Galileo (système de positionnement) - Définition

Galileo est le nom du futur système de positionnement par satellites européen, en test depuis 2004, qui commencera à être utilisable en 2010 et le sera pleinement en 2012.

Présentation

Ce système de positionnement par satellite est destiné à supprimer la dépendance de l'Europe vis-à-vis du système américain, le GPS (Global Positioning System). Cette indépendance est importante, car le GPS souffre de nombreuses restrictions sur la précision du positionnement (de l'ordre de 20 mètres pour le signal gratuit), sur la fiabilité ou sa continuité (le positionnement peut être impossible dans certaines zones du globe et/ou à certains moments, pour des raisons techniques ou/et politiques).

Le système sera sous contrôle strictement civil, contrairement aux autres systèmes existants qui sont eux, sous contrôle militaire. Les deux responsables du projet sont l'Union européenne (représentée par les États membres et la Commission européenne) et l'Agence spatiale européenne. Pour cette occasion, une entreprise commune, European Satellite Navigation Industries (ESNIS), anciennement Galileo Industries (GAIN), a été créée en juillet 2003. Son siège est à Bruxelles en Belgique.

Galileo diffusera dix signaux :

• six pour les services gratuits
• deux pour le service commercial
• deux pour le service public réglementé

Cinq services sont prévus :

• le service ouvert (ou OS pour Open Service) : C'est le service qui correspond à l'utilisation civile du GPS actuel. Le service ouvert fonctionne sur deux bandes de fréquences: 1164–1214 MHz et 1563–1591 MHz. Un récepteur qui utilise les 2 bandes de fréquences peut obtenir une précision horizontale de <4m et une précision verticale de <8m. Si le récepteur n'utilise qu'une des deux fréquences, il aura une précision horizontale de <5m et une précision verticale de <35m. Ce qui est comparable aux performances du GPS actuel. Pour ce service, aucune information d'intégrité n'est assurée. C'est ce service qui sera principalement utilisé par les particuliers ;
• le service commercial (ou CS pour Commercial Service) : en échange d’une redevance versée à l’opérateur Galileo, il offrira de nombreux services à valeur ajoutée (garantie du service, intégrité et continuité du signal, meilleur précision de la datation et des données de positionnement ou encore la diffusion d'informations cryptées à l'aide de 2 signaux supplémentaires). Ce service utilise les 2 bandes de fréquences du services ouvert, ainsi qu'une bande fréquence supplémentaire de 1260 à 1300 MHz. Ce qui permet une précision inférieure à 1m. Les signaux du service commercial peuvent également être complété par des signaux provenant de stations de terrestres pour atteindre une précision inférieure à 10cm. C'est principalement les abonnements à ce service qui assureront le financement de Galileo ;
• le service de sûreté de la vie (ou SOL pour Safety Of Life service) : il délivrera un service sécurisé, intègre et certifiable, en vue des applications critiques sur le plan de la sécurité de la vie tels que le transport aérien, maritime et terrestre ;
• le service public réglementé (ou PRS pour Public Regulated Service) : s’adressera en priorité aux utilisateurs remplissant une mission de service public, très dépendants de la précision, de la qualité du signal et de la fiabilité de sa transmission (services d’urgence, transport de matières dangereuses, etc.). Comme ce service doit être disponible en tout temps, il utilise deux signaux à part et dispose de plusieurs systèmes prévenant un brouillage ou un leurrage du signal. Il sera également chiffré et disponible seulement sur des récepteurs spécifiques;
• le service de recherche et secours (ou SAR pour Search And Rescue service) : il permettra de localiser l’ensemble du parc des balises Cospas-Sarsat 406 MHz et de renvoyer un message d'acquittement vers les balises en détresse. La réglementation et la définition des fonctions est sous la charge de l'Organisation maritime internationale (OMI) et de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI).

Selon les estimations, le programme devrait créer environ 140 000 emplois.

Composition

Le programme est composé de quatre parties (aussi appelées " segments ") :

La partie spatiale

Elle est constituée d'un déploiement de trente satellites placés sur trois orbites circulaires, à une altitude de 23 616 kilomètres. Chaque orbite comporte un satellite de secours.

Chaque satellite pèse 700 kilogrammes et contient notamment :

• plusieurs horloges atomiques,
• des panneaux solaires fournissant une puissance maximale de 1500 watts,
• un émetteur et un récepteur radio.

