# data[].attributes.headline
Production et consommation énergétique - qques pistes issues du sec. II FR

# data[].attributes.subject
Production et consommation énergétique - qques pistes issues du sec. II FR

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
La production et la consommation d'énergie sont au cœur d'enjeux scientifiques mais également économiques et politiques. De la révolution industrielle jusqu'à aujourd'hui, le secteur de l'énergie est en constante mutation.

➜ Comment l'énergie est-elle produite et consommée par les humains ?

Retrouvez plus d'informations sur le jour du dépassement en cliquant ici.

Rendez-vous sur pour appréhender les enjeux de la consommation énergétique.

Biocapacité : quantité de ressources produites par un ou des écosystème(s).
Biomasse : matière organique pouvant être utilisée comme source d'énergie.
Empreinte écologique : surface nécessaire pour satisfaire des besoins en ressources donnés.

Questions

1. Calculer le jour du dépassement des pays présentés puis comparer à la valeur mondiale.

3. Estimer et commenter la part des combustibles fossiles dans la production énergétique mondiale.

4. Montrer la corrélation entre croissance (économique et démographique) et émissions puis conclure sur la viabilité du modèle industriel.

5. Comparer et commenter les secteurs de consommation énergétique de la France et du monde.

6. Calculer le PIB par habitant et la consommaion énergétique par habitant pour les différents pays en 2017 et expliquer pourquoi on peut parler d'inégalités énergétiques à l'échelle mondiale.

# data[].attributes.attachment_link.title
Production et consommation énergétique | Lelivrescolaire.fr

# data[].attributes.attachment_link.description
La production et la consommation d'énergie sont au cœur d'enjeux scientifiques mais également économiques et politiques. De la révolution industrielle jusqu'à aujourd'hui, le secteur de l'énergie est en constante mutation. ➜ Comment l'énergie est-elle produite et consommée par les humains ? Retrouvez plus d'informations sur le jour du dépassement en cliquant ici.

# data[].attributes.headline
Elements de réflexion - lien numérique et DD

# data[].attributes.subject
Elements de réflexion - lien numérique et DD

# data[].attributes.attachment_link.title
Empreinte carbone et impact écologique | Lelivrescolaire.fr

# data[].attributes.attachment_link.description
Retrouvez la leçon et de nombreuses autres ressources sur la page Empreinte carbone et impact écologique

# data[].attributes.headline
Microplastiques et réseaux trophiques (dégradation dans les océans)

# data[].attributes.subject
Microplastiques et réseaux trophiques (dégradation dans les océans)

# data[].attributes.headline
biodegradabilité, décomposition dans la nature

# data[].attributes.subject
biodegradabilité, décomposition dans la nature

# data[].attributes.headline
Développement durable, éco-design (ressources sec. II FR pouvant être transposées au sec. I)

# data[].attributes.subject
Développement durable, éco-design (ressources sec. II FR pouvant être transposées au sec. I)

# data[].attributes.headline
Les bioplastiques : séquence pédagogique primaire FR

# data[].attributes.subject
Les bioplastiques : séquence pédagogique primaire FR

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
L'amidon est une matière première naturelle pour de nouveaux polymères, biosourcés et biodégradables (compostage), aux architectures moléculaires spécifiques et aux applications multiples de l'électronique au biomédical.

L'amidon, un polymère naturel

L'amidon est extrait de la biomasse végétale (graines de céréales, en particulier de maïs, légumineuses, tubercules comme la pomme de terre...).

Constitution de l'amidon

C'est un polysaccharide constitué d'unités de D-glucose (C ₆H ₁₀O ₅) n (a).

Deux types de macromolécules sont présents dans la structure de l'amidon : l'amylose (b) de structure linéaire responsable des parties cristallines et l'amylopectine (c) de structure ramifiée qui donne des zones amorphes.

Influence de la température et de l'humidité

La température de transition vitreuse de l'amidon (passage de l'état rigide et cassant à l'état souple et malléable) est d'environ 200°C, ce qui le rend dur à température ambiante. Ces propriétés peuvent être modifiées par insertion de molécules entre les chaines macromoléculaires.

Ainsi l'eau et surtout le glycérol sont utilisés comme plastifiants. Le matériau obtenu a alors une plus basse et possède ainsi un comportement thermoplastique ce qui permet un travail de mise en forme plus commode pour l'extrusion, l'injection et le thermo-moulage.

Avec un excès d'eau, l'amidon gonfle irréversiblement à partir de 60°C, l'amylose puis l'amylopectine se solubilisent progressivement par gélatinisation. Par refroidissement on obtient alors des gels exploités dans l'industrie alimentaire pour texturer les produits [1].

La sensibilité de l'amidon à l'humidité est à la fois source de dégradation mais, bien exploitée, peut aussi servir à des applications innovantes.

Exemples d'applications

On cherche par exemple à réaliser des polymères à mémoire de forme sensibles à la température et à l'humidité. La transition d'une conformation à une autre est stimulée par la teneur en eau ou par la température du milieu. Il est ainsi conçu des dispositifs qui peuvent se déployer dans les conditions corporelles pour des applications biomédicales en chirurgie. Par exemple, l'amidon mélangé avec exactement 20% de glycérol peut donner des tubes ou même des stents à mémoire de forme dans des traitements post-opératoires. Il est aussi utilisé comme traceur de température ou d'humidité pour des emballages biodégradable intelligents.

