« Le radar GRAVES est un premier pas important vers une surveillance globale de l’espace ».[1] Présenté pour la première fois en juin 2007 au Salon du Bourget par le CDAOA,[2] le radar GRAVES, véritable défi technologique, constitue « l’avant-garde d’une défense spatiale française ». Si les USA fournissent mondialement des informations d’orbitographie satellitaires et coopèrent bilatéralement avec divers pays dont la France, en Europe, la seule coopération bilatérale qui existe dans ce domaine est franco-allemande. L’Allemagne disposant d’un outil complémentaire avec le radar Tira, qui permet d’identifier un objet détecté dans l’espace par le radar GRAVES. La France et l’Allemagne [3] étant encore les seuls pays d’Europe à avoir compris à la fois la nécessité d’investir et de coopérer dans « un domaine qui va devenir aussi important que le nucléaire pour l’indépendance nationale », pour reprendre les termes utilisés par Régis Gutman, ambassadeur de France et président du Conseil scientifique de la défense, lors du colloque sur « l’Espace, un défi conceptuel pour la défense » organisé par le Centre d’études stratégiques aérospatiales (CESA) à l’École militaire.[4]
Parmi les interventions qui se sont succédées, on retiendra également celle de Serge Plattard, secrétaire général de l’Institut européen de politique spatiale qui a plaidé pour une vision européenne en matière d’espace, avec la construction d’une architecture et l’élaboration d’une doctrine communes, à force d’avoir « saupoudré les crédits » et après « 40 années de programmes nationaux, binationaux, bi ou multi latéraux, menés par l’Agence spatiale européenne ». Or, « beaucoup de ces programmes sont dispersés, parfois disparates et souvent non interopérables ». M. Plattard citant des chiffres qui parlent d’eux-mêmes : « L’Europe ne totalise que 4% des dépenses mondiales consacrées à l’espace militaire, soit 0,4% des budgets européens de défense. À l’inverse, les États-Unis concentrent 90% des dépenses mondiales du secteur, soit 7 à 8% du budget américain de défense » … « Il y a aujourd’hui une vingtaine de satellites européens à vocation de défense, contre 200 américains… L’effort de défense français pour le spatial devrait être augmenté de 50 %, pour atteindre 650 millions d’euros par an. » Autre chiffre significatif, celui du budget spatial européen qui est de 5 milliards d’euros par an, dont un milliard est dédié au secteur militaire, soit 20%. Si l’Europe entend demeurer une grande puissance, il est urgent que les pays membres se ressaisissent en fédérant leurs moyens, suivant en cela l’exemple franco-allemand, car aucun pays n’est à même, seul, de se doter de la panoplie complète de satellites, qu’ils soient d’observation,[7] de télécommunications, d’interception des signaux électromagnétiques, de radionavigation, de surveillance de l’espace ou encore d’alerte avancée. A un moment où les risques de voir « l’espace en voie d’arsenalisation » avec pour conséquence une extension du champ de bataille à l’espace extra-atmosphérique, nos militaires ne sont pas les derniers à donner de la voix pour rappeler les enjeux et « pour donner plus d’espace à la défense » [7] comme le réclamait le général Stéphane Abrial, chef d’état major de l’armée de l’air, qui reprenait à son compte la formule employée par Michèle Alliot-Marie, ministre de la défense, avant de développer un concept cher à notre armée de l’air. Le CEMAA n’a donc pas manqué de réaffirmer à cette occasion [5] son désir de voir « la réalisation d’un concept d’utilisation de l’espace » en précisant que « bien que l’espace ait besoin d’un dialogue interarmées », l’armée de l’air, avait « une vocation naturelle à investir ce nouveau champ d’action. » Au delà des évidences, s’il fallait une preuve, GRAVES en est une. Réussir à faire à partir d’un « démonstrateur » un véritable programme opérationnel demeurant un tour de force aussi bien sur les plans technique que financier. Pour la France comme pour l’Europe, « les enjeux sont de taille » , comme la rappelé le Colonel Blin :[4] « Pour assurer sa sécurité, pour garantir son autonomie de décision et d’appréciation, pour assumer ses responsabilités internationales, la France doit disposer de capacités d’anticipation, d’évaluation des crises et de conduite des opérations. Comme l’ont illustré les conflits récents, les moyens spatiaux jouent désormais, à cet égard, un rôle décisif. En Europe aujourd’hui, l’utilité de l’espace pour la défense n’est plus contestée. Parce qu’elle est un enjeu majeur pour l’avenir, la maîtrise de l’espace doit désormais être prise pleinement en compte dans l’élaboration de notre stratégie de défense. » Avec le radar GRAVES, l’armée de l’air française a donc prouvé que la France jouait désormais dans la cour des grands en matière spatiale militaire. Mais il ne faudrait pas pour autant s’endormir sur ses lauriers. Si GRAVES constitue bien « un premier pas important vers une surveillance globale de l’espace », il n’est pas pour autant « suffisant pour relever tous les défis qui se posent à l’Europe », d’où ce « plaidoyer pour une défense spatiale européenne » publié dans la revue Défense par le général de corps d’armée aérien Patrick de Rousiers, Commandant le CDAOA.
