22 Juillet 2021

Comment les satellites se mettent au vert

L’écoconception des systèmes spatiaux fait partie des grandes orientations du CNES pour réduire son empreinte environnementale. Une démarche ambitieuse qui s’appuie sur l’analyse du cycle de vie des missions.
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Baies de stockage informatique au CNES. Crédits : CNES/Grimault Emmanuel

Dans les priorités de sa politique environnementale, le CNES s’est fixé l’objectif de diminuer l’impact des systèmes spatiaux en intégrant cette dimension dans leur conception, leur développement et leur exploitation. Mais pour réduire efficacement son empreinte, encore faut-il savoir sur quels postes agir. C’est la raison pour laquelle le CNES a lancé en 2018 une analyse du cycle de vie évaluant l’ensemble des impacts à toutes les étapes d’une mission spatiale. « Nous avons pour cela développé un outil qui permet de calculer, à partir de quelques paramètres, le coût environnemental en termes d’énergie et d’émission de CO2 notamment, explique Alain Budowski, expert écoconception à la Direction des Systèmes Orbitaux. Et il faut reconnaître que nous avons eu quelques surprises. » En effet, pour certains projets, l’aspect qui a le plus fort impact environnemental concerne les systèmes d’information, en particulier le traitement des données durant la phase d’exploitation des satellites. Vient ensuite le transport du matériel et des personnes, puis l’ingénierie, et dans une moindre mesure les matières premières utilisées.

Au vu de l’analyse du cycle de vie, il est fondamental d’agir en priorité sur l’IT, les data-centers et les déplacements pour réduire l’impact des missions spatiales. Ce qui n’empêche pas de travailler les autres aspects comme les "carburants" des moteurs des satellites, ou l’utilisation de matériaux.

Alain Budowski, expert écoconception au CNES

Trouver les bonnes alternatives

A partir de cette étude, le CNES a développé une démarche environnementale avec des actions à mettre en œuvre à chaque phase des projets. Tous les chefs de projet (développement et exploitation) ont reçu une formation sur l’écoconception et ont à leur disposition un guide méthodologique pour améliorer les pratiques environnementales. « Parmi les actions préconisées, ils peuvent par exemple s’inspirer d’actions qui ont permis de diminuer les impacts dans d’autres projets et identifier des solutions techniques alternatives », poursuit Alain Budowski.

Par exemple, sur le volet des technologies de l’information, cela concerne la conception du système sol qui contrôle le satellite et traite les données. Les architectes informatiques interviennent très en amont pour optimiser le traitement des données, voire diminuer le nombre de données transmises par le satellite. Les déplacements sont dans la mesure du possible limités, et dans le cadre de collaborations internationales, les lieux de rendez-vous peuvent être déterminés de manière à réduire leur coût environnemental grâce à des outils comme Travel Footprint Calculator. Une démarche similaire est engagée pour l’activité ballons : l’analyse du cycle de vie est en cours pour essayer de trouver des pistes d’amélioration.

Alain Budowski. Crédits : CNES.

Les lanceurs aussi

Dans le cadre de la préparation du futur, la conception des lanceurs intègre aussi pleinement la dimension environnementale. La Direction des lanceurs du CNES a réalisé en coopération avec la société Alternative Carbone une analyse du cycle de vie pour étudier leurs impacts selon plusieurs critères – empreinte carbone, santé humaine, biodiversité, consommation de ressources, consommation d’eau – en comparant Ariane 5, Ariane 6 et différentes versions de la future génération Ariane Next. Parmi les paramètres à prendre en compte pour améliorer l’empreinte environnementale des futurs lanceurs, le choix des ergols utilisés sera très important, et l’évaluation de l’empreinte prend en compte non seulement la nature des composants utilisés mais également leur procédé de production. Dans cette optique, l’utilisation de biométhane obtenu à partir de la biomasse locale pourrait avoir un impact fortement positif vis-à-vis des critères environnementaux mais aussi sur un plan social et économique. Un autre paramètre important mis en évidence par l’analyse du cycle de vie est celui des matériaux et procédés. « Nous avons des données qu’il faut encore consolider, pour quantifier notamment l’impact  de la fabrication additive par rapport aux procédés classiques et celui de l’utilisation de matériaux composites par rapport aux matériaux métalliques », précise Pascal Noir, chef de projet à la Direction des lanceurs. Ces analyses seront également affinées par l’étude des spécificités de la réutilisation, par exemple le site d’atterrissage et les opérations de revalidation, et également par l’analyse du cycle de vie conduite par le segment sol, c’est-à-dire des ensembles de lancement. « Il y a de nombreux paramètres sur lesquels on peut agir, poursuit Pascal Noir. Toute cette réflexion permettra de faire monter en maturité les matériaux, procédés et concepts qui seront les plus performants d’un point de vue environnemental. »

Ci-dessus : schéma d'analyse du cycle de vie pour les lanceurs. Crédits : CNES.

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A lire, cnesmag n° 88

Pour prolonger la thématique , vous pouvez lire en ligne gratuitement le nouveau CNESMAG « RSE : le CNES s'engage ». Le CNES est conscient de la responsabilité que lui confère son statut d’établissement public et a à cœur d’affirmer sa responsabilité sociale d’entreprise afin que ses missions et activités spatiales se traduisent par des impacts positifs pour la planète, la société, les citoyens et les collaborateurs du CNES.