Dans un gel d'amidon, l'eau peut être échangée avec de l'éthanol. Après extraction de celui-ci par du CO ₂ supercritique, on obtient un aérogel. Cela conduit à des mousses solides de faible densité inférieure à 0,15 g.cm⁻³, très poreuses et présentant des grandes aires spécifiques de plus de 300 m ²/g. Elles sont utilisées pour former des microbilles pouvant encapsuler par exemple des principes actifs de médicaments ou des arômes [2].

Vers de nouveaux polymères biosourcés après fractionnement et bioraffinage de l'amidon

Le bioraffinage de l'amidon

Le bioraffinage de l'amidon met en jeu différentes étapes. Une d'entre elles consiste en une hydrolyse enzymatique du glucose à partir duquel on obtient un mélange d'acide lactique D et L. Une autre met en jeu une fermentation bactérienne contrôlée stérosélective permettant d'isoler l'un des stéréo-isomères D ou L de l'acide lactique. Le stéréoisomère est alors séparable du milieu par distillation.

Exemples de polymères

La dimérisation de l'acide lactique conduit à des lactides (esters cycliques) qui par ouverture de cycles conduisent à des poly(acide lactique), PLA, de stéréochimie contrôlée.

Le contrôle de la stéréochimie des (D)-PLA et (L)-PLA permet d'obtenir des polymères cristallisés à température de fusion et température de transition vitreuse élevées. Par conséquent ils sont rigides à température ambiante avec, par exemple, des applications dans l'emballage alimentaire et le biomédical [3].

Le PLA est le principal polyester biodégradable et biosourcé produit actuellement à 280 kt/an.

Le PLA possède une cinétique de biodégradation rendue plus rapide par compostage industriel au-dessus de 50°C [4]. Comme l'amidon thermoplastique souffre de défauts mécaniques pour des applications de matériaux de structure, des mélanges appelés " alliages " de polymères sont alors nécessaires, notamment avec des polymères biosourcés tels que le PLA.

On obtient alors des matériaux dont les applications commerciales sont des objets à courte durée de vie tels que les sacs biodégradables en quelques mois [5], alors que la durée de vie d'un sac plastique en polyéthylène d'origine pétrolière est de 200 ans !

(a) D glucose en représentation de Fischer

(b) Amylose

(c ) amylopectine

acide lactique

Les références ci-dessous, sélectionnées sur ce thème et issues du site Mediachimie.org ou de la revue L'Actualité chimique, permettront d'obtenir des informations complémentaires.

[1] Valorisation biologiques des agro-ressources, Pierre Monsan, colloque Chimie et nature (2012)

[2] L'amidon et les matériaux, où en est-on ? " Un point sur ", Denis Lourdin, L'Actualité chimique, n°411 (octobre 2016) pp. 43-44

[3] Les polymères biodégradables et biosourcés : des matériaux pour un futur durable, Luc Avérous, L'Actualité chimique, n°375-376 (juillet-août 2013) p. 83-90

[4] Polymères biosourcés : principaux enjeux et perspectives, L. Avérous, S. Caillol et H. Cramail, L'Actualité Chimique, N° 422-423(oct-nov 2017) p. 68-75

[5] Sus aux sacs, chronique par Jean-Claude Bernier, L'Actualité Chimique, n°407 (mars 2017) pp. 5-6

# data[].attributes.attachment_link.title
| Zoom sur l'amidon : de l'amidon aux polymères biosourcés

# data[].attributes.attachment_link.description
L'amidon est une matière première naturelle pour de nouveaux polymères, biosourcés et biodégradables (compostage), aux architectures moléculaires spécifiques et aux applications multiples de l'électronique au biomédical. L'amidon est extrait de la biomasse végétale (graines de céréales, en particulier de maïs, légumineuses, tubercules comme la pomme de terre...).

# data[].attributes.headline
Séquence caractérisation des plastiques FR

# data[].attributes.subject
Séquence caractérisation des plastiques FR

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Changement d'époque à l'Agence spatiale européenne. Pour la première fois de son histoire, l'ESA vient de signer le contrat du premier enlèvement d'un débris spatial en orbite qui sera réalisé par la start-up ClearSpace. L'achat de cette mission dans le cadre d'un contrat de service de bout en bout, plutôt que le développement d'un engin spatial défini par l'ESA pour une exploitation en interne, représente une nouvelle approche pour l'ESA.

L'Agence spatiale européenne () vient de signer un contrat de 86 millions d'euros avec la start-up suisse ClearSpace SA pour l'achat d'un service unique : le premier enlèvement d'un débris spatial en lors de la mission ClearSpace-1. Cette mission s'inscrit dans le cadre du projet Adrios (Active Debris Removal/In-Orbit Servicing) du programme de Sécurité spatiale de l'ESA.

L'achat de cette mission dans le cadre d'un contrat de service de bout en bout, plutôt que le développement d'un engin spatial défini par l'ESA pour une exploitation en interne, représente une nouvelle approche pour l'ESA. C'est en effet la première fois que l'Agence spatiale européenne s'engage auprès d'une start-up, qui n'a jamais rien démontré, à la surprise des industriels bien installés comme Thales Alenia Space ou Airbus.

Certes, ClearSpace n'a encore rien démontré en orbite, mais il faut savoir que cette entreprise est issue de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), dont l'expertise en de robotique est reconnue. À cela s'ajoute que CleraSpace s'appuie sur un petit réseau de conseillers externes, tous spécialistes du secteur spatial, qui sont confiants dans le succès de la mission ClearSpace-1.

