Le spectre électromagnétique en orbite : une ressource stratégique sous tension

Les communications spatiales reposent sur un principe simple en apparence : transmettre des données grâce à des radiofréquences, portions du spectre électromagnétique capables de transporter des signaux numériques sur de longues distances. Leur utilisation dépend d’un équilibre entre propriétés physiques, contraintes atmosphériques et performances technologiques. Or cette ressource n’est pas extensible. La croissance continue du trafic spatial exerce une pression croissante sur les bandes les plus recherchées, tandis que la mécanique spatiale impose ses propres limites.

En orbite basse (entre 300 et 2 000 km d’altitude), la multiplication des constellations crée une densité sans précédent de satellites, imposant une coordination, indispensable pour éviter les interférences. En orbite géostationnaire (36 000 km), le nombre de positions disponibles est figé : chaque satellite doit occuper une place angulaire spécifique, appelé également un « slot », dans lequel il peut émettre sur une fréquence autorisée par l’Union internationale des télécommunications (UIT). En dehors de cette position, le risque d’interférence avec d’autres satellites est important. Ces deux dimensions — spectrale et orbitale — interagissent étroitement : un emplacement efficace n’a d’intérêt que s’il peut être associé à une bande de fréquences disponible, et inversement. 

Ainsi, le couple spectre fréquentiel/position en orbite géostationnaire et fréquentiel en orbite basse devient une ressource stratégique dans le contexte actuel. Pour rappel, on compte aujourd’hui environ 15 000 satellites en orbite – actifs ou inactifs – tandis que certains projets de constellations ambitionnent de lancer plusieurs dizaines de milliers de satellites ces prochaines années (Starlink, Kuiper, G60, Guowang, etc.)

Pour aller plus loin : https://incyber.org/article/focus-sur-la-course-aux-constellations-de-satellites-internet-haut-debit/ 

La compétition pour la ressource spectrale

On observe depuis la libéralisation du secteur des télécommunications, amorcée à partir des années 1990, l’émergence d’un nouveau paradigme. Les fréquences, auparavant gérées comme un bien commun, ont commencé à être valorisées comme un actif économique, pourvoyeur de revenus pour les opérateurs privés. Sur Terre, les enchères 3G puis 4G et 5G en sont devenues l’illustration la plus visible : à titre d’exemple, en Allemagne, la mise aux enchères des bandes 5G en 2021 a dépassé 6,5 milliards d’euros. Cette évolution a modifié la perception du spectre, désormais considéré comme un actif stratégique, autant qu’un outil de communication. Cette dynamique n’a pas échappé au milieu spatial, qui a été utilisé dès les années 1960 pour la télédiffusion, mais a pris une dimension industrielle depuis quelques années. Aujourd’hui les méga-constellations bouleversent l’usage de l’espace en injectant des milliers de satellites dans un environnement qui n’en comptait qu’un petit millier il y a vingt ans. SpaceX a déjà déployé plus de 6 000 satellites Starlink ; Amazon en prévoit plus de 3 200 pour Kuiper ; plusieurs projets chinois dépassent les 10 000 unités envisagées. Ainsi, chaque constellation sollicite plusieurs bandes de fréquence, exigeant désormais une coordination permanente. 

Règlementation internationale : l’UIT, le régulateur en première ligne

Fondée en 1865, l’UIT est l’agence des Nations Unies en charge d’enregistrer, coordonner et répartir les fréquences aux systèmes de communication, qu’ils soient terrestres ou spatiaux. À ce titre, elle élabore le système de normes qui encadre l’utilisation responsable de l’espace, afin notamment d’assurer à l’ensemble des États un accès à l’espace, juste, équitable et sans interférences entre les systèmes spatiaux. Initialement conçu pour réguler l’allocation du spectre au profit d’acteurs institutionnels, le système de régulation internationale, peine aujourd’hui à absorber l’arrivée massive d’acteurs privés qui font de la ressource spectre un enjeu économique. 