Le segment sol de contrôle

Le segment sol de contrôle est chargé du contrôle des satellites. Il est constitué de :

• deux (ou trois, voir les accords de concession de novembre 2005) centres de contrôle localisés en Europe
• cinq stations de TTC en charge de maintenir les liaisons de télécommandes et télémesures avec les satellites

Le segment sol de mission

Le segment sol de mission est chargé de créer le message de navigation diffusé par le satellite (garant des performances des services), de détecter les éventuelles anomalies et d'en prévenir les utilisateurs (dans le message diffusé par les satellites), ainsi que de mesurer les performances du système.

Il est constitué de :

• deux (ou trois) centres de mission colocalisés avec les centres du segment sol de contrôle où sont réalisées les fonctions de calcul d'orbitographie, d'intégrité (permettant de développer les applications Safety of Life), de création du message de navigation et du temps Galileo, de la surveillance du système et de mesure de performances des services
• dix à douze stations terrestres de transmission du message de navigation vers les satellites
• quarante stations de réception des signaux satellitaires reparties sur toute la Terre et en liaison permanente avec les centres de mission pour leur fournir les informations nécessaires pour leurs fonctions.

Le segment de test des utilisateurs

Ce segment est destiné à valider en environnement réel les performances des récepteurs du commerce (ou plus exactement leurs prototypes).

Concession

Le 27 juin 2005, Galileo Joint Undertaking (GJU) a décidé d'accorder la concession aux deux consortiums qui avaient présenté leur offre conjointe :

• iNavSat : composé de EADS (Europe), Thales (France) et Inmarsat (Royaume-Uni)
• Eurely : composé de Alcatel (France), Finmeccanica (Italie), AENA (Espagne) et Hispasat (Espagne)

La décision du GJU repose sur le fait que la mutualisation des efforts et des moyens permettra la mise en place de Galileo plus rapidement et de manière plus sûre. Les recettes commerciales devraient également être 20% plus importantes que si il n'y avait eu qu'un seul consortium choisi (Voir l'article sur wikinews).

Le siège sera installé à Toulouse.

La concession sera valable jusqu'en 2026.

Financement, difficultés rencontrées

L'investissement estimé du programme est de 3,4 milliards d'euros, .

Les frais d'exploitation annuels sont estimés à 220 millions d'euros.

Le financement du programme était prévu initialement avec des fonds publics et privés :

• partie publique (1/3 du total) assurée à égalité par l'Union européenne et l'Agence spatiale européenne (ESA).
• partie privée (2/3) devant venir des consortiums Eurely et iNavSat.

Mais de très nombreuses difficultés ont été rencontrées dès le début du projet : rivalité entre Etats et notamment entre Italie et Allemagne, difficulté à choisir un consortium, volonté d'associer les deux consortiums concurrents, puis grande difficulté (compréhensible) au sujet du leadership, etc.

Ces difficultés perdurent, et ont déjà causé "un retard de 5 ans par rapport au calendrier initial". La Commission Européenne a plaidé avec force le 17 mai 2007 "pour un financement public complet des 30 satellites de son futur système de navigation par satellite Galileo (le GPS européen), exploité par le privé une fois opérationnels.

Ce scénario, jugé "le plus avantageux" par le Commissaire aux transports Jacques Barrot, sera présenté aux ministres européens des Transports les 7 et 8 juin 2007.

Il impliquerait un déploiement complet des satellites "à la fin 2012", avec de premières utilisations concrètes un an plus tôt, selon la Commission"^[1].

Le coût total cité dans cet article (10 milliards d'euros, de 2007 à 2030, période incluant un contrat d'exploitation privée d'une durée de vingt ans) est très supérieur au total cité plus haut : 3,4 milliards d'investissements + 4,4 milliards pour l'exploitation (20 fois 220 millions d'euros).

Dans ce scénario, le coût public sur la période 2007-2013 resterait cependant à 3,4 milliards d'euros.

Secteurs d'applications

Les secteurs d'applications sont nombreux. Ils touchent aussi bien le secteur civil (marine marchande, aviation, véhicule de particulier, etc.) que militaire (positionnement des troupes et des unités mécanisées, des missiles ou des avions). Ce dernier secteur est toutefois sujet à discussions. À plusieurs reprises il a été dit que Galileo est "un programme civil sous contrôle civil". Cependant à partir du moment où le signal PRS est utilisé par les pompiers ou la police, rien n'empêcherait l'armée d'en faire de même.