La start-up est essentiellement issue de l'EPFL et bénéficie du travail et de l'expérience accumulée depuis 2012 dans le cadre du projet CleanSpace-1. Son but était déjà de développer des technologies de capture et de désorbitation d'objets spatiaux devenus obsolètes - satellites hors d'usage, étages de , morceaux de panneaux solaires, écrous en perdition - mis en orbite au cours des 60 dernières années. À l'époque, il était question d'aller chercher Envisat, déclaré perdu en 2012. Or, ce satellite de l'agence spatiale européenne est un des plus gros débris recensés. D'une de 8,1 tonnes et des dimensions hors tout de 26 × 10 × 5 m, ce satellite situé à 800 kilomètres d'altitude pose un problème avec une probabilité de collision élevée.

Une mission sans difficulté majeure de développement

D'un point de vue technique, aucun problème particulier est à signaler. Toutes les technologies de capture et de désorbitation mises en œuvre dans cette mission sont matures et maîtrisées. La seule complexité c'est de tout faire fonctionner ensemble ! Si l'on se fie à l'échelle de niveau de maturité technologique TRL (une échelle imaginée par la en vue de gérer le risque technologique de ses programmes) qui compte neuf niveaux, les technologiques de la mission sont notées 8 ou 9 !

Cet objet a été laissé à une altitude d'environ 801 km par 664 km, sur une orbite d'atténuation progressive, conforme aux normes d'atténuation des débris, après le deuxième vol du lanceur européen Vega en 2013.

Débris spatiaux : l'Europe commande une mission de nettoyage de l'orbite terrestre
Article de Rémy Decourt publié le 12/12/2019 Changement d'époque : 62 ans après le lancement du premier satellite artificiel, le soviétique Spoutnik en octobre 1957, l'Agence spatiale européenne est contrainte de passer une commande du premier enlèvement au monde d'un débris spatial. " Contrainte " est bien le mot qui convient car l'Esa se serait évidemment bien passée de cette dépense, préférant l'investir dans une mission spatiale à visée scientifique. Nos explications.
Parmi les décisions prises lors de la réunion des ministres en charge des questions spatiales des États membres de l'Agence spatiale européenne, réunis à Séville lors de , celle de recourir à une mission spatiale visant à retirer un débris en orbite marque un tournant dans l'historie de la conquête spatiale et de l'utilisation de l'orbite basse.

La mission ClearSpace-1, dont le lancement est prévu en 2025, aura pour cible l'étage supérieur Vespa ( VEga Secondary Payload Adapter), laissé sur une orbite d'environ 800 par 660 km d'altitude après le second vol du Vega de l'ESA en 2013. Avec une masse de 100 kg, le Vespa a approximativement la taille d'un petit satellite tandis que sa forme, relativement simple, et sa construction robuste en font un premier objectif adapté avant de s'attaquer, lors de missions ultérieures, à la capture d'objets plus grands -- tels que que les satellites Envisat et ERS 1&2 et présentant un plus grand défi -- et à terme à la capture de plusieurs objets.

ClearSpace-1 sera inséré sur une orbite inférieure à 500 km afin d'être mis en service et de subir des tests critiques avant de rejoindre l'orbite cible pour le rendez-vous et la capture au moyen de quatre bras robotiques, sous la supervision de l'ESA. Ce débris ne va pas être rapporté sur . ClearSpace-1, avec Vesta, va réaliser une rentrée contrôlée dans l' atmosphère terrestre afin de brûler dans l'atmosphère.

Ce consortium, mené par la jeune pousse suisse ClearSpace , dont Muriel Richard-Noca, la responsable du programme avait répondu à nos questions (lire ci-dessous) est une entreprise dérivée et fondée par une équipe expérimentée de chercheurs sur les débris spatiaux. Il est basé à l'Institut de recherche de l'École polytechnique fédérale de Lausanne , et travaille depuis plusieurs années sur des technologies de systèmes de rendez-vous non coopératif -- des senseurs qui reconstruisent la distance de l'objet à attraper, sa position et la reconstruction de sa rotation -- ainsi qu'un système de capture.

Naissance d'un nouveau business dans l'espace

Cette décision jette aussi les bases d'une nouvelle économie de l'espace et ouvre également la voie à de nouveaux services commerciaux en orbite. Ils seront essentiels à l'avenir, pour répondre à des besoins déjà identifiés avec, à la clé, d'autres marchés spatiaux à ouvrir : ils auront en commun de partager les technologies nécessaires aux missions de désorbitation active des satellites en fin de vie ou des débris orbitaux. C'est pourquoi cette mission a aussi un intérêt technologique majeur pour l'ESA qui souhaite faire mûrir plusieurs technologies clés nécessaires à ces futurs services en orbite.

