Une start-up veut vendre la lumière du Soleil pendant la nuit

Quatorze mille satellites tournent aujourd'hui autour de la Terre. Les projets déposés auprès des régulateurs en annoncent plus de 1,7 million, parmi lesquels les cinquante mille miroirs orbitaux que la société californienne Reflect Orbital veut déployer d'ici 2035. Son modèle consiste à vendre de la lumière solaire à la demande, en visant d'abord les fermes photovoltaïques. 

« Reflect Orbital veut rendre une énergie propre et abondante disponible à la demande », indique un porte-parole de l'entreprise, qui décrit une électricité renouvelable produite quand elle est nécessaire et présente le dispositif comme un moyen d'aider le monde à se passer des énergies fossiles. Le porte-parole évoque un second usage : les opérations de recherche et de sauvetage dans l'obscurité.

Le satellite démonstrateur, Eärendil-1, porte un miroir de dix-huit mètres sur dix-huit et a reçu le 9 juillet 2026 l'autorisation de la Commission fédérale des communications américaine. L'entreprise le présente comme la première d'une série de missions expérimentales, selon une approche qu'elle qualifie d'incrémentale.

LE MIROIR ET LE FAISCEAU

Le dispositif renvoie vers une zone déjà plongée dans la nuit une partie de la lumière solaire qui frappe encore le satellite, à plusieurs centaines de kilomètres d'altitude. « Le Soleil n'est pas une source ponctuelle : vu depuis la Terre, il fait environ un demi-degré de diamètre apparent. À 600 ou 650 kilomètres d'altitude, cet angle produit une tache lumineuse de l'ordre de 5 kilomètres de diamètre au sol, ce qui correspond au chiffre annoncé pour le premier satellite de Reflect Orbital », explique Olivier Las Vergnas, docteur en sciences de l'Univers et président de l'Association française d'astronomie. Le satellite doit corriger son orientation en continu pour tenir sa cible pendant qu'il file sur son orbite, et il ne peut le faire que lorsqu'il est lui-même éclairé, autour du coucher et du lever du Soleil.

Le programme russe Znamya avait déjà déployé des miroirs orbitaux dans les années 1990. « Ce qui change aujourd'hui, c'est la combinaison de plusieurs progrès : miniaturisation des satellites, membranes réfléchissantes extrêmement légères et déployables, contrôle très précis de leur orientation, baisse considérable du coût des lancements et surtout possibilité de piloter non plus un objet expérimental isolé, mais potentiellement une constellation entière », poursuit Olivier Las Vergnas. Cette dernière condition oriente le modèle économique, car un miroir isolé ne tient sa cible que quelques minutes, et la continuité du service suppose un réseau de satellites qui puissent se relayer.

L'entreprise décrit un service délivré uniquement là où il a été demandé et approuvé. « La plupart des gens ne verront jamais cette lumière de leur vivant », répond le porte-parole. Chaque livraison est géolocalisée, chaque client soumis à des vérifications et à des autorisations locales, et par défaut ces satellites sont éteints. Hors service, les miroirs sont orientés à l'opposé de la Terre. 

LE SEUIL DES 100 000 SATELLITES

Olivier Hainaut, astronome à l'Observatoire européen austral, a signé cette année dans Astronomy & Astrophysics le troisième article d'une série consacrée aux constellations de satellites, et le premier à mesurer leur contribution à la luminosité du fond de ciel.

« La conclusion de l'article 2026 est que si le nombre de satellites dépasse 100 000, tous plus faibles que magnitude 7, ils deviendront la source principale de coûts de perte de données dans les observatoires », précise-t-il. Le seuil s'appuie sur une pratique des grands observatoires, qui acceptent de perdre jusqu'à 3 % de leur temps d'observation pour des raisons techniques, pannes comprises. « Cette valeur est un équilibre : bien sûr nous préférerions ne perdre que 2 %, 1 %, voire aucune seconde, mais augmenter la fiabilité des systèmes a aussi un coût important. Tant que les pertes causées par les satellites tiennent dans ces 3 %, nous pouvons travailler. » Avec 14 000 satellites en orbite, la situation reste selon lui acceptable.

Reflect Orbital annonce respecter ce seuil. Ses satellites « sont conçus pour rester plus faibles que la magnitude 7 lorsqu'ils ne sont pas en service, soit sous le seuil de visibilité à l'œil nu », précise le porte-parole. L'engagement ne couvre pas les périodes où le miroir est en service, qui sont celles où il est le plus brillant.

En outre, deux phénomènes entrent dans le calcul des pertes. Un satellite éclairé qui traverse le champ d'un télescope y laisse une traînée, effet qu'Olivier Hainaut documente depuis 2020. « Vous êtes photographe, vous prenez une photo. Puis vous prenez un gros feutre noir, vous faites une grande ligne qui traverse toute la photo. Tout ce qui est masqué par le feutre est perdu. Plus le satellite est brillant, plus le feutre est épais. Si ça vous arrive pour une photo sur mille, c'est ennuyeux. Si chaque photo a dix, vingt, trente traînées, vous changez de métier » illustre le chercheur.