Au sein de l’UIT, deux modes d’attribution existent pour gérer le couple spectre électromagnétique et orbite : premièrement, la règle du primo-arrivant, selon laquelle le premier arrivé est le premier servi – ce qui fonctionnait lorsque la ressource en spectre était abondante ; deuxièmement, celui de la planification a priori, selon laquelle l’accès à un couple fréquence/orbite est garanti à chaque État, même s’il n’en a pas fait la demande. Cette seconde règle, arrivée après la première, vise à limiter l’accaparement des orbites par les primo-arrivants. Ainsi, l’État qui est détenteur d’un droit d’émission et d’une position orbitale associée peut l’utiliser ou éventuellement en donner l’usufruit à un acteur tiers.

Malgré ces règles, la densification de l’orbite basse augmente mécaniquement le risque d’interférences involontaires. En 2023, l’opérateur Viasat a signalé des perturbations attribuées à des émissions non intentionnelles de satellites en orbite basse. De telles situations reflètent la difficulté croissante à maintenir des marges de sécurité suffisantes lorsque des milliers de satellites, utilisant des bandes fréquences proches, voire similaires, évoluent simultanément. En orbite géostationnaire, la problématique est sensiblement identique. 

Enfin, aux interférences, viennent s’ajouter les brouillages intentionnels. Depuis 2022, plusieurs épisodes de perturbation GPS sont constatés en Scandinavie près de Kaliningrad, impactant notamment le trafic aérien. En avril 2024, la compagnie aérienne finlandaise Finnair a été contrainte de suspendre ses vols entre Helsinki et Tartu en Estonie suite à des brouillages répétés des signaux GPS. 

Stratégies de contournement dans un contexte de compétition pour l’accès au couple spectre/orbite 

Mécaniquement, des stratégies de contournement sont observées. Ainsi, certaines entreprises déposent des demandes d’émission auprès de l’Union Internationale des Télécommunications couvrant davantage de ressources qu’elles ne prévoient réellement d’exploiter, une pratique comparable à la surréservation observée dans certains marchés terrestres du spectre électromagnétique. D’autres externalisent leurs démarches en s’appuyant sur des États tiers qui n’utiliseraient pas les droits dont ils disposent et proposent de vendre l’usage de leurs droits tels des pavillons de complaisance. D’autres ont recours à des satellites « fantômes » qui émettent un signal sur la fréquence et la position allouée afin de prolonger leur droit d’usage. Enfin, des acteurs investissent des bandes plus élevées (Q/V, W) pour contourner la saturation des bandes classiques. Ces mouvements traduisent une intensification de la compétition, où la sécurisation d’une position dans le spectre devient un objectif stratégique en soi.

Cette situation alimente les discussions sur l’évolution du cadre international. Plusieurs États plaident pour une limitation stricte des dépôts massifs non suivis d’effets, une plus grande transparence sur les paramètres techniques et une adaptation des règles aux nouvelles technologies. L’objectif est d’éviter que la dynamique actuelle n’aboutisse à une saturation irréversible de certaines bandes, rendant le spectre inutilisable pour des services critiques (météorologie, sécurité et défense, etc.)

Entre innovations émergentes et nécessité d’un nouvel équilibre

La pression exercée sur les radiofréquences ne faiblira pas au regard des besoins de connectivité, dans un contexte de prolifération des constellations. Pour atténuer cette pression, plusieurs technologies alternatives commencent à s’imposer. Les liaisons optiques, dites aussi « laser », offrent des débits élevés sans solliciter les bandes radio traditionnelles ; elles sont déjà intégrées dans des programmes institutionnels, au niveau européen avec les satellites Copernicus via le programme European Data Relay Satellite System (EDRS), et dans plusieurs constellations commerciales émergentes. À plus long-terme, les communications quantiques, expérimentées avec succès par la Chine via le satellite Micius, permettront le transfert de clés cryptographiques par photons, réduisant l’exposition aux interférences électromagnétiques. 

Si ces solutions ne remplacent pas encore les radiofréquences, indispensables aux communications et à l’envoi de télécommandes aux satellites, elles dessinent une transition progressive vers des architectures hybrides où plusieurs technologies coexisteront pour assurer la continuité des services. Ces ruptures devront mécaniquement s’accompagner d’une transformation de la gouvernance internationale, qui devra être marquée par une régulation accrue face aux dynamiques d’appropriation du couple orbite/fréquence qu’on observe aujourd’hui.