CleanSpace One : Muriel Richard-Noca nous présente son satellite pour nettoyer l'orbite terrestre
Article de Rémy Decourt publié le 23/06/2017 À l'ère du New Space et des petits " satellites jetables " (20.000 sont en projet !), les risques de pannes et de collisions augmentent significativement. Afin de limiter les débris spatiaux, il sera donc opportun de désorbiter ceux qui ne pourront pas redescendre se consumer dans l'atmosphère ou qui présentent une menace pour les autres. Dans cette perspective, une équipe du Centre d'ingénierie spatial de l'École polytechnique fédérale de Lausanne travaille sur un concept inédit capable d'attraper un satellite et de le désorbiter. Muriel Richard-Noca, la responsable du programme, répond à nos questions.
Pour les retirer, plusieurs solutions techniques sont à l'étude et en développement comme le projet suisse CleanSpace One. Initié et mis en œuvre par le Centre d'ingénierie spatial de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), CleanSpace One est un petit satellite de récupération de débris qui doit les désorbiter afin qu'ils se consument dans l'atmosphère terrestre. Il est conçu en collaboration avec l'université de Bern, la HES-SO et la NTB en Suisse. Son lancement est prévu en 2021-2022. Muriel Richard-Noca, la responsable du projet répond à nos questions.
Quel est l'état d'avancement du programme ?
Muriel Richard-Noca : D'un point de vue technique, le projet continue de développer les technologies critiques, soit les systèmes de rendez-vous non coopératif (des senseurs qui reconstruisent la distance de l'objet à attraper, sa position, et la reconstruction de sa rotation), ainsi que le système de capture. Nous avons élaboré un nouveau prototype du système de capture et fait des tests en janvier de cette année. D'un point de vue plus programmatique, nous sommes en discussion de collaborations avec des industriels suisses et européens. Ces collaborations assureront qu'une expertise industrielle est présente dans ce projet car c'est un très grand défi !
Pourquoi le choix d'un filet plutôt qu'une autre solution technique ? Avez-vous envisagez d'autres scénarios de capture ou ce choix s'est imposé dès le début du programme ?
Muriel Richard-Noca : Nous avons développé plusieurs solutions à travers du prototypage (actuator elastomer diélectrique , mécanisme robotique, filet sans soutien structurel...) depuis 2012. Mais fin 2014, nous avons choisi un système " Pac-Man ", constitué de cinq tubes en qui déploient en forme de un filet dans lequel SwissCube sera " emprisonné ". Ce système apporte de la résilience quant aux erreurs relatives de positionnement et de pointage de CleanSpace One. C'est un système très léger qui consomme relativement peu d'.
Quels sont les autres points durs identifiés ?
Muriel Richard-Noca : Pour résumer, je dirais que nous devons mettre au point les technologies nécessaires à CleanSpace One pour détecter sa cible, la rejoindre, la saisir, se stabiliser, sortir de l'orbite et se diriger vers l'atmosphère terrestre où le couple de satellites se consumera. Il faut aussi savoir que certaines de ces technologies n'ont pas encore été essayées en vol.
À cela s'ajoute que Swiss Cube ne sera pas coopératif ?
Muriel Richard-Noca : Oui, c'est d'ailleurs tout l'intérêt de la mission. Swiss Cube ne nous donnera aucune information de position et nous n'aurons pas de marqueurs visuels pour le repérer. Vu sa taille, 10 cm de côté et deux fines antennes dont une mesure 61 cm de long, ça ne sera évidemment pas simple.

Autre contrainte forte, au cours de ces dernières années de vol, plusieurs augmentations soudaines des taux de rotation de SwissCube ont été observées, jusqu'à 50 ° par seconde. La capture pourrait se produire dans des conditions où le satellite tourne sur lui-même à des élevées. Le système de capture devra fonctionner dans des conditions de rotation et de vitesse qui seront inconnues avant le lancement.
Existe-t-il un risque de collision entre les deux satellites et donc de générer de nouveaux débris ?
Muriel Richard-Noca : Normalement non. Toutes les opérations seront calculées pour être sur des orbites qui ne se croisent pas même si nous avons des problèmes à bord, sauf pour l'opération critique de capture. À ce moment-là, les vitesses relatives entre les deux objets seront très faibles, donc le risque de créer de nouveaux débris est très faible. C'est aussi une spécification dans notre cahier des charges de ne créer aucun nouveau débris.
CleanSpace One pourra-t-il désorbiter des satellites plus lourds que les 820 g de SwissCube ?
Muriel Richard-Noca : C'est l'idée. Si la démonstration réussit avec SwissCube, les technologies mises en œuvre pourront être extrapolées pour des débris bien plus encombrants. En soi le système de CleanSpace One sera applicable pour désorbiter des microsatellites , jusqu'à 300 kg environ. Le système de capture devra être ajusté.
Il ne fait plus guère de doute qu'à l'échéance d'une dizaine d'années il existera un marché de la désorbitation de ces petits satellites. Une européanisation du projet dans le cadre de l'ESA ou de l'Union européenne ou la commercialisation de CleanSpace à des opérateurs privés sont-ils des sujets de réflexions et de discussions ?
Muriel Richard-Noca : Tous ces points sont encore en discussion. Il est encore trop tôt pour s'exprimer sur ces sujets aujourd'hui.

Le saviez-vous ?

Aujourd'hui, depuis le lancement du premier satellite Spoutnik, en octobre 1957, on compte plus de 5.250 lancements et 300 exploitions en orbite qui ont conduit à la création de plus de 17.854 objets référencés dans le catalogue non classifié de l' US Space Surveillance Network (SSN), géré par l'US Air Force. À ce nombre s'ajoute environ 6.000 autres objets, également suivis par l'US Air Force mais sont classés ou ne sont pas encore corrélés avec un événement de lancement ou de déploiement.

Tous les objets de catalogue SSN représentent une masse d'environ 7.500 t. On estime qu'il existe plusieurs dizaines d'autres tonnes de matériaux supplémentaires provenant de débris d'une taille de moins de 10 cm, seuil en deçà duquel les débris sont difficilement traçables par les radars au sol.

