Surveillance

1. SURVEILLANCE PAR SATELLITE

2. SOMMAIRE
1. CARACTÉRISTIQUES
2. LES SATELLITES DE SURVEILLANCE PAR PAYS
2.1 États-Unis
2.1.2 Développement de satellites de surveillance radar
2.1.3 Le satellite de surveillance radar Lacrosse
2.1.4 Les successeurs du KH-11
2.1.5 Organisations
2.2 Union soviétique, Russie
2.3 Chine
2.4 France
2.5 Allemagne
2.6 Japon
2.7 Israël
2.8 Les autres pays
3. CONCLUSION

3. 1.CARACTÉRISTIQUES
Les satellites de surveillance permettent de cartographier un
territoire et surtout d'identifier les installations militaires
fixes, les armes et les unités militaires. Ces satellites circulent
généralement sur une orbite basse pour obtenir la meilleure
résolution. L'orbite est souvent polaire pour balayer toutes les
latitudes.
Pour accroitre encore la résolution certains d'entre eux
emportent suffisamment d'ergols pour abaisser fortement
leur orbite au-dessus de zones présentant un intérêt militaire
particulier.

4. SUITE 1
La consommation d'ergols qu'entrainent de telles manœuvres
et la nécessité de compenser la trainée subie dans une
atmosphère plus dense entraine une durée de vie parfois très
brève de quelques jours pour certains modèles qui impose des
renouvellements constants. Ceci explique en grande partie le
nombre très élevé de satellites lancés par l'Union soviétique.
Au début de l'ère spatiale les images sont enregistrées sur des
films argentiques qui sont récupérées lorsqu'une capsule
détachable ou le satellite revient au sol. Cette technique est
rapidement abandonnée par les États-Unis pour la
transmission des données par voie hertzienne après
numérisation des films avant le passage à la prise d'image
numérique. La Russie utilise encore en partie la technique des
films argentiques.

5. SUITE 1
La résolution qui était d'une dizaine de mètres pour les
premiers satellites descend à quelques centimètres pour les
satellites les plus performants. Pour pouvoir percer la
couverture nuageuse ou prendre des images de nuit certains
satellites de reconnaissance emportent non pas une caméra
mais un radar. Une consommation importante d'énergie et
une résolution faible ont longtemps freiné l'utilisation de ce
type de satellite.

6. 2. LES SATELLITES DE SURVEILLANCE PAR PAYS
Les principales puissances spatiales disposent de satellites de
reconnaissance qui constituent désormais un composant majeur des
forces militaires modernes. L'Union soviétique et les États-Unis sont
les premiers à avoir développé ce type d'engin dans le contexte de
la guerre froide. L'Union soviétique a ainsi lancé près de 900
satellites de ce type (soit 10 % de l'ensemble des satellites artificiels
placés en orbite par les nations spatiales). Le nombre des satellites
américains est beaucoup plus réduit mais leur capacité et leur durée
de vie a pratiquement toujours été plus élevée. Les autres nations
spatiales ont progressivement développé leur propre flotte de
satellite de reconnaissance soit optique soit radar soit les deux :
Chine (1974), France (1995), Japon (2003), Israël (2003),
Allemagne (2006), Italie (2007).

7. SUITE 1
Etats-Unis
Alors que l'ère spatiale n'a pas encore débuté, l'organisme de
recherche militaire américain Rand Corporation réalise en 1954 une
étude démontrant la faisabilité d'un satellite de reconnaissance qui
serait équipé d'une caméra de télévision et qui transmettrait par
radio les photos réalisées. Sur la base de ce rapport, l'
Armée de l'Air américaine lance le programme de satellite de
reconnaissance WS-17L. Les États-Unis et l'Union soviétique sont à
l'époque plongés dans la guerre froide, une guerre larvée se
traduisant par la participation à des conflits dans plusieurs pays tiers
et une course aux armements effrénée. Chacun des deux pays
développe des missiles balistiques et une flotte de bombardiers
porteurs de l'arme nucléaire. Le président américain Eisenhower
propose en 1955 aux dirigeants soviétiques que le niveau
d'armement des deux pays soit contrôlé par des vols de
reconnaissance de l'autre partie (projet Open Skies), mais cette
proposition est rejetée.