La lumière des satellites est aussi diffusée par l'atmosphère et éclaire le ciel entier, comme le Soleil le rend bleu en plein jour. Ce second effet n'avait pas été quantifié avant l'étude de 2026, des satellites peu brillants ne le produisant pas. « Mes calculs montrent que Reflect Orbital pourrait causer une pollution qui augmenterait la luminosité du ciel d'un facteur 3 à 4. Votre ciel du fin fond du Massif Central ressemblerait à la périphérie de Carcassonne ou Épinal. Ce n'est pas le centre de Paris, mais ce n'est plus la même chose : vous voyez beaucoup moins d'étoiles, mais beaucoup plus de satellites. » Pour les télescopes, une observation d'une heure en demanderait trois ou quatre pour une qualité équivalente, et les objets les plus faibles deviendraient inaccessibles.

Les deux parties ne décrivent pas le même ciel. Interrogé sur ce que verrait un observateur situé à distance de la zone éclairée, le porte-parole répond qu'il apercevrait « une étoile en mouvement ». Les simulations de l'ESO donnent à chaque miroir hors faisceau un éclat comparable à celui de Vénus, et estiment que depuis une ville déjà polluée par l'éclairage, ces satellites deviendraient pratiquement les seuls astres visibles.

UN ENJEU DE POLLUTION LUMINEUSE

L'Association française d'astronomie s'est engagée sur la protection du ciel nocturne en 1995, avec la charte « Sauvons la nuit », puis en participant à la création de l'association qui deviendra l'ANPCEN. « Le contexte institutionnel a profondément évolué. Le Grenelle II a fait entrer les nuisances lumineuses dans le Code de l'environnement ; la réglementation s'est renforcée, notamment avec l'arrêté du 27 décembre 2018 ; les extinctions en cœur de nuit se sont multipliées ; les Parcs naturels se sont engagés ; les Réserves internationales de ciel étoilé se sont développées et la notion de Trame noire a fait reconnaître l'importance des continuités d'obscurité pour la biodiversité », résume Olivier Las Vergnas.

Le service statistique du ministère de la Transition écologique estime qu'en 2023 la part du territoire hexagonal exposée à un niveau élevé de pollution lumineuse en cœur de nuit avait diminué de 19 % par rapport à 2014. Sur 22 773 communes étudiées par le Cerema, 73 % appliquent une extinction totale ou partielle.

À Orléans par exemple, un même travail a recensé 459 abandons de l'extinction et 856 extensions de l'éclairage. La ville a rallumé ses éclairages publics la nuit après avoir modernisé son parc en LED. « Pour une partie de la population et des élus, une ville éclairée reste associée à la sécurité, à l'activité et à la modernité. Pour d'autres, l'obscurité est considérée comme une ressource écologique, astronomique, paysagère et culturelle. La seconde représentation s'est développée ; elle n'a pas remplacé la première », observe Olivier Las Vergnas.

Pour un habitant des villes, l'arrivée des satellites changera peu de chose, note Olivier Hainaut, puisque l'éclairage public lui a déjà retiré le ciel. « Si vous vivez juste à côté de la cheminée d'une usine à charbon, le fait que votre voisin fume n'est pas votre source principale de soucis. La grosse différence entre la pollution lumineuse classique et celle des satellites est que vous ne pouvez pas échapper aux satellites. Même au fin fond du Massif Central, du Sahara, ou pour nos télescopes, du désert d'Atacama, nous serons tous affectés. »

LA NUIT, UN ENVIRONNEMENT PARTAGÉ

« Pendant trente ans, nous avons appris à interagir avec les décideurs sur des sources lumineuses identifiables, territorialisées et, au moins en principe, gouvernables. Un maire peut décider d'éteindre ses lampadaires, un syndicat d'énergie peut modifier un parc d'éclairage, l'État peut fixer des normes », rappelle Olivier Las Vergnas. « Une commune peut investir pendant vingt ans pour réduire son éclairage, un Parc peut restaurer une Trame noire, des dizaines de collectivités peuvent protéger ensemble une Réserve internationale de ciel étoilé : aucune d'entre elles ne peut décider de ce qui traverse son ciel depuis une orbite. »

Les effets sur le vivant restent moins établis que ceux sur l'astronomie. La littérature scientifique documente les perturbations que la lumière artificielle nocturne inflige aux rythmes biologiques et aux déplacements de nombreuses espèces, sans qu'on sache ce que produirait une illumination mobile, intermittente et concentrée sur quelques kilomètres. Reflect Orbital indique commander des travaux à des partenaires indépendants et fédéraux, calibrer ses seuils de luminosité « sur des niveaux que les humains et les animaux tolèrent déjà » et s'engager à ne pas opérer au-dessus des couloirs de migration sensibles. 

Certaines questions restent en suspens. « Que signifie recevoir de la lumière dans un espace qui ne l'a pas demandé ? Qui décide qu'une région peut être éclairée depuis l'espace ? Que devient le statut d'une Réserve internationale de ciel étoilé si la source de pollution lumineuse est orbitale ? Et quelle valeur accordons-nous collectivement à l'expérience d'un ciel naturel ? », énumère Olivier Las Vergnas. « La nuit n'est pas un espace vide dont l'éclairage serait sans conséquence. C'est un environnement partagé. »

Pour Olivier Hainaut, l'arbitrage relève du Comité des utilisations pacifiques de l'espace extra-atmosphérique des Nations unies. « Est-ce que la société globale va prendre une décision, et la bonne décision ? Je ne sais pas. Ma contribution était de donner des informations quantitatives et objectives sur l'effet des satellites sur l'astronomie. »