Seuls 6 % ou 7 % des débris recensés dans le catalogue SSN sont des engins spatiaux opérationnels (1.100 à 1.200), tandis que 28 % sont des objets non fonctionnels mais intacts, et 64 % sont des fragments, résultant principalement d'explosions, mais aussi de récentes collisions en orbite.

Enfin, 75 % des objets du catalogue se trouvent dans des orbites terrestres basses (LEO), 7 % sont dans des orbites géostationnaires (GEO) ou à proximité, et 18 % sont en orbites très excentriques (HEO), orbites terrestres moyennes (MEO) ou d'autres types d'orbites peu utilisées.

CleanSpace One, un calmar spatial antidébris spatiaux
Article de Rémy Decourt paru le 17/02/2012 Pour désorbiter les débris spatiaux, l'École polytechnique fédérale de Lausanne (Suisse) propose un curieux engin, le CleanSpace One, de petite taille et munis de bras pour saisir sa cible avant de la précipiter dans l'atmosphère. L'ancien astronaute Claude Nicollier est de la partie.
Face aux milliers de débris dans l'espace , l'idée n'est pas de tous les désorbiter mais bien d'aller récupérer ou d'éliminer les plus gênants. On pense à des satellites en fin de vie, des étages de lanceurs en déshérence ou des débris de plus petites tailles, qui sont les plus dangereux. Il faut savoir que la trajectoire de nombreux satellites est souvent modifiée pour éviter tout risque de collision avec un débris. Dans la plupart des cas, il s'agit du même !

CleanSpace One devra réussir une première

Avec CleanSpace One, les initiateurs du projet veulent aller récupérer le picosatellite Swisscube (820 grammes, 10 cm de côté) mis en orbite en 2009 ou Tisat lancé en juillet 2010. " Aller chercher un débris dans l'espace, cela n'a jamais été fait ", a affirmé Muriel Richard, la responsable du projet. Une fois lancé, le petit CleanSpace One - 30 cm de long sur 10 de large et 10 de haut - devra rejoindre sa cible, la saisir, se stabiliser, sortir de l'orbite et se diriger vers l'atmosphère terrestre où le couple de satellites se consumera.

Une procédure qui paraît simple mais Christophe Bonnal, expert à la Direction des lanceurs du Cnes et spécialiste des débris spatiaux au Cnes, explique à Futura-Sciences qu'actuellement " on ne sait pas faire de rendez-vous non coopératif ". Avec ce projet, " ce n'est pas tant l'aspect concret du nettoyage qui est le plus intéressant mais beaucoup plus la démonstration de toutes les technologies dont on aura besoin pour ensuite extrapoler à des objets beaucoup plus importants ".

À terme, CleanSpace ambitionne de désorbiter des objets bien plus gros. C'est pourquoi le Cnes, l'Esa et certains industriels suivent ce projet qui doit valider en vol les différentes technologies nécessaires à ce type de mission. Si la récupération de Swisscube ou Tisat réussit, les technologies mises en œuvre pourront être extrapolées pour des débris bien plus encombrants.

Cela dit, aller chercher un kilogramme en orbite ne sera pas simple. La mission n'est pas envisagée avant 2016. Quelques points durs sont à effacer et certains choix technologies méritent d'être approfondis. Par exemple, la propulsion électrique à faible poussée telle qu'elle est envisagée par les Suisses n'est peut-être pas la mieux adaptée. Quant à la capture, les choix se portent sur des mécanismes de préhension inspirés du monde animal ou végétal...

# data[].attributes.attachment_link.keywords[]
ecole polytechnique fédérale de lausanne

# data[].attributes.attachment_link.title
CleanSpace-1, le premier satellite-éboueur de débris spatiaux

# data[].attributes.attachment_link.description
Changement d'époque à l'Agence spatiale européenne. Pour la première fois de son histoire, l'ESA vient de signer le contrat du premier enlèvement d'un débris spatial en orbite qui sera réalisé par la start-up ClearSpace.

# data[].attributes.attachment_link.title
Pollution spatiale : la menace fantôme - Regarder l'émission complète | ARTE

# data[].attributes.attachment_link.description
Enquête en France, où certains tentent de lutter contre la pollution spatiale, alors que près 9 000 tonnes de débris gravitent autour de la Terre.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
La question du développement durable ne se pose pas seulement sur la Terre. Elle constitue aussi un enjeu de première importance au-dessus de la fine couche d'atmosphère qui nous sépare de l'espace. Avec 5.250 missions spatiales réalisées à ce jour depuis le lancement par les Soviétiques de Spoutnik 1 en 1957, les environs immédiats de la " Planète bleue " - sa proche banlieue - sont devenus une vaste décharge. Quelque 750.000 débris d'engins spatiaux supérieurs à 1 centimètre gravitent actuellement autour de la Terre à la vitesse moyenne de 40.000 km/h, assez vite pour conférer au moindre d'entre eux une énergie cinétique équivalente à l'explosion d'une grenade à main.

Parmi tous ces petits bouts de ferraille potentiellement destructeurs, près de 19.000 - pour être précis : 18.583 au dernier relevé du compteur, en date du 1er mars - sont d'une taille suffisante pour voir leur trajectoire surveillée en permanence par les systèmes de radars au sol. Cinq pays seulement assurent ce suivi, qui prend la forme de catalogues orbitaux actualisés en temps réel et en permanence : les Etats-Unis, la Russie, la Chine, le Japon et la France. De ces cinq catalogues, seul celui fourni par les Américains (qui ont des radars disséminés sur toute la surface du globe) offre une vue complète de ce qui tourne au-dessus de nos têtes et risque à tout moment d'engendrer un " accident de la circulation " avec un satellite opérationnel. Les Etats-Unis vont d'ailleurs se doter, dès cette année, de radars encore plus puissants, capable de suivre des débris plus petits.