8. SUITE 2
Les Soviétiques dévoilent l'existence du
bombardier soviétique Bison ce qui conduit certains responsables
américains à penser que l'URSS dispose d'une avance significative
dans le domaine de la frappe nucléaire (bomber gap). En 1956,
l'avion-espion américain U-2 réalise un premier vol de
reconnaissance au-dessus du territoire soviétique

9. SUITE 3
Les photos prises par les vols suivants des U-2 démontrent que la flotte de
bombardiers nucléaires soviétiques est plus réduite que prévu. En 1957,
l'Union soviétique place en orbite le premier satellite artificiel Spoutnik 1. Sur le
plan militaire ce lancement démontre que l'URSS peut construire des missiles
balistiques intercontinentaux qui pourraient détruire la défense américaine par
une frappe surprise. Mais les dirigeants américains disposent d'informations
contradictoires sur l'ampleur de la menace c'est-à-dire sur le nombre de
missiles que l'Union soviétique est capable de déployer. Pour mieux évaluer
cette menace, le gouvernement américaine décide d'accélérer le projet de
satellite de reconnaissance WS-117L. Celui-ci est réorganisé et subdivisé en
trois sous-projets : un satellite de reconnaissance transmettant les
photographies numérisées par radio, un satellite ayant recours à des films
photographiques renvoyés au sol par des capsules et un satellite d'alerte
avancée. Le deuxième projet, plus facilement réalisable à court terme est
confié à la CIA. Celle-ci confie la conception du satellite à Itek Corporation et
son intégration à Lockheed1
.

10. SUITE 4
Le satellite de reconnaissance KH-1 développé par Lockheed sous la
supervision de la CIA réutilise la structure d'un étage supérieur de fusée
Agena dont le système de contrôle d'attitude est conservé. Il comprend une
caméra panoramique Fairchild utilisant un film argentique et doté d'une focale
de f.5 et d'une longueur focale de 69 centimètres. Les images effectuées ont
une résolution spatiale de 12,9 mètres depuis l'orbite basse. L'énergie est
fournie par des batteries. Le satellite qui pèse environ une tonne est placé en
orbite par une fusée Thor tirée depuis la base de lancement de Vandenberg en
Californie. Une fois la mission remplie (elle ne dure généralement que
quelques jours), le film photographique est stocké dans une capsule dotée
d'une rétrofusée, d'un bouclier thermique et d'un parachute. Celle-ci se
détache du satellite, réduit sa vitesse, pénètre dans l'atmosphère puis une fois
ralentie déploie son parachute et est récupérée en vol par un avion équipé
d'un dispositif de capture. La première tentative de lancement du satellite de
reconnaissance KH-1, a lieu le 21 janvier 1959. C'est un échec lié sans doute
à la défaillance du lanceur. Les 11 tirs suivants sont également victimes de
défaillances soit durant le lancement, soit en orbite soit durant le retour de la
capsule contenant le film photographique. Finalement le 10 août 1960, une
première capsule est récupérée par un avion.

