Contexte

La mission CO3D, imaginée par le CNES, vise à fournir un Modèle Numérique de Surface (MNS) des terres émergées mondiales comprises entre les latitudes -60° et +70°, avec une précision altimétrique de l’ordre du mètre. Générer un tel volume de donnée à faible coût est atteignable grâce à une production entièrement automatique basée sur un traitement massif dans le cloud. La précision est atteinte grâce à des acquisitions stéréo obtenues à partir de 2 paires de satellites fournissant des images couleur de 50 cm de résolution. Ces quatre satellites sont construits et exploités par Airbus Defense and Space (ADS).

Les partenaires du programme CO3D sont : le Ministère des Armées, le CNES et ADS.

L’un des objectifs principaux est, pour la France, de disposer de manière autonome de données de surface du globe de très haute qualité. Un autre objectif est de susciter l'intérêt de la cartographie 3D afin de développer de nouveaux usages commerciaux (NewSpace) et institutionnels.

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. Le programme CO3D aide ainsi son partenaire industriel à proposer une offre à l'export très intéressante sur le thème de l’observation de la Terre.

La constellation CO3D est constituée de 4 satellites séparés en 2 paires, sur une orbite quasi-polaire. Les deux paires de satellites sont disposées à l’opposé l’une de l’autre sur cette même orbite. Lorsque l’une se trouve du côté jour de la Terre, l’autre évolue du côté nuit.

Outre la possibilité de passer au-dessus d’une large majorité du globe pour une cartographie quasi-planétaire, cette position relative des paires de satellite permet aussi d'optimiser la revisite des satellites dans le cadre de la Charte Internationale « Espace et catastrophes majeures » (initiative internationale visant à mettre toutes les technologies spatiales disponibles au service des équipes d'intervention d'urgence lorsqu'une catastrophe majeure se produit) à laquelle adhère le programme CO3D.

Un autre mode de prise de vue sera aussi sujet à tests techniques et preuve de concept : le mode vidéo. En effet, lorsqu’un satellite CO3D passe au-dessus d'une zone d’intérêt, il est en mesure de rester pointé sur cette zone et faire des vidéos à une fréquence de 5 images par seconde.

CO3D est un programme dual : civil et militaire, dont les applications sont nombreuses et variées.

Côté militaire, on peut lister :

• l’aide au vol à basse altitude,
• la détermination de la traficabilité d’un terrain (estimation des difficultés pour un véhicule de circuler sur un terrain),
• l’inter-visibilité pour l’artillerie (détermination des lignes de visées et des zones de tir),
• le Battle Damagement Assessment (BDA), l’estimation des dégâts sur une zone de conflit,
• la planification de missions militaires.

Les applications civiles comprennent (mais ne sont pas limitées à) :

• la prévention des inondations,
• l’étude de la fonte des glaciers,
• la sécurité civile (à la fois au moment de la catastrophe, en soutien aux équipes au sol, mais aussi pendant la phase de reconstruction qui suit),
• l’élaboration de jumeaux numériques (modélisation numérique de la Terre afin d’y réaliser des simulations, climatiques, hydrologiques, atmosphériques, de pollution, etc),
• la surveillance des effondrements de falaises/glissements de terrain,
• les travaux archéologiques sur de très grandes surfaces,
• l’aménagement du territoire (ponts, routes…),
• le suivi des activités minières,
• les études du relief sous-marin côtier jusqu’à une quinzaine de mètres de profondeur.

Enfin, certaines applications sont civiles ET militaires :

• vol de drones (évitement d’obstacles et optimisation de trajets),
• mise à jour des cartes géographiques.

L’année 2025 est consacrée aux essais finaux des satellites et des systèmes qui l’utiliseront, jusqu’au lancement fin juillet 2025. Sitôt les 4 satellites placés sur orbite, démarre la phase dite de « recette en vol », principalement dédiée à l’optimisation de la qualité des images 2D produites par les satellites (réglage des instruments embarqués, des optiques, des systèmes à bord du satellite mais aussi réglages de tous les paramètres de traitement des données au sol).

Début 2026 démarre la phase de démonstration (18 mois) qui se partage en deux parties : la qualification des produits 3D pendant les 4 premiers mois, suivie de la production en masse de ces produits 3D, dont bénéficieront dans un premier temps les partenaires institutionnels (instituts de recherche, IGN…) avant la phase commerciale pour Airbus qui débute pendant la 2^ème moitié de l’année 2027.

Pendant cette phase de démonstration, Airbus Defence and Space s’est engagé à produire 50% de la surface de la France métropolitaine, 70% de l’Arc d’intérêt défense (environ 26 Mkm²). Ces données seront disponibles sur le portail du CNES sur l'Observation de la Terre : GEODES.

Pendant cette même période, Airbus s’engage à démontrer qu’il a la capacité de produire 40% de la zone totale mondiale couverte par le programme CO3D, ainsi qu’à fournir des données en 3D haute qualité (appelée « quadri-stéréo ») sur 250 sites (notamment des grandes villes).

Organisation

Le programme CO3D est construit sur un partenariat public-privé (PPP) entre le CNES et ADS. Dans ce partenariat, Airbus construit et opère les satellites, développe et met en œuvre le segment sol, a la propriété complète du système et vend des données 2D et 3D à ses clients.

Le CNES est responsable de la qualité d'image, des chaînes de traitement des produits 2D et 3D, et du Centre de Calibration Image dédié à l’étalonnage des paramètres de traitements bord et sol, et répond aux besoins des institutionnels (laboratoires de recherche, IGN…). Pour cela, le CNES a signé un accord de licence avec Airbus, qui garantit l’accès aux ressources (c’est-à-dire pouvoir utiliser les satellites CO3D pour répondre à ses besoins) et qui définit des tarifs attractifs pour ses partenaires.

Les deux partenaires, CNES et ADS ont la responsabilité conjointe de la co-ingénierie du développement du système. Dans ce contexte, une équipe intégrée CNES/Airbus a été mise en place pour optimiser la qualité des images.