Tel est, à grands traits, le constat qui a été tracé par les experts lors de la 7e édition de la Conférence européenne sur les débris spatiaux qui s'est tenue la semaine dernière au centre des opérations de l'Agence spatiale européenne à Darmstadt, en Allemagne. Longtemps peu sensibilisées au problème, les puissances spatiales le sont à présent bien davantage. Et cherchent la bonne réponse... si tant est qu'elle existe. " Le problème des débris spatiaux ne peut pas être résolu à court terme, seulement atténué à long terme ", convient Jean-Marc Astorg, directeur des lanceurs au Cnes.

Guide des bonnes pratiques

Surveiller les débris comme le lait sur le feu à l'aide des instruments au sol est nécessaire, mais évidemment pas suffisant. Ces dernières années, la communauté du spatial s'est progressivement dotée d'une réglementation internationale, malheureusement non contraignante, car l'ONU n'a pas le pouvoir d'imposer des sanctions en la matière. Ce guide des bonnes pratiques invite notamment agences spatiales et industriels à concevoir les satellites et les étages supérieurs des fusées qui les mettent en orbite de telle sorte qu'ils engendrent le moins de débris possible, par exemple en faisant que la sangle amarrant le satellite à la fusée reste solidaire de cette dernière lors du décrochage. Mais aussi à privilégier les matériaux présentant, à performances égales, les températures de fusion les plus basses, afin que la plus grande partie de l'engin se volatilise lors de sa rentrée dans l'atmosphère.

Une autre règle impose que, lorsqu'il arrive en fin de mission, l'engin soit totalement vidangé de son carburant (ou débranché s'il s'agit d'une propulsion électrique), pour minimiser les risques d'explosion en cas de collision. Mais la règle la plus importante est celle dite " des 25 ans ", qui veut que satellites ou étages de fusées ne restent pas plus longtemps que cette durée en orbite. " Seuls 60 % des objets en orbite respectent cette dernière règle ", regrette Jean-Marc Astorg.

La manière la plus efficace et la plus sûre de désorbiter un satellite ou un étage de fusée est de le faire activement retomber dans l'atmosphère (sans attendre que sa décélération progressive lui fasse peu à peu perdre de l'altitude), ce que les spécialistes appellent la rentrée contrôlée. Tous les engins désorbités de cette façon sont dirigés vers une vaste zone du Pacifique Sud s'étendant entre 185e et 275e méridiens, véritable " cimetière de satellites " dénommé " Spoua " (South Pacific Ocean Unhabited Aera). Mais encore trop peu d'appareils bénéficient d'un système de rentrée contrôlée. Pour les derniers étages des fusées Ariane 5, qui ne pouvaient être rallumés, on devait attendre qu'ils retombent naturellement. Il en ira différemment avec Ariane 6, dont les derniers étages pourront faire l'objet d'une retombée active, déclenchée de main d'homme.

Mais surveillance et réglementation ne sont que les deux premiers volets d'un triptyque dont le troisième et dernier, le nettoyage de l'espace par des vaisseaux spécialisés appelés des " chasseurs ", n'existe encore pour l'instant que sur le papier. Dès les années 1970 la Nasa avait imaginé le concept d'un remorqueur spatial (" space tug " en anglais) qui aurait été capable de faire la liaison entre la future navette spatiale en orbite basse et les satellites beaucoup plus haut, en orbite géostationnaire. Mais, à l'époque, les limites de la technique ne permettaient pas de construire ce type de véhicule, capable de multiplier les allées et venues dans l'espace et d'y demeurer plusieurs années de suite.

Une laisse virtuelle

Ce n'est plus le cas depuis cette révolution qu'a constituée la propulsion électrique, bien plus efficace que la traditionnelle propulsion chimique des fusées. Depuis, plans et preuves de concept se multiplient pour accoucher d'un " vaisseau-poubelle " efficace et économiquement tenable. Plusieurs solutions sont à l'étude quant à la meilleure façon de retirer l'objet indésirable (satellite, étage de fusée, fragment ou débris volumineux) de son orbite. Aux solutions " avec contact ", ayant recours à des systèmes de bras, de tentacules, de filets ou de harpons, s'ajoutent les solutions " sans contact ". Parmi elles, celle de " laisse virtuelle " consisterait, pour un chasseur, à s'approcher de l'objet puis à le bombarder d'un jet d'électrons. L'objet finirait ainsi par acquérir une charge électrique négative, tandis que le chasseur lui-même se chargerait positivement, et un lien invisible se créerait ainsi entre ces deux corps de charge opposée, conformément aux lois de l'électromagnétisme. Le chasseur n'aurait alors plus qu'à rallumer son moteur et le remorquer jusqu'à une orbite-cimetière. A l'avenir, de tels " space tugs " pourrait aussi servir à ravitailler les satellites en carburant, voire à les réparer. Mais, comme l'indique Jean-Marc Astorg, " aucune solution technique n'a encore été trouvée qui remplisse entièrement le cahier des charges ".