11. SUITE 5
Le satellite de reconnaissance KH-1 développé par Lockheed sous la
supervision de la CIA réutilise la structure d'un étage supérieur de fusée
Agena dont le système de contrôle d'attitude est conservé. Il comprend une
caméra panoramique Fairchild utilisant un film argentique et doté d'une focale
de f.5 et d'une longueur focale de 69 centimètres. Les images effectuées ont
une résolution spatiale de 12,9 mètres depuis l'orbite basse. L'énergie est
fournie par des batteries. Le satellite qui pèse environ une tonne est placé en
orbite par une fusée Thor tirée depuis la base de lancement de Vandenberg en
Californie. Une fois la mission remplie (elle ne dure généralement que
quelques jours), le film photographique est stocké dans une capsule dotée
d'une rétrofusée, d'un bouclier thermique et d'un parachute. Celle-ci se
détache du satellite, réduit sa vitesse, pénètre dans l'atmosphère puis une fois
ralentie déploie son parachute et est récupérée en vol par un avion équipé
d'un dispositif de capture. La première tentative de lancement du satellite de
reconnaissance KH-1, a lieu le 21 janvier 1959. C'est un échec lié sans doute
à la défaillance du lanceur. Les 11 tirs suivants sont également victimes de
défaillances soit durant le lancement, soit en orbite soit durant le retour de la
capsule contenant le film photographique.

12. SUITE 6
La série des KH-1 est rapidement remplacée par le KH-2 puis par le KH-3 qui
reçoit le nom de code Corona. La même année un U-2 est abattu par un
missile SA-2 tiré par la défense anti-aérienne de l'Union soviétique qui capture
le pilote Francis Gary Powers. Le gouvernement américain décide de
suspendre définitivement les vols de reconnaissance au-dessus du territoire
soviétique. En 1961, le National Reconnaissance Office est créé pour
développer le programme américain de satellites de reconnaissance en
fédérant les travaux des différentes armes (Terre, Air, Mer) et des agences de
renseignement (CIA, NSA, DIA). Un centre d'interprétation photographique
centralisé est créé pour regrouper dans une même entité tous les spécialistes
de l'interprétation photographique1
..

13. 2.1.2 Développement de satellites de surveillance
radar
La NRO fait développer le satellite de reconnaissance Quill qui expérimente le
recours à un radar à synthèse d'ouverture. Son antenne d'une superficie de
0,6 x 4,6 est fixée sur l'un des côtés du corps de l'étage Agena utilisé par les
satellites de reconnaissance antérieurs. La résolution spatiale théorique est de
2,3 mètres. Cette technique présente l'avantage d'obtenir des images malgré
la présence de couches nuageuses. Les données au cours du vol effectué en
1964 ne sont pas jugés exploitables. Il faudra attendre les années 1980 pour
que, les progrès techniques dans le domaine de l'électronique aidant, les
États-Unis mettent à nouveau en œuvre un radar avec la série des Lacrosse5
.
KH-9 Hexagon
Article détaillé : KH-9.
En 1971 est lancé le premier exemplaire du satellite de reconnaissance KH-9
Hexagon qui remplace définitivement le KH-4 l'année suivante. Ce satellite à la
taille impressionnante (plus de 16 mètres de long pour un diamètre de plus de
3 mètres, masse comprise entre 11 et 13 tonnes) abandonne le corps de
l'étage Agena au profit d'une structure qui lui est spécifique

14. 2.1.2 Développement de satellites de surveillance
radar
La NRO fait développer le satellite de reconnaissance Quill qui expérimente le
recours à un radar à synthèse d'ouverture. Son antenne d'une superficie de
0,6 x 4,6 est fixée sur l'un des côtés du corps de l'étage Agena utilisé par les
satellites de reconnaissance antérieurs. La résolution spatiale théorique est de
2,3 mètres. Cette technique présente l'avantage d'obtenir des images malgré
la présence de couches nuageuses. Les données au cours du vol effectué en
1964 ne sont pas jugés exploitables. Il faudra attendre les années 1980 pour
que, les progrès techniques dans le domaine de l'électronique aidant, les
États-Unis mettent à nouveau en œuvre un radar avec la série des Lacrosse5
.
KH-9 Hexagon
Article détaillé : KH-9.
En 1971 est lancé le premier exemplaire du satellite de reconnaissance KH-9
Hexagon qui remplace définitivement le KH-4 l'année suivante. Ce satellite à la
taille impressionnante (plus de 16 mètres de long pour un diamètre de plus de
3 mètres, masse comprise entre 11 et 13 tonnes) abandonne le corps de
l'étage Agena au profit d'une structure qui lui est spécifique