Le radar GRAVES, enfin, est une réussite technologique qui a valeur d’exemple sur une utilisation parfaite des moyens civils et militaires dont la complémentarité en matière spatiale n’est plus à démontrer. Nous reproduisons ici cet article avec l’aimable autorisation de son auteur et de la revue (©) Défense.[6] Paris, le 25 juillet 2007.
Sommaire
par le GCA Patrick de Rousiers, Commandant de la défense aérienne et des opérations aériennes (Taverny).
- A la mémoire du Général J. P. Carrasco, défenseur du projet GRAVES
Avec la mise en service du Grand Réseau Adapté à la VEille Spatiale (GRAVES), la France entre dans le club très fermé des puissances capables d’assurer, au moins en partie mais de façon autonome et opérationnelle, la surveillance de l’espace.
Après cinquante ans d’activités spatiales, nos sociétés développées en sont devenues dépendantes, alors que dans le même temps nous savons qu’il y a de plus en plus de menaces qui pèsent sur ces moyens. Il est temps de mettre en place les outils qui nous permettront d’utiliser l’espace en toute sécurité et sûreté. La France, et au-delà l’Europe, qui ont acquis depuis longtemps le statut de puissance spatiale, doivent désormais le préserver et le maintenir. Pour cela, la surveillance de l’espace revêt une importance stratégique.
La Mission de Surveillance de l’espace
La connaissance de la situation spatiale est devenue incontournable : il s’agit de connaître non seulement la position de tous les objets en orbite, mais aussi de déterminer leur nature et le cas échéant, leur mission. Ces données doivent permettre d’évaluer les menaces, soit pour se prémunir de l’éventuel passage d’un satellite espion au-dessus de nos forces, soit pour préserver nos moyens spatiaux face aux risques de collision.
Les États-Unis ont une grande avance dans ce domaine et diffusent, gratuitement via Internet, les paramètres orbitaux et les identifications de la plupart des satellites en orbite.
Les informations proviennent de l’US Space Command qui entretient le SSN (Space Surveillance Network, réseau de surveillance de l’espace). Les informations qu’il diffuse sont régulièrement mises à jour (au moins une fois par jour pour les satellites en orbite basse) et concernent un peu plus de 9000 objets, ce qui constitue aujourd’hui l’une des principales sources d’informations pour ceux qui s’intéressent aux données orbitales. La CEI entretient, elle aussi, un réseau mais ces informations ne sont pas diffusées en source ouverte.
GCA Patrick de Rousiers, CDT le CDAOA — Photo © Armée de l’Air (Taverny)
Les États-Unis ont une grande avance dans ce domaine et diffusent, gratuitement via Internet, les paramètres orbitaux et les identifications de la plupart des satellites en orbite. Les informations proviennent de l’US Space Command qui entretient le Space Surveillance Network (SSN, réseau de surveillance de l’espace). Les informations qu’il diffuse sont régulièrement mises à jour (au moins une fois par jour pour les satellites en orbite basse) et concernent un peu plus de 9000 objets, ce qui constitue aujourd’hui l’une des principales sources d’informations pour ceux qui s’intéressent aux données orbitales. La CEI entretient, elle aussi, un réseau mais ces informations ne sont pas diffusées en source ouverte.