Les chiffres clefs

Chaque jour, c'est l'équivalent d'une tonne de débris artificiels qui retombent sur la Terre et se volatilisent dans l'atmosphère.Ce chiffre peut paraître impressionnant, mais il est à comparer à celui des météorites, dont les retombées s'élèvent à 100 tonnes par jour. Les satellites opérationnels ne représentent pas plus de 5 % de tous les objets, dont la trajectoire est suivie par le Space Surveillance Network américain, placé sous la responsabilité de l'US Air Force. Le reste est composé de satellites inactifs et de débris. 5 collisions avérées se sont produites jusqu'à présent, les deux plus importantes étant celles qui ont impliqué le satellite chinois F?ngyún en 2007 et le satellite Iridium (lire ci-contre). Mais les experts estiment que plusieurs dizaines de collisions se sont produites, engendrant à chaque fois un nuage de débris.

Yann Verdo

# data[].attributes.attachment_link.description
La question du développement durable ne se pose pas seulement sur la Terre. Elle constitue aussi un enjeu de première importance au-dessus de la fine couche d'atmosphère qui nous sépare de l'espace.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Cela fait à peine 65 ans que l'homme s'y rend, mais l'espace est déjà une poubelle. Pièces de fusée, vieux satellites inactifs, bouts de métal... Ce sont des millions d'objets inertes qui errent en orbite, représentant plus de 9 600 tonnes de déchets se déplaçant à des milliers de km/h. Et le risque de collision avec les quelque 2 600 satellites en service ne fait qu'augmenter. De quoi susciter l'inquiétude lorsque la Russie a détruit son ancien satellite Cosmos 1408 à l'aide d'un missile, lundi 15 novembre. Et éparpillé par la même occasion 1 500 nouveaux débris, contraignant les astronautes de l'ISS à se mettre à l'abri d'une potentielle collision.

En réaction, les Occidentaux ont fermement condamné les Russes. Washington, d'abord, accuse Moscou d'une "action irresponsable et déstabilisatrice". Mais aussi Paris, par la voix de sa ministre des Armées, Florence Parly. "Les saccageurs de l'espace ont une responsabilité accablante en générant des débris qui polluent et mettent nos astronautes et satellites en danger", a-t-elle tweeté.

Mais cette réaction vive ne devrait pas occulter la responsabilité partagée de la pollution spatiale. D'après une estimation réalisée par The Satellite Encyclopedia, à partir de données spécialisées issues du service SpaceTrack, les Russes sont responsable de 36% des déchets qui gravitent autour de la Terre. Mais les Etats-Unis suivent (33%), devant la Chine (24%). La France ne dépasse pas les 3,3% du total, avec tout de même 512 objets inertes recensés.

Ces débris, qui sont la conséquence d'explosions d'engins spatiaux, de collisions ou des quelques destructions par missile, ne se valent pas tous. L'Agence spatiale européenne a fait ses estimations (en anglais) : 36 500 objets de plus de 10 cm, un million de morceaux entre 1 et 10 cm, et pas moins de 330 millions de particules mesurant entre 1 mm et 1 cm. Les fragments les plus petits sont d'autant plus dangereux qu'ils sont difficilement traçables, alors qu'ils sont suffisants pour endommager, par exemple, les panneaux solaires d'un satellite toujours en service.

Et plus on envoie de satellites dans l'espace, plus le risque de collision augmente. Le 24 juillet 1996, déjà, un vieux fragment de fusée Ariane a percuté le satellite français Cerise à pas moins de... 50 000 km/h. Les débris de Cerise y sont encore. En 2009, c'est un satellite russe hors service qui est entré en collision avec un autre appareil américain, générant des milliers de nouveaux débris, et augmentant de nouveau le risque de futures collisions : c'est ce que les spécialistes appelle le syndrome de Kessler. Depuis 1957 et le premier satellite, le nombre de débris spatiaux a ainsi augmenté de manière exponentielle, comme cette modélisation réalisée par Stuart Grey, chercheur au sein du University College de Londres, permet de le visualiser.

Hasard du calendrier, trois jours avant le tir antisatellite russe, se tenait le Forum de Paris sur la paix. Plusieurs opérateurs de satellites, agences spatiales et universités s'y sont engagés à réduire le nombre de débris en orbite terrestre. "En lançant l'initiative 'Net Zero Space', nous appelons à un engagement mondial pour atteindre une utilisation durable de l'espace extra-atmosphérique au profit de l'ensemble de l'humanité d'ici 2030", ont-ils déclaré. Dans le même temps, Elon Musk, le patron de SpaceX, prévoit de lancer 12 000 satellites Starlink d'ici 2025. Avec un objectif de 42 000 à terme.

# data[].attributes.attachment_link.title
INFOGRAPHIES. Débris spatiaux : qui sont les plus gros pollueurs de l'espace ?

# data[].attributes.attachment_link.description
La destruction récente d'un vieux satellite russe a éparpillé des milliers de nouveaux débris dans l'espace, alors que des millions de fragments gravitent déjà autour de la planète.

