La communication à l’échelle mondiale n’a jamais été aussi accessible et pertinente. Les nouvelles technologies de communication visent à offrir un accès à l’Internet haut débit à l’ensemble de la population mondiale, y compris dans les zones les plus reculées du globe. C’est tout du moins la promesse de l’Internet par satellite qui, en s’appuyant sur un réseau de satellites en orbite terrestre basse (ou satellites LEO, de l’anglais « low earth orbit »), constitue une approche révolutionnaire de la connectivité à l’échelle mondiale. Aussi essentielle pour améliorer la communication dans des zones sinistrées que pour combler la fracture numérique, cette technologie est sur le point de changer notre rapport à Internet en le rendant plus abordable et accessible à tous, que l’on soit ingénieur électricien ou simple particulier.

L’évolution de la communication par satellite

Depuis le lancement de Spoutnik 1 en 1957, les satellites n'ont cessé de faire partie intégrante de nos systèmes de communication. Pourtant, les premiers satellites de communication comme Telstar 1, lancé en 1962, n’offraient que des capacités de communication limitées.^[1] La technologie a bien évolué depuis et les satellites en orbite géostationnaire (ou satellites GEO, de l’anglais « geostationary orbit »), situés à 35 700 km au-dessus de l’équateur, offrent une couverture continue sur des zones spécifiques. Malgré leurs avantages, les satellites GEO sont coûteux et présentent une latence élevée en raison de leur distance par rapport à la Terre.

L’essor des satellites LEO

En orbite entre 160 à 200 km au-dessus de la surface de la Terre, les satellites LEO constituent une alternative intéressante aux GEO. Premièrement par leur coût, qui est d’environ un demi-million de dollars par satellite, tandis qu’entre sa construction et son lancement, un satellite GEO coûte quant à lui dans les 400 millions de dollars.^[2] Les satellites LEO présentent en outre une latence nettement inférieure (environ 40 ms), ce qui les rend plus adaptés aux applications Internet en temps réel.

Appelée à se composer à terme de 42 000 satellites,^[3] Starlink est l’une des constellations de satellites LEO les plus remarquables.^[4] D’autres acteurs majeurs du secteur sont le Chinois Thousand Sails et Kuiper, le projet de la société Amazon. Chacun de ces projets d’infrastructure pour l’Internet par satellite prévoit de lancer des milliers de satellites dans le but d’améliorer la connectivité à travers le monde.^[5], ^[6]

Innovations et avantages techniques

Les investissements dans les satellites LEO vont bon train et cela n’a rien de bien surprenant, car, en plus d’avoir un coût raisonnable, ils sont aussi le vecteur de plusieurs avancées techniques. Lorsqu’ils sont en orbite, ces satellites bénéficient de la protection des ceintures de Van Allen, ce qui permet d’en réduire le blindage nécessaire (voir figure 1). Ainsi allégés d’une couche de protection supplémentaire, les satellites LEO sont aussi moins chers à fabriquer que les autres types de satellites. Enfin, les satellites LEO utilisent des technologies avancées comme la communication intersatellite par laser, qui autorise un débit de 200 Gbit/s pour le transfert de données et réduit leur dépendance aux stations au sol.

Grâce à la technologie de communication régénérative, les satellites LEO sont capables de traiter plus efficacement les signaux reçus, ce qui a pour effet d’améliorer le rapport signal/bruit et nécessite une infrastructure au sol moins complexe. De plus, les satellites LEO sont intégrés aux réseaux 5G, ce qui permet de constituer des réseaux 5G non terrestres (5G-NTN). Cette intégration offre à des zones reculées du monde la possibilité de disposer de modes de communication mobiles et d’utiliser des capteurs IoT et des connexions machine à machine. Autant d’avancées technologiques susceptibles de stimuler les économies locales et d’améliorer la qualité de vie des habitants de ces zones. Dans une situation de catastrophe, les constellations LEO peuvent remplacer temporairement les réseaux terrestres endommagés afin de garantir la continuité des télécommunications et d’améliorer les résultats en matière de sécurité.

Défis futurs et perspectives

Malgré leurs nombreux avantages, les satellites LEO ne sont pas dénués d’inconvénients. Parmi les enjeux critiques de l’exploitation d’un nombre croissant de satellites figure la nécessité d’une gestion infaillible afin d’éviter les collisions et de garantir une utilisation durable de l’espace orbital. De plus, la coordination des transferts entre les satellites lorsqu’ils se déplacent dans le ciel nécessite une technologie sophistiquée.

Mais ces défis à relever sont largement compensés par l’énorme potentiel qu’offrent les satellites LEO pour fournir aux zones mal desservies un accès abordable à l’Internet haut débit. Ils ont en outre la capacité d’offrir une solution d’appui aux services de secours en cas de catastrophe, de stimuler la croissance économique dans les zones reculées et d’améliorer l’infrastructure de communication à l’échelle mondiale.

Conclusion

L’Internet par satellite représente une avancée significative dans la connectivité mondiale. Grâce aux satellites LEO, nous sommes enfin en mesure d’offrir un accès à l’Internet haut débit à l’ensemble de la population mondiale de façon à réduire la fracture numérique et à favoriser le développement économique et social. À mesure que nous continuons d’innover et de relever les défis posés par les satellites LEO, le rêve d’un accès universel à Internet devient de plus en plus réalisable.

Si vous souhaitez approfondir vos connaissances sur le sujet, vous pouvez consulter l’article complet ici.

Cet article a été généré avec l’aide de Copilot pour Microsoft 365.

Sources

[1] https://airandspace.si.edu/collection-objects/communications-satellite-telstar/nasm_A20070113000
[2] https://www.te.com/en/industries/aerospace/insights/cots-components-in-leo-satellites.html
[4] https://satellitemap.space/
[3] https://www.the-independent.com/tech/elon-musk-satellites-starlink-spacex-b2606262.html
[5]https://phys.org/news/2024-10-china-thousand-starlink-latest-mega.html
[6] https://www.aboutamazon.com/news/innovation-at-amazon/what-is-amazon-project-kuiper