En Europe, plusieurs moyens existent, mais ils dépendent d’organismes et de structures diverses et ne sont pas coordonnés. Les radars du CNES et de la DGA, les télescopes de l’ESA, le radar du FGAN sont destinés à des opérations ponctuelles, des campagnes de mesures ou à des fonctions de mesures et d’essais. Les essais de Tarot du CNES n’ont pour l’heure abouti qu’à des exploitations scientifiques. Les Britanniques ont mis en œuvre le Passive Imagery Metric Sensor, réseau de télescopes dont le but était de surveiller et de protéger les satellites Skynet. S’ils n’ont pas fait pas reposer cette mission sur des moyens américains, pourtant disponibles, c’est sans doute qu’ils avaient estimé nécessaire une indépendance dans ce domaine. Si ce système est en cours de démantèlement, le programme Starbook pourrait lui succéder.
Avant GRAVES, et faute de moyens adaptés, la réalisation de la mission reposait essentiellement sur des informations américaines. Si les données américaines semblent, au moins en première analyse, exhaustives et précises, nous ne pouvons pas accepter de perdre notre souveraineté dans ce domaine et déléguer le soin de remplir cette mission qui relève d’un niveau stratégique.
Rôle de l’armée de l’air
Le commandement de la défense aérienne et des opérations aériennes (CDAOA) est principalement connu pour exercer le droit souverain aérien au-dessus du territoire métropolitain. La posture permanente de sûreté et les activités de permanence opérationnelle rappellent souvent que la menace aérienne, même en temps de paix, nécessite des actions et des moyens. Mais ce grand commandement a aussi en charge la surveillance de l’espace afin d’évaluer la menace et de permettre aux autorités gouvernementales et militaires de prendre les décisions qui leur incombent. En effet, le décret de 75 relatif à la Défense aérienne et modifié en 1994 pour créer le CDAOA stipule en effet que la Défense aérienne est permanente et qu’elle a pour mission de :
- surveiller l’espace, les approches aériennes du territoire et l’espace aérien national ;
- détecter et évaluer la menace, fournir aux autorités les éléments d’appréciation relatifs à la situation aérienne et spatiale ;
- s’opposer à l’utilisation de l’espace aérien national par un agresseur éventuel ;
– concourir à la diffusion de l’alerte aux populations en cas de danger aérien ou spatial inopiné.
Cependant, les moyens pour répondre à cette mission faisaient défaut. Dans les années 1990, l’État-major des armées avait lancé un programme ambitieux – le système de surveillance de l’espace, SSE – qui reposait sur plusieurs capteurs optiques et radar, de veille et d’identification ainsi que sur deux centres de traitements des informations, l’un documentaire et l’autre d’orbitographie. Le CDAOA avait un rôle important à jouer dans ce programme puisqu’il devait mettre en œuvre le centre d’orbitographie. Prévu pour une mise en service en 2001, ce programme fut abandonné au cours de la revue des programmes de 1998 qui a sonné le glas de la plupart des capteurs et des centres de traitement. L’armée de l’air a demandé et obtenu l’autorisation de poursuivre sur fonds propres le GRAVES. Ce capteur nous permet aujourd’hui de répondre, en partie du moins, à notre mission de « surveillance de l’espace ».
« GRAVES »
Conçu et développé par l’office national de recherches aérospatiales (ONERA), GRAVES est une opération non érigée en programme (ONEP) qui est passé du statut de démonstrateur à celui de capacité opérationnelle. Partie du SSE, il a été prévu pour détecter, suivre et cataloguer les objets en orbites basse (400 à 1000 km pour une SER de 1m²) qui passent au dessus de la métropole (inclinaison supérieure à 35°).
Si l’acronyme semble mal choisi, il reflète bien la nature et la mission qui lui sont dévolues. En effet, il s’agit d’un système composé d’une partie radar et d’une partie calculateurs orbitographiques. Le radar émet une onde entretenue (CW), c’est pourquoi il fallait séparer le site de réception du site émission: le radar est de fait bi statique.
La partie émission située à Broye-lès-Pesme (près de Dijon) comprend quatre panneaux qui émettent et balayent les 180°. L’ouverture en site des faisceaux est de 20° pour une largeur du lobe d’environ 10° environ. Les antennes sont inclinées à 30°. Chaque antenne couvre une portion de 45°.
Site réception du radar GRAVES
Le site de réception est situé à Revest-du-Bion (près d’Apt) sur un ancien silo du plateau d’Albion.