# data[].attributes.headline
Itinéraire des plastiques dans les océans

# data[].attributes.subject
Itinéraire des plastiques dans les océans

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Émission en partenariat avec le service Planète-Sciences du Monde

300 millions de tonnes de plastique sont produits chaque année dans le monde, dont un tiers se retrouverait dans la nature et 8 millions seraient déversés dans l'océan. Selon les scientifiques, il faut 20 ans pour décomposer un sac, 50 pour un gobelet... Si on ne fait rien, cette production devrait augmenter de 40% d'ici à 2030 d'après le WWF qui d'ailleurs a annoncé, cette semaine, qu'une nouvelle espèce d'amphipode, un crustacé d'environ un centimètre, a été découvert dans la Fosse des Mariannes et est déjà contaminée par le plastique. Aujourd'hui, le constat est donc unanime, à tous les échelons, et des solutions alternatives sont recherchées.

À l'occasion de la dernière expédition de la goélette Tara qui, de la Tamise au Tibre, a cherché à mieux comprendre les origines de la pollution plastique, et suite à la publication de ses premiers résultats, regards croisés entre nos deux invités d'horizons différents, mais aux préoccupations complémentaires, l'écrivain-académicien et économiste Erik Orsenna, parrain de cette expédition, auteur notamment du livre " Vive l'Océan ", publié par Le livre de Poche, on peut citer aussi " Dernières nouvelles du monde ", chez Robert Laffont, et le dernier " Briser en nous la mer gelée ", paru chez Gallimard, et l'océanographe et biologiste Gilles Boeuf, président du conseil scientifique de l'Agence française pour la biodiversité, professeur à la Sorbonne, membre du bureau de la Plateforme intergouvernementale scientifique et politique sur la biodiversité et les services écosystémiques, l'IPBES. À signaler vos articles sur les fleuves et les lacs dans les derniers numéros de la revue Reliefs et votre leçon inaugurale au Collège de France " La biodiversité, de l'océan à la cité ", publiée chez Fayard.
La phrase mantra de nos invités :

Gilles Bœuf : "Si nous voulons retrouver de l'harmonie avec la nature, nous devons (enfin !) passer de "faber" à "sapiens" ! "
Le conseil lecture de nos invités :

Gilles Bœuf : "Silent spring" de Rachel Carson, "Avant que nature meure" de Jean Dorst, "Biodiversité" de E O Wilson, "Un éléphant dans un jeu de quilles" de Robert Barbault, "Biodiversité, de l'océan à la cité" de Gille Boeuf...
Le conseil ciné de nos invités :

Gilles Bœuf : "Demain" de Cyril Dion et Mélanie Laurent et "Le jour d'après" de Roland Emmerich
Le geste écolo de nos invités :

Gilles Bœuf : "Surveiller et choisir étroitement ce que l'on mange, beaucoup moins de viande, accepter d'en payer le prix..."

Les liens en plus

Illustrations sonore

Musique : Simon and Garfunkel, " The sound of silence "

Extrait reportage France 3 : "Le voilier de l'expédition scientifique Tara en escale à Bordeaux", Reportage de France 3 Aquitaine, 07/11/2019

Extrait reportage France 2 : "Environnement : nos vêtements polluent les océans", S. Ricottier ; E. Bach ; Y. Bodin ; J.-A. Blacells ; A. D'Abrigeon 17/02/2020

Extrait reportage France 2 : "Pour lutter contre la pollution et contre le bruit, des scientifiques développent des "rideaux de bulles" sous l'eau", S. Ricottier ; J. Ababsa ; J. Pires,12/02/2018

Pour aller plus loin

En savoir plus : L'expédition Tara Océans

À lire : Méditerranée : la France, plus gros producteur de déchets plastiques mais faible pollueur

En savoir plus : Mystères et richesses de l'océan

L'œil du Monde

Dans l'actualité qui touche à l'environnement, coup de projecteur sur une info choisie par l'un des journalistes du quotidien. Et aujourd'hui, " L'œil du Monde-Planète " n'est autre que **Martine Valo **qui a choisi nous parler des échouages massifs de dauphins sur les côtés françaises, avec des quotas en hausse selon les observatoires.

Revue de web sur l'environnement

Pour suivre l'actualité environnementale au fil des jours, consultez l'univers Netvibes d'Anne Gouzon et de Valérie Ernould de la Documentation de Radio France (Utilisez de préférence Firefox ou Google chrome) Netvibes - L'ACTUALITÉ ENVIRONNEMENTALE

Découvrez aussi des initiatives écolos et solidaires sur son Twitter : Initiavertes

Bibliographie : Vanessa Chang

En savoir plus : Plastique, la fin d'un cycle ?

# data[].attributes.attachment_link.title
Des fleuves à l'océan, itinéraire d'un plastique ravageur

# data[].attributes.attachment_link.description
Émission en partenariat avec le service Planète-Sciences du Monde 300 millions de tonnes de plastique sont produits chaque année dans le monde, dont un tiers se retrouverait dans la nature et 8 millions seraient déversés dans l'océan. Selon les scientifiques, il faut 20 ans pour décomposer un sac, 50 pour un gobelet...

# data[].attributes.headline
99% des déchets plastiques ne sont pas retrouvés..

# data[].attributes.subject
99% des déchets plastiques ne sont pas retrouvés..

# data[].attributes.attachment_link.title
Documentaire Océans, le mystère plastique | Fondation Tara Océan

# data[].attributes.attachment_link.description
Film de 2016 - Durée : 52 min - Réalisateur : Vincent Perazio - Production : Arte France, Via Découvertes Production.

# data[].attributes.headline
Conférence niv. secondaire I sur la pollution des plastiques

# data[].attributes.subject
Conférence niv. secondaire I sur la pollution des plastiques

# data[].attributes.attachment_link.title
La pollution plastique des océans, pour les 7-12 ans (conférence seule)