre du ballon. »


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