Un disque métallique de 80 mètres est recouvert d’une centaine d’antennes omnidirectionnelles. En jouant sur le déphasage des antennes, on reforme par le calcul des pinceaux fins de réception. Les calculateurs installés sur le site permettent de réaliser simultanément 1200 faisceaux qui sont dirigés vers les zones éclairées. Dans ces conditions, aucun satellite ne peut passer au-dessus de la métropole sans être détecté. Le signal est directement numérisé sur le site puis pré assemblé avant d’être transmis aux calculateurs orbitographiques. Situés à Paris, ces calculateurs traitent les données reçues pour suivre et cataloguer les objets détectés. Cette partie du système est certainement celle qui apporte de la plus-value à la capacité de détection. A ce jour, 2200 objets environ sont suivis et catalogués 24 heures sur 24 par le système.
Site de Lyon Mont-Verdun (BA 942)
Plus performant que prévu, GRAVES est le premier système de veille des orbites basses opérationnel en Europe : sa mise en service en décembre 2005 contribue à « enterrer » la suprématie américaine en matière de surveillance de l’espace : l’acronyme n’est pas si mal choisi finalement !
Le système est conçu pour travailler de façon autonome. Il est possible d’introduire des données extérieures pour aider à l’identification des objets détectés. En effet, si le catalogue généré est indépendant, GRAVES n’a aucune capacité de reconnaissance ou d’identification.
L’approche européenne
La France n’a pas les moyens de s’offrir tout de suite, la totalité des capteurs et des systèmes de gestion des informations. La surveillance de l’espace est une mission qui doit être envisagée dans une approche européenne [8] et GRAVES pourrait être un contributeur national. L’arrêt du SSE incite à réfléchir à l’emploi de moyens déjà existants et profiter de la complémentarité des moyens.
En Allemagne, le FGAN met en œuvre le Tracking and Imaging Radar (TIRA). Ce radar ne peut pas effectuer la veille des orbites basses, mais il peut réaliser des images radar qui peuvent aider à la reconnaissance et à l’identification des satellites. Dans ce cadre, des contacts ont été initiés avec le FGAN et il a été démontré que GRAVES est suffisamment précis pour permettre le pointage des capteurs d’imagerie de ce type.
La coopération franco-allemande est extrêmement prometteuse car les deux capteurs sont complémentaires et le tandem franco-allemand a prouvé par le passé qu’il savait être un moteur pour la construction de L’Europe.
L’agence spatiale européenne (ESA) a lancé des études visant à l’acquisition d’un « Space Situational Awareness ».[9] Cette démarche démontre la prise de conscience de l’importance de la surveillance de l’espace. GRAVES ou un système fondé sur le même principe permettant de détecter des objets plus petits, y apparaît comme une réponse au besoin pour partie. De même, le FGAN participe aux appels d’offre en proposant ses services réalisés avec le TIRA. Si l’ONERA est aussi impliqué dans ces appels d’offres, l’armée de l’air n’a pas eu l’occasion de faire partager son expérience opérationnelle obtenue après dix-huit mois d’exploitation de GRAVES. En particulier, des axes d’amélioration ont déjà été identifiés, permettant d’aller au-delà d’une simple veille pour tendre vers des alertes et une meilleure réactivité.
Nous disposons d’un moyen pour veiller les orbites basses et analyser en toute autonomie « ce qui se passe là haut ». Cette expertise a été mise à profit pour confirmer, de source nationale, la fragmentation du satellite chinois Feng Yun 1C en janvier 2007 au-dessus du territoire chinois.
Conclusion : un outil fiable et performant à faible coût
Avec ce système nous disposons d’un outil fiable et performant à faible coût (30 M€, développement compris). A l’heure de la réduction des formats et d’une probable remise à plat des programmes – sorte de répétition de la revue des programmes de 1998 – il n’y a pas de programmes pour la surveillance de l’espace, et c’est pourtant une mission qui mériterait un peu plus d’attention. Nous devons compléter notre outil de Défense et combler le déficit capacitaire. Antinomie ? Non : le cas de GRAVES montre le niveau qui peut être atteint, à moindre coût, mais au prix d’une capacité d’innovation et d’une logique d’étapes. Le retour d’expérience montre que nous avons beaucoup à apprendre et qu’il vaut mieux progresser pas à pas que de se lancer dans des programmes trop ambitieux, déraisonnables et coûteux. En poursuivant sur le chemin défriché par GRAVES et en ouvrant la voie à la coopération, nous avons les clés pour réaliser pleinement la mission stratégique de surveillance de l’espace en Europe. Précurseur dans ce domaine, l’armée de l’air française aura un rôle important à jouer pour atteindre cet objectif.