En plus du positionnement, comme les satellites disposent chacun d'une horloge atomique ultra-précise, Galileo peut servir de base temporelle. Le service commercial permet également d'envoyer des messages d'informations à grande échelle.

Coopération

Les États-Unis ont dès le début du projet tenté de le faire annuler. Et cela pour différentes raisons plus ou moins avouées :

• empêcher que des pays ou des organisations ennemis puissent utiliser Galileo (en effet, les systèmes de positionnement par satellite permettent de guider précisément les missiles jusqu'à leur cible)
• empêcher l'indépendance de l'Europe dans un secteur stratégique
• éventuel problème d'interférence avec leur système GPS

Les États-Unis ont finalement accepté Galileo et vont même y participer. C'est ainsi qu'en marge du sommet États-Unis-Union européenne, qui s'est déroulé en Irlande, a été signé le 26 juin 2004 un accord final permettant l'interopérabilité technique de Galileo avec le GPS. Cela permettra de pouvoir utiliser le système Galileo et GPS avec un même récepteur. De plus, si un des systèmes venait à avoir des défaillances, le second prendra le relais de façon totalement transparente. L'utilisation conjointe des 2 systèmes et du système EGNOS (système diffusant par des satellites geostationnaires des données de correction du GPS américain à partir d'un réseau de surveillance au sol) permet d'améliorer la précision du positionnement sur l'ensemble de la planète.

Cet accord du 26 juin 2004 est en grande partie confidentiel mais pour l'essentiel, il peut être dit que l'accord conclu prévoit la possibilité de discriminer, en cas de crise, les signaux militaires américains "M code" des signaux civils du GPS américains. Réciproquement, l'accord permet aussi de maintenir en opération les signaux PRS (dédiés aux services publics) européens quand il sera nécessaire d'interdire, pour des raisons de sécurité, l'accès aux signaux ouverts ^[2].

De nombreux autres pays sont intéressés pour participer à Galileo, à des niveaux de coopération plus ou moins importants. Actuellement (septembre 2005), quatre pays ont signé des accords de participation à Galileo :

•  Chine, qui s'est engagée à financer Galileo pour 200 millions d'euros ^[3]
•  Inde, signé le 7 septembre 2005 à New Delhi ^[4]
•  Israël, qui participera techniquement et financièrement via un intéressement à l'entreprise commune GJU ^[5]
•  Maroc, qui a rejoint le programme le 8 novembre 2005
•  Ukraine

D'autres discussions sont en cours avec les pays suivants :

Argentine  Australie  Brésil  Canada

Chili  Corée du Sud  Malaisie

Mexique  Norvège

Mise en place

Réalisé

Le 28 décembre 2005, l'ESA et le GJU ont placé sur l'orbite prévue, à 23 000 km d'altitude, le premier de deux satellites expérimentaux nommé GIOVE-A (GSTB-2A), depuis une fusée russe Soyouz lancée du Cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan.

Ce satellite se présente sous la forme d'un cube de 602 kg et est fabriqué par la société britannique SSTL. Pendant deux ans, il servira à valider un certain nombre de technologies, dont certaines nouvelles, comme l'horloge atomique la plus exacte jamais envoyée dans l'espace. Il va en outre permettre de réserver les fréquences attribuées par l'Union internationale des télécommunications (car en cas d'inutilisation de ces fréquences, elles se seraient retrouvées à nouveau libres).

Prévu

Le lancement du second satellite expérimental appelé Giove-B, initialement prévu pour septembre 2006, a été reporté et devrait finalement être lancé fin 2007 ou début 2008.

Un autre satellite appelé Giove-A2 est programmé pour être lancé au second semestre 2008 pour le cas ou GIOVE-B ne serait pas lancé (problèmes techniques). Ce satellite aidera à maintenir la réservation des fréquences attribuées par l'Union internationale des télécommunications pour 27 mois supplémentaires ^[6].

Après 2010 au plus tôt, quatre satellites servant à valider le performances en vol (phase IOV pour In Orbit Validation), devraient être opérationnels. Le lancement et le déploiement des 26 satellites restants (phase FOC pour Full Operational Capability) est prévu pour s'étaler de 2008 à 2010 ou plus tard.