15. SUITE 1
Il dispose de 4 capsules de retour qui permettent de remplir successivement
plusieurs missions et prolongent sa durée de vie qui au fil des vols passe d'un
mois à 9 mois. Son télescope d'un diamètre de 91 centimètres permet une
résolution spatiale de 61 centimètres. À l'époque de la conception du satellite,
le gouvernement américain a décidé que la Navette spatiale américaine, en
cours de développement, serait chargée de placer en orbite l'ensemble des
satellites américains en particulier les satellites militaires les seuls justifiant le
cout énorme de ce projet. À ce titre la taille du KH-9 contribue largement à
fixer le volume de la soute cargo de la navette spatiale et donc sa conception
générale. Se basant sur la fréquence de lancement des KH-4, la NASA prévoit
de nombreux vols dédiés aux satellites de reconnaissance alors que les
progrès technologiques vont permettre de prolonger la durée de vie des
satellites de reconnaissance et ralentir fortement les lancements. Cette
nouvelle donne, qui n'est pas portée à la connaissance de la NASA à cause du
secret entourant le programme des satellites de reconnaissance, contribuera à
réduire la viabilité économique de la navette spatiale6
.
KH-11 Kennan

16. SUITE 2
Avec le lancement du premier KH-11 Kennan en 1976, les États-Unis
abandonnent le système des capsules de retour. Les images prises par le
satellite sont numérisées et transmises en quasi temps réel aux stations de
contrôle sur Terre. Pour que cet envoi ne soit pas conditionné par le survol des
stations terrestres, un réseau de satellites assurant le relais entre les KH-11 et
le sol est prévu. Les deux premiers satellites Satellite Data System (SDS) sont
lancés la même année et sont depuis régulièrement renouvelés. Le KH-11 est
un engin spatial de grande taille (de 13 à 20 tonnes selon les versions) qui
dispose d'un miroir primaire de 2,4 mètres de diamètre.
Le satellite circule sur une orbite plus haute que ses prédécesseurs (périgée
de 300 kilomètres) ce qui prolonge sa durée de vie qui atteint la dizaine
d'années mais limite la résolution spatiale à une quinzaine de centimètres
malgré la taille de son miroir7

17. 2.1.3 LE SATELLITE DE SURVEILLANCE RADAR
LACROSSE
En 1988 les États-Unis lancent leur premier satellite de reconnaissance radar
opérationnel. Le Lacrosse (rebaptisé par la suite Onyx), qui pèse une
quinzaine de tonnes, est construit par Martin Marietta. Il utilise un radar à
synthèse d'ouverture qui permet d'obtenir à la demande, soit des images
couvrant une grande surface de terrain au prix d'une résolution spatiale
moyenne, soit des images très détaillées (1 mètre) de zones plus restreintes.
Les images peuvent être obtenues de jour comme de nuit et ne dépendent pas
de l'absence de couverture nuageuse.
Le satellite circule sur une orbite relativement élevée (périgée de 430 à 700 km
selon les satellites) et a une durée de vie de 9 ans. Les données sont
transmises au sol en passant par les satellites relais TDRS de la NASA
circulant en orbite géostationnaire. 5 satellites de cette série sont lancés entre
1988 et 20058.

18. 2.1.4 LES SUCCESSEURS DU KH-11
Peu d'informations sont disponibles sur les projets visant à remplacer le KH-11
dont les débuts remontent à 1976. En 1990 un satellite est placé en orbite par
la navette spatiale américaine dans le cadre de la mission STS-36. Les
observateurs supposent qu'il s'agit de l'unique exemplaire d'une version furtive
du KH-11 baptisée Misty et restée sans suite. La dissolution de l'Union
soviétique en 1991 met un terme définitif à la guerre froide et entraine une
levée partielle du secret entourant le programme des satellites de
reconnaissance américains. L'existence de la National Reconnaissance Office
est rendue publique en 1992.
En 1999 les États-Unis lancent le programme Future Imagery Architecture
(FIA) dont l'objectif est de développer de nouveaux satellites de
reconnaissance optique et radar américain qui doivent remplacer à la fois les
KH-11 et les Lacrosse. Le programme est remporté par la société Boeing. En
parallèle les militaires se fournissent en partie sur le marché de l'imagerie
spatiale civile qui met désormais à disposition des photos ayant une résolution
optique de 80 centimètre (Satellite Ikonos de la société Digital Globe