Patrick de Rousiers
- NDLR
[1] GRAVES (Grand Réseau Adapté à la VEille Spatiale) est un système français de détection de satellites évoluant en orbite terrestre basse développé par l’ONERA sous contrat de la Délégation générale pour l’Armement et dont la fonction est de surveiller les véhicules spatiaux évoluant dans des orbites proche de la Terre, soit plus de 9 000 objets d’une taille supérieure à 10 centimètres, dont près de 800 satellites qui étaient actifs en 20071. Mis en place en 2004 et mis en service le 15 décembre 2005 sous le contrôle du Commandement de la défense aérienne et des opérations aériennes (CDAOA). En juin 2007, il avait déjà répertorié et suivi plus de 2 200 objets dont plusieurs dizaines de satellites qui passent au-dessus de la France, pour lesquels aucune information n’existe et jugés sensibles par l’armée française.
Bien que peu onéreux (il a coûté 30 millions d’euros), ce système qui a représenté 15 ans d’investissements et d’études a montré son efficacité, en détectant une trentaine de satellites espions principalement américains et chinois jusqu’alors non répertoriés.
GRAVES est capable de détecter les satellites orbitant au-dessus de la France métropolitaine et situés à une altitude inférieure à 1 000 kilomètres. Il utilise un radar bistatique à balayage électronique et émission continue en bande VHF. Le système de réception est basé sur la détection Doppler et des calculs de traitement du signal effectués par un calculateur temps réel dédié. Il présente la particularité d’avoir le site d’émission dissocié du site de réception. En effet, le site d’émission situé sur l’ancienne base aérienne de Broye-lès-Pesmes près du village de Montseugny (Haute-Saône) est éloigné d’environ 400 km du site de réception, installé sur le plateau d’Albion.
[2] Le Commandement de la défense aérienne et des opérations aériennes, (CDAOA) a été créé par décret du 18 mars 1994 sur la base aérienne 921 de Taverny. Le 8 décembre 2004 il a fêté ses dix ans d’existence.
[3] le FGAN (Forschungsgesellschaft für angewandte Naturwissenschaften) : Cet Institut allemand de recherche renommé pour les hautes fréquences et les techniques radars couvre huit secteurs de recherches.
[4] « Il n’existe plus de puissance qui puisse prétendre à une politique à l’échelle mondiale si elle n’a pas les capacités spatiales suffisantes et la France ne dispose pas encore du socle minimum suffisant pour prétendre à l’indépendance. Or, l’espace est aussi indispensable à notre indépendance que le nucléaire .» Extrait de l’intervention de Régis Gutman, ambassadeur de France et président du Conseil scientifique de la défense lors du colloque sur « l’Espace, un défi conceptuel pour la défense » organisé par le Centre d’études stratégiques aérospatiales (CESA).
Ce colloque ouvert par le chef d’état-major de l’armée de l’air, le général Stéphane Abrial a réuni le 5 juin 2007 à l’École militaire des militaires responsables des questions spatiales, d’éminents représentants des puissances spatiales, ainsi que des chercheurs spécialistes dans ce domaine. Celui-ci s’est déroulé dans le cadre des Ateliers de l’armée de l’air, proposant une réflexion ordonnée autour de trois tables rondes :
- la première ayant pour thématique la politique spatiale de la France et de l’Europe. Les intervenants évoquant le développement des programmes spatiaux actuels et les bénéfices de la mutualisation de ces moyens, soit par le jeu des coopérations interétatiques, soit par la conduite des programmes au niveau européen.
- la seconde s’ouvrant sur l’international et élargissant la réflexion aux orientations prises par les grandes puissances spatiales que sont la Chine, l’Inde, Japon, la Russie et les États-Unis.
- enfin, la troisième était consacrée à l’intérêt de définir un concept d’utilisation des moyens spatiaux militaires. Il s’agissait de définir les perspectives d’évolution technique et celles relatives à une éventuelle « arsenalisation » de l’espace, afin de réfléchir au besoin d’un concept français d’utilisation de l’espace. (Source : SIRPA Air).
