L’internet universel via drone n’est pas pour demain

Alors que le drone solaire de Facebook s'est écrasé à l'issue de son premier vol, Google a annoncé l'abandon de son programme dédié. Si l'Américain continue à tester ses ballons, le doute pèse sur la faisabilité réelle de ses projets un peu fous.

Le concept est séduisant : fournir un accès Internet à tous au moyen de drones. Pourtant, il semble que ce soit un objectif bien difficile à atteindre. Ce que l'on appelle les pseudo-satellites ou HAPS (pour High Altitude Pseudo-Satellite) ont du plomb dans l'aile, c'est en tout cas la conclusion à laquelle les observateurs peuvent aboutir après le l'échec du premier vol du drone solaire de Facebook et l'abandon du projet de drones de télécommunication de Google.

Peu convaincu par les premières expérimentations, Daniel Hernandez, ancien sous-directeur en charge de la prospective au CNES, aujourd'hui expert indépendant, souligne : "Réaliser une expérimentation, une démonstration, cela ne pose pas énormément de problèmes. Dès lors que ces pseudo-satellite vont devoir assurer une couverture de zone assez large et surtout sur une durée longue, cela pose d'énormes problèmes techniques à résoudre, mais aussi des problèmes politiques. Outre les éventuelles plaintes des résidents, l'opérateur va devoir décrocher une autorisation de survol dans chaque pays, contrairement aux satellites qui disposent de ce droit." Toutefois, le “salut” viendra peut-être des autres pseudo-satellites : ballons ou dirigeables en vol dans la stratosphère.

Les limites techniques des drones...

En effet, l'échec du premier vol de l'aile volante Aquila mis au point par l'équipe de recherche de Facebook démontre les difficultés auxquelles se heurtent les ingénieurs. Ces drones solaires sont à la fois très légers, de très grandes dimensions, et ne disposent que de la puissance délivrée par leurs panneaux solaires. Ainsi, l'Aquila ne dispose que de 5 kW pour voler alors que son envergure est de l'ordre de celle d'un Boeing 737. Au bout de 90 minutes de vol, pendant la procédure d'atterrissage automatique, un simple coup de vent aurait suffi pour déséquilibrer le fragile appareil qui, en prenant de la vitesse, s'est brisé. Si Facebook n'a pas officiellement pas annoncé l'abandon du projet, son rival Google a pour sa part tiré les conclusions de ses propres expérimentations. Google a jeté l'éponge alors que ses équipes pouvaient pourtant s'appuyer sur l'expérience de Titan Aerospace, une entreprise que l'Américain avait achetée en 2014. Le projet a été arrêté et l'équipe dissoute.

Avec sa gamme Zephyr, Airbus Defence and Space continue de miser sur les drones solaires stratosphériques. Pour l'instant, seule l'armée britannique l'a choisi pour des applications de surveillance.

Pour l'heure, le projet de pseudo-satellite à base de drones le plus sérieux est celui du Zephyr d'Airbus. Le Zephyr 7 a démontré sa capacité à voler sur une très longue durée, avec 340 heures de vol ininterrompu, soit 14 jours. Des valeurs modestes dans le cadre de services de télécommunication. Aujourd'hui, seul le Ministère de la Défense britannique (le Zephyr est construit au Royaume-Uni) a acquis des Zephyr S, non pas en tant que relai télécom, mais pour les utiliser en tant que drone de surveillance à longue endurance.

Google croit toujours pouvoir créer une constellation de ballons

Si Google a abandonné l'idée du drone solaire, le Californien poursuit son projet "Loon" de ballon stratosphérique contre vents et marées. Ses équipes continuent les tests, l'objectif étant de mettre en place un système de lancement capable de lancer un nouveau ballon toutes les 30 minutes pour que ces ballons puissent défiler en permanence au-dessus d'une zone géographique pour fournir une connectivité Internet. Les ingénieurs estiment qu'à une altitude de 20 000 m, donc bien au-dessus des avions de ligne, un ballon peut couvrir une zone de 5000 km2, soit un peu moins qu'un département français. L'idée des ingénieurs est de piloter ces ballons à la manière des pilotes de ballons à air chaud qui contrôlent la position de leur ballon en changeant d'altitude pour aller chercher les vents soufflant dans la direction recherchée. Après un premier test pilote en Nouvelle-Zélande en 2013, les essais se poursuivent dans différentes régions du globe. Google a notamment porté le record de durée de vol à 187 jours.