19. 2.1.4 LES SUCCESSEURS DU KH-11
Le développement de la composante optique du projet FIA, qui souffre d'un
dépassement des couts et des délais, est abandonné. Le gouvernement américain
décide de lancer la construction de deux nouveaux KH-11 (bloc 4) qui seront lancés
respectivement en 2011 et 2013. En 2010 le premier satellite radar du programme
FIA, baptisé Topaz, est placé en orbite1
.

20. 2.1.5 ORGANISATIONS
Des agences sont chargées de leur exploitation, notamment la National Geospatial-
Intelligence Agency pour l'imagerie. Un service créé en 2008 puis supprimé en 2009,
le National Applications Office devait permettre aux autorités locales d'avoir un accès
plus large à ces satellites. Les États-Unis disposent du réseau de satellites de
reconnaissance le plus complet. Les caractéristiques de ces satellites, dont le prix
unitaire peut dépasser le milliard de dollars, sont couvertes par le secret-défense.
Leur nombre a longtemps été moins élevé de leur grand rival, l'Union soviétique, du
fait notamment de la différence de durée de vie.

21. SUITE 1

22. SUITE 2
Union soviétique, Russie
L'URSS et la Russie ont les plus gros constructeurs et utilisateurs de satellites de
reconnaissance. Deux grandes familles déclinées en de nombreuses sous-séries ont
été utilisées : les Zenit et les Iantar. Depuis l'éclatement de l'Union soviétique début
1992, le pays peine à assurer une couverture continue.

23. SUITE 3
Chine
La Chine a développé et lancé une gamme complète de satellites militaires dont l'un
des principaux objectifs est de pouvoir repérer et suivre les groupes de porte-avions
américains qui tenteraient de soutenir Taiwan en cas de menace militaire venue de la
Chine continentale. Les militaires chinois disposent en 2017 de satellites de
reconnaissance optique et radar (donc tous temps) avec une fréquence de visite très
élevée ainsi que des satellites d'écoute électronique permettant d'intercepter et de
localiser les vaisseaux ennemis41
. .

24. SUITE 4
France
En utilisant les connaissances technologiques accumulées dans le cadre du
programme spatial d'observation civil Spot la France développe dans les
années 1980 ses premiers satellites de reconnaissance optique en orbite
héliosynchrone. Les satellites Hélios, dont le premier exemplaire Helios 1A est
lancé en 1995, dispose d'une résolution spatiale de 1 mètre. Trois autres
satellites de la même famille sont lancés entre cette date et 2009. Deux
satellites Pléiades à usage mixte civil et militaire sont lancés en 2011 et 2012.
L'Italie dispose d'un droit d'accès aux images produites par cette série en
échange de la possibilité pour les militaires français d'accéder aux images
radar produites par la série des 4 COSMO-SkyMed lancés par les italiens
entre 2004 et 2010. La relève des satellites d'observation optique français doit
être assurée par trois satellites CSO (premier lancement en 2018) qui
devraient fournir des images avec une résolution spatiale atteignant 20 cm. .

