Avec la mission Constellation Optique 3D (CO3D), la France s’apprête à ouvrir une nouvelle dimension pour la modélisation 3D par satellite.

Développée conjointement par le CNES et Airbus Defence and Space (ADS), cette mission a été conçue avec l’implication de l’Institut national de l'information géographique et forestière (IGN) pour la définition et la qualification des produits 3D et financé sur la ligne duale P191 du CNES.

La constellation s’articule autour de quatre satellites « low-cost » de nouvelle génération d’environ 300 kg permettant de réaliser des acquisitions d’images en couleurs d’une résolution de 50 cm.

CO3D couvrira l’ensemble des terres émergées comprises entre les latitudes -60° et +70° avec une précision pouvant atteindre un mètre dans les trois dimensions.

Cette mission permettra dans un premier temps de démontrer la faisabilité d’un système de production de MNS à bas coût et à haute performance, notamment grâce à l’automatisation des traitements de données massifs sur des serveurs à distance, les systèmes clouds.

CO3D contribue aussi à catalyser un investissement industriel devant favoriser la production et l’exportation de satellites de cette filière à des coûts très compétitifs.

Enfin, la mission doit permettre à la France de se doter d’un système opérationnel de génération de produits 3D avec un accès garanti à la ressource à un coût préférentiel pour le CNES, le Ministère des Armées (MINARM) et leurs partenaires.

CO3D se démarque aussi par l’aspect innovant de sa conception. En effet, les satellites embarquent à leurs bords des technologies issues de la production en série commerciale pour les applications terrestres, approche que l’on peut qualifier de « low-cost » spécialement qualifiées pour l’espace. Cette pratique est en rupture avec la production habituelle de composants à la demande pour les missions spatiales, beaucoup plus onéreuse. De la conception aux traitements des données, le CNES et ADS ont développé, grâce à une équipe mixte, des algorithmes de traitement adaptés à ces technologies et permettant de garantir la qualité nécessaire à la génération des produits attendus.

Pour ce programme, ADS est propriétaire du système, il est aussi responsable du développement et de la construction des satellites ainsi que du segment sol.

Le CNES quant à lui est responsable de la qualité des images et des produits 3D qui en résultent. Il développe la chaîne de production de ces données, intégrée au segment sol. Il est aussi responsable du développement de la cellule Qualité Image, dédiée à l’étalonnage des images. Les logiciels exploités par ces entités seront mis en œuvre sur un cloud privé afin de bénéficier de la puissance de calcul offerte par ces technologies et de la protection des données.

Une mission duale

Répondant à des besoins civils et militaires, les données acquises par la mission CO3D bénéficieront à un large panel d’utilisateurs. « Grâce aux modèles numériques de terrain, les scientifiques pourront par exemple suivre les variations du volume des glaciers ou des manteaux neigeux en montagne, détaille Laurent. Ils pourront aussi étudier l’évolution du trait de côte ou encore l’effondrement des falaises. » Ces données sont essentielles pour mieux comprendre l’impact du dérèglement climatique sur les écosystèmes et les territoires.

Au-delà des sciences, la modélisation 3D précise est un outil indispensable pour les acteurs du secteur public comme les collectivités ou la sécurité civile. Ces dernières exploitent les données 3D dans le cadre de l’aménagement du territoire, la gestion des espaces tels que les zones inondables ou encore pour la connaissance précise des terrains en cas de gestion de crise à la suite d’une catastrophe naturelle.

En matière de défense, les données CO3D aideront par exemple à préparer les missions aériennes à basse altitude ainsi que les déploiements de véhicules et de troupes sur divers terrains.

Actuellement en phase de Qualification Système, les équipes enchaînent les essais dans l’objectif de les terminer à la fin de l’année 2024.

L’Assemblage, intégration et les tests (AIT) de niveau satellite sont en cours dans les salles blanches toulousaines d’Airbus Defence ans Space. La livraison des satellites complets et qualifiés est attendue pour cet automne.

Le lancement de la constellation est prévu mi-2025.