[5] Sans aucun doute, l’espace est devenu de nos jours un facteur primordial de souveraineté et de fait, un enjeu stratégique. Il garantit l’autonomie de décision des États qui en maîtrisent l’accès. L’espace représente aujourd’hui un outil indispensable dans l’analyse et la connaissance géostratégique que la sécurité nationale exige. Il complète les moyens traditionnels de recueil et de distribution de l’information à l’échelle planétaire. L’espace est devenu de nos jours un facteur primordial de souveraineté et de fait, un enjeu stratégique. Il garantit l’autonomie de décision des États qui en maîtrisent l’accès. Il représente aujourd’hui un outil indispensable dans l’analyse et la connaissance géostratégique que la sécurité nationale exige et complète les moyens traditionnels de recueil et de distribution de l’information à l’échelle planétaire. Et si la conquête de l’espace représente un enjeu important pour chaque nation désireuse de préserver sa souveraineté, il s’agit tout d’abord de maintenir une industrie de pointe afin d’être capable de fabriquer et de lancer des satellites. La priorité étant de se doter des capacités de :
- surveillance depuis et de l’espace : c’est le cas du système Hélios d’observation optique depuis l’espace et du système expérimental français GRAVES (Grand Réseau Adapté à la Veille Spatiale).
- télécommunications : le système Syracuse pour la France.
- radionavigation par satellite : le développement du système Galiléo, projet européen de navigation et de positionnement par satellite.
Les intérêts militaires et civils se rejoignent, même si certaines spécificités les différencient : la précision de résolution nécessaire, la mobilité ou la protection. S’il n’est pas question de dupliquer dans le domaine militaire ce qui existe déjà dans le civil, la prise en compte des besoins strictement militaires est nécessaire. Pour tenir compte de ces impératifs et dans un esprit d’économie des moyens sont nés des systèmes civilo-militaires tel que le système Pléïades : programme dual français d’observation optique mené sous l’égide du CNES. Il prévoit le lancement de deux satellites dont le premier sera tiré en août 2008. (Source: DICoD: Les enjeux de l’espace et Helios 2 en dix questions).
[6] Numéro 128 daté de juillet-août 2007. Défense est la revue bimestrielle de l’Union des Associations des Auditeurs de l’Institut des Hautes Études de Défense Nationale (IHEDN). Abonnements: BP 41-00445 Armées.
[7] « Donnons plus d’espace à notre défense, orientations d’une politique spatiale de défense pour la France et l’Europe« . Publié en février 2007 par la Délégation à l’information et à la communication de défense (DICoD) dans la collection « Analyses et références », ce document est une synthèse des recommandations du Groupe d’orientation stratégique de la politique spatiale de défense, le GOSPS. L’objet de ce dossier de réflexion était de contribuer au dialogue entre divers partenaires civils et militaires, industriels et institutionnels, en France et en Europe. Placé sous la présidence de l’ambassadeur de France, François Bujon de l’Estang, le GOSPS est un groupe de travail qui a été mis en place en octobre 2003, avec pour mandat de conduire une analyse des capacités spatiales clés françaises. Il est articulé en plusieurs chapitres portant notamment sur :
- Les priorités pour la défense en matière de moyens spatiaux ;
- Les axes d’effort prioritaires au-delà de 2008 ;
- Donner de l’espace à notre défense.
[8] Le Comité militaire de l’Union européenne a remis à jour et approuvé le 7 février 2006 ses besoins en systèmes spatiaux : « Six chefs d’état-major européens ont en outre signé un document listant leur besoins communs en observation spatiale optique et radar, esquissant un système d’observation à des fins de sécurité et de défense. C’est dans cet esprit d’interopérabilité entre pays que sont discutés les systèmes qui succèderont à Helios (France), à SAR-Lupe (Allemagne) et à Cosmo-SkyMed (Italie). » Source: Armées d’Aujourd’hui de juin 2007 : « L’Europe veut mutualiser ses moyens », par Arnaud Hunter-Rousselle.
[9] « Space Situational Awareness » : Voir également : Human Interfaces For Space Situational Awareness & Space Situational Awareness Integration Office.