25. SUITE 5

26. SUITE 6
Allemagne
Durant la guerre du Kosovo l'Armée allemande s'est heurté aux réticences des
États-Unis à partager le renseignement militaire collecté par sa constellation
de satellites de reconnaissance. Tirant les leçons de ce conflit, la Bundeswehr
a commandé et déployé entre 2006 et 2008 5 satellites de reconnaissance
radar SAR-Lupe fournissant des images caractérisés par une résolution
spatiale de 1 mètre. En 2013 l'Armée allemande a passé commande d'une
constellation baptisée SARah composée de trois satellites d'environ 2 tonnes
destinés à remplacer les SAR-Lupe dont la durée de vie opérationnelle
théorique s'achève en 2015-2017. Contrairement aux satellites SAR-Lupe tous
identiques, les satellites SARah sont de deux types ce qui permet d'améliorer
la résolution spatiale qui est portée à 35-40 centimètres. 57
. Les satellites
doivent être placés en orbite par un lanceur américain Falcon 9 dans le cadre
de vols planifiés en 2018 et 201958
. Fin 2017 le gouvernement allemand décide
de doter l'Allemagne de satellites de reconnaissance optique en propre. Il
s'agit de répondre aux besoins du service de renseignement allemand

27. SUITE 7
le BND (Bundesnachrichtendienst) qui souhaite en finir avec la dépendance
vis à vis des moyens de reconnaissance des nations alliées (États-Unis,
France). Le contrat de 400 millions € porte sur l'acquisition de 3 satellites
baptisés Georg développés par la société OHB System. Les satellites
pourraient être lancés vers 2022

28. SUITE 8

29. SUITE 9

30. SUITE 10
La Turquie dispose d'un satellite de reconnaissance optique Göktürk-2 (en)
lancé en 2012. Sa résolution est de 2,5 mètres. La plateforme est développée
par un consortium d'industriels turcs (TAI et TÜBI.TAK SPACE) et la caméra
EOS-C est fournie par la société sud-coréenne SKCI7

31. 3. CONCLUSION
À la fin des années 1960, les limites des satellites Corona sont atteintes : leur
durée de vie sur orbite étant au maximum de deux semaines, il faut, afin
d'obtenir une couverture permanente, procéder à des lancements fréquents,
ce qui conduit à des coûts élevés. Le président Johnson opte donc pour un
nouveau programme, Hexagon, plus connu sous l'appellation Big Bird, qui
combine la surveillance de zone et l'observation rapprochée ; la résolution
visée est de 60 centimètres avec une caméra KH-9. Cet engin, d'une durée de
vie allant jusqu'à six mois, est gigantesque : 15 mètres de longueur, 2,8 de
diamètre, une masse 13 tonnes. Deux méthodes sont utilisées pour
transmettre les photographies : le retour des films dans quatre capsules et la
transmission par radio après développement de ceux-ci à bord. Le premier Big
Bird est lancé le 15 juin 1971. Dix-neuf autres suivront de 1971 à 1988.
Avec le lancement, le 19 décembre 1976, du nouveau satellite KH-11 Kennan
(qui deviendra Crystal), les États-Unis franchissent une étape importante dans
l'espionnage spatial

32. SUITE
les capteurs électroniques C.C.D. permettent désormais d'acquérir des images
numériques qui peuvent être transmises par radio, presque en temps réel, à
des stations au sol ou à des terminaux portables par l'intermédiaire d'un
satellite relais S.D.S. (Satellite Data System). La résolution, de l'ordre de
10 centimètres, est obtenue, d'une part, grâce à un télescope de 2,3 m
d'ouverture, d'autre part, en amenant le satellite à très basse altitude :
un système de propulsion, alimenté par plusieurs tonnes d'ergols, lui permet
de faire la navette entre son orbite d'attente (entre 250 et 500 km) et son orbite
de travail (de 160 à 170 km) plusieurs dizaines de fois pendant sa durée de vie
de deux ou trois ans, limitée uniquement par la quantité d'ergols. Un KH-11
repasse au-dessus de la même zone tous les quatre jours, peut prendre de 8 à
12 images par minute mais ne peut cependant pas transmettre des images
d'objets en mouvement. Le coût d'un tel engin va évidemment [...]

33. • MERCI DEMERCI DE
VOTREVOTRE
ATTENTIONATTENTION