Après l'abandon des drones solaires de Titan Aerospace, Google mise désormais sur les ballons stratosphériques, une technologie aujourd'hui bien connue pour ses applications météorologiques.

Actuellement, les lancements ont lieu en Amérique du Sud, notamment en Uruguay. Les photos publiées par les internautes sur les réseaux sociaux par les internautes sur place montrent que les ingénieurs sont encore loin de pouvoir mettre en place un système opérationnel. Non seulement les trajectoires suivies par les ballons sont erratiques, mais régulièrement l'épave d'un pseudo-satellite est retrouvée dans la campagne par des promeneurs, preuve que la chute des ballons reste une problématique pour les ingénieurs. "Lancer dans le ciel un grand nombre de ces pseudo-satellites, c'est devoir intégrer la possibilité statistique d'un accident" estime Daniel Hernandez. "Si la charge embarqué d'un ballon tombe sur une personne, elle peut la tuer, et même l'enveloppe, pourtant très légère, peut potentiellement causer un accident si elle tombe sur des véhicules." Le défi sera donc de fabriquer et lancer de manière industrielle ces ballons, mais aussi les piloter et les récupérer.

Vers un grand retour des dirigeables ?

Devant les difficultés rencontrées par les drones et les ballons, une alternative revient sur le tapis, celle du dirigeable. "L'idée n'est pas nouvelle. Sans remonter jusqu'aux ballons captifs de la guerre de 14/18, l'idée de déployer des ballons comme relais télécom a été proposée dès 1997 par Martine Rothblatt, avec son projet Sky Station" souligne l'expert. L'idée n'est pas nouvelle, mais en 20 ans les technologies ont évolué et surtout le besoin d'accès universel à Internet s'est imposé à tous. L'idée qui n'avait pas trouvé preneur en 1997 devrait aujourd'hui séduire les opérateurs estime-t-on chez Thales Alenia Space qui travaille sur le dirigeable Stratobus. "Nous sommes en contact avec quasiment tous les opérateurs de satellites qui s'intéressent beaucoup à la stratosphère, mais aussi des opérateurs de télécoms terrestres" affirme Jean-Philippe Chessel, responsable de la ligne de produit Stratobus chez Thales Alenia Space.

"Contrairement à Google Loon où ce sont des ballons libres qui sont emportés par le vent, le Stratobus est un dirigeable motorisé qui, grâce à ses moteurs, pourra lutter contre le vent jusqu'à 90 km/h et ainsi rester stationnaire au dessus d'une position." Un Stratobus pourra rester en poste pendant une année entière dans toute zone située entre les tropiques où les vents stratosphériques ne dépassent pas 90 km/h. Sous nos latitudes, où les vents sont plus violents, le Stratobus ne pourra assurer qu'un service saisonnier ou couvrir des événements ponctuels dans un premier temps. D'après les calculs des ingénieurs, un Stratobus pourra couvrir une zone de 200 km de rayon. En outre, ceux-ci songent déjà à des constellations hybrides mêlant satellites traditionnels et Stratobus. Les ballons pourront notamment communiquer avec les satellites par radiofréquence ou faisceau laser. Le projet a bénéficié d'une aide financière du PIA en avril 2016, le programme de deux années de recherche comprend les essais d'un premier prototype à l'échelle réduite, soit un ballon de 40 mètres de longueur pour 12 mètres de diamètre. Celui-ci sera captif et ne volera qu'à quelques centaines de mètres de hauteur. 

Si les pseudo-satellites sont actuellement dans la tourmente, l'arrivée de la 5G pourrait bien raviver l'intérêt des industriels et opérateurs pour les HAPS. En effet ceux-ci pourront leur offrir les temps de latence de quelques ms dans les échanges de données, une performance qui va beaucoup intéresser les futurs opérateurs de la 5G.