Satellite
Terre

Satellites et pollution de l’atmosphère

Publié le 25 juin 2024

Avec la multiplication du nombre de satellites sur orbite, la question de la pollution lors de leur rentrée dans l’atmosphère est posée. Plusieurs études montrent que si le phénomène semble limité, il est impératif de le surveiller.

Quand on parle de pollution spatiale, on pense surtout aux débris qui s’accumulent sur orbite terrestre. Même les plus petits peuvent causer de graves dommages à des satellites (voir les détruire) en cas de collision. Les agences spatiales et les industriels se sont donc engagés à respecter de bonnes pratiques afin d’éviter de générer autant que possible des débris. Et l’une des solutions consiste à volontairement diriger un satellite en fin de vie opérationnelle vers l’atmosphère où il se consumera afin qu’il ne devienne pas un débris ou une source de débris.

Et si en voulant éviter une pollution, on en causait une autre ?

Audio : écoutez la rubrique Toulouse Capitale des Etoiles sur la pollution des satellites (4:10)

Quand les satellites polluent l’atmosphère…

Plusieurs études ont déjà montré que la haute atmosphère subie une «pollution» venue de l’espace en raison des innombrables micrométéorites qui y brûlent. Mais dans ce cas, la source est naturelle.
Qu’en est-il des satellites qui brûlent dans l’atmosphère ? Plusieurs études se sont penchées sur les conséquences de cette façon d’éviter la pollution orbitale. Ainsi en octobre 2023, l’agence NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) des États-Unis relatait les résultats de sa mission SABRE (Stratospheric Aerosol processes, Budget and Radiative Effects) menée en 2022.

Grâce à un instrument embarqué à une vingtaine de kilomètres d’altitude sur un ancien bombardier WB-57 convertit en laboratoire volant, les scientifiques ont constaté que 10 % des particules d’acide sulfurique analysées contiennent des métaux typiques de l’industrie spatiale, notamment de l’oxyde d’aluminium. Ce dernier élément est à surveiller, car il peut avoir un impact sur la couche d’ozone qui nous protège du rayonnement ultraviolet du Soleil.

Ce WB-57 est un ancien avion bombardier à réaction transformé en laboratoire volant et capable d’emporter des instruments scientifiques pour mener des recherches en haute altitude.
© Cité de l’espace d’après NOAA/NASA

Schéma de la NOAA expliquant la pollution de l’atmosphère par les satellites qui s’y consument.
© NOAA

Un phénomène sous surveillance

Les responsables scientifiques de l’étude SABRE de la NOAA ne s’arrêtent toutefois pas qu’aux effets sur la couche d’ozone. Leurs mesures montrent qu’en se consumant dans l’atmosphère, les satellites et autres objets spatiaux (étages de fusées par exemple) apportent des métaux qui autrefois n’étaient pas présents. Le docteur en physique Daniel Murphy du NOAA prévient que «de nombreux travaux seront nécessaires pour comprendre les implications de ces nouveaux métaux dans la stratosphère». Si les scientifiques de SABRE reconnaissent que la fraction de particules métalliques «n’est pas grande», ils avertissent en revanche que la multiplication prévue du nombre de satellites sur orbite terrestre (dont une partie se consumera inévitablement) exige de surveiller le phénomène.
Ainsi, une publication récente de juin 2024 des Geophysical Research Letters détaille qu’un satellite même modeste de 250 kg peut générer 30 kg de nanoparticules d’oxyde d’aluminium qui peuvent persister des décennies dans l’atmosphère. Il a été estimé que les rentrées de satellites pour 2022 induisaient 17 tonnes d’oxyde d’aluminium. Mais les mégaconstellations de milliers de satellites projetés pour les années à venir pourraient faire monter ce chiffre annuel à 360 tonnes.

Avec de telles valeurs, les auteurs de cette étude expliquent que des effets significatifs sur la couche d’ozone sont à envisager.

L’apport de ces recherches est qu’elles identifient une potentielle source de pollution en amont et alors qu’elle est très faible, permettant ainsi sa surveillance et donnant de quoi réfléchir à des solutions pour l’avenir.