Histoire et évolution des satellites de télécommunications – 5/8 Télécommunications maritimes

I. Concurrence entre câbles sous-marins et satellites de télécommunication

Bien avant les satellites, les télécommunications internationales, quoique rudimentaires, transitaient alors par des réseaux de câbles sous-marins. Le premier d’entre eux a été installé en 1851 entre le Royaume-Uni et la France et le tout premier câble transatlantique de plus de 4000 km a été posé en 1858 mais pendant tout un siècle, ces câbles avaient vocation télégraphique. Tant la fabrication, la pose que les transmissions étaient de très mauvaise qualité mais ont permis tout de même quelques résultats satisfaisants en termes de télécommunications internationales.
Le problème était de maintenir et envoyer « entier » un signal envoyé d’un point à un autre et sur une grande distance, que ce soit un appel téléphonique, des images vidéos ou fixes, des données etc… Aussi des amplificateurs-répéteurs pouvant permettre la régénération du signal ont été mis au point dans les années 50, expérimentés sur des distances relativement courtes (entre 1950, un câble entre la Floride aux États-Unis et Cuba a permis 24 liaisons téléphoniques avec ce procédé) puis pour la première fois, le câble coaxial transatlantique TAT-1 posé en 1956 utilise cette technologie, avec une capacité de 60 circuits téléphoniques et des répéteurs situés tous les 50 km environ sur la longueur du câble.
Les télécommunications câblières connaissent ensuite de nouveaux progrès, dans les méthodes de fabrication (matériaux utilisés, le polyéthylène remplace la gutta percha) et de pose (navires spécialisés) mais aussi purement technologiques (multiplexage, fibre optique), améliorant à chaque fois les performances (capacités, type de données, vitesse de transmission…) : les répéteurs sont désormais transistorisés en 1965, le premier câble « tour de terre » Sea-Me-We Marseille-Singapour (également le dernier câble analogique) de 13500 km est installé en 1985, le premier câble en fibres optiques TAT-8 est mis en service en 1988, câbles à amplification optiques mis au point en 1995, multiplexage en longueur d’onde pour les câbles en 1998…
On est passé de câbles coaxiaux de quelques dizaines de lignes téléphoniques et de vitesse de quelques kilobits par seconde à des câbles en fibres optiques multiplexées de plusieurs dizaines de milliers de lignes fixes et mobiles, images télévisées, texte, musique, photos et des vitesses de 5,12 térabits par seconde !
En fait la quasi-totalité des télécommunications internationales (99%) transite par les câbles, sous forme essentiellement téléphonique et internautique, les satellites retransmettant quant à eux la télévision essentiellement, et 1% du trafic total des télécommunications.
Câbles et satellites peuvent mutuellement se relayer selon les contraintes techniques (pannes, rupture, maintenance) mais aussi topographiques (terre ou mer) ou même économiques et géopolitiques.
Avantages et inconvénients comparés des câbles sous-marins et des satellites : les câbles offrent une transmission extrêmement rapide, et même en temps réel, des données, alors qu’avec un satellite, la donnée parcourt une distance d’environ 72000 km aller et retour (contre le Sea-Me-We 3 Allemagne-Corée du Sud qui fait 39000 km), ce qui en proportion rallonge le temps de transmission de quelques fractions de secondes, en surcroît d’une bande passante davantage limitée. Les contraintes météorologiques peuvent gêner la réception satellite, ce qui n’est pas le cas pour le câble. En revanche des risques de destruction, mais de nature différente, existent pour les deux supports : un satellite peut être percuté par une météorite ou un autre satellite, et un câble peut être coupé net par le passage d’un navire… ou par les dents d’un requin affamé !!! Pour limiter ce risque, on ensouille les câbles (enterrement sous le sol marin). Les satellites coûtent également plus cher.
Actuellement il y a plus de 400 câbles sous-marins répartis sur 1,2 millions de kilomètres cumulés en service, et une soixantaine d’autres câbles sont en projet ou en cours d’installation, en complément ou remplacement d’autres rendus obsolètes ou usés par la corrosion océane malgré l’amélioration de la résistance des matériaux constituants.

II. Satellites de télécommunications à vocation maritime

La nécessité de faciliter les télécommunications en mer, (qui est une forme de téléphonie mobile internationale) a poussé la fabrication et l’envoi de satellites dédiés, les Marisat, qui comprend une flotte de 3 satellites géostationnaires a rotation spinnée, tous lancés en 1976, d’abord réservée aux navires de guerre et à la marine marchande, et suffisante pour couvrir tout le globe (un satellite placé au-dessus de l’océan Atlantique, un autre au-dessus de l’océan Indien et le dernier au-dessus de l’océan Pacifique). Ils étaient conçus sur les modèles des premiers Intelsat : un cylindre portant à la fois la charge utile et 7000 cellules photovoltaïques sur sa surface verticale, lui donnant un aspect violacé, et plusieurs antennes en forme de grille et/ou de spirale au sommet, selon les bandes de transmission (Bande L, C ou UHF).
Car jusque-là les navires utilisaient des liaisons radio rudimentaires et soumises aux aléas météorologiques, entraînant de longues coupures et des délais de transmissions dont la longueur compromettait la gestion de l’urgence des situations.
Les trois satellites dureront plus de 20 ans, voire 32 ans pour Marisat 2 !
Inmarsat en tant qu’opérateur satellite maritime est créée ensuite en 1979 mais ne reprend l’exploitation de la flotte Marisat qu’en 1982. Ces satellites seront complétés par les 3 satellites Marecs de l’Agence Spatiale Européenne lancés avec succès pour deux d’entre eux en 1981 (Marecs 1) et 1984 (Marecs 2), Marecs B ayant subi un échec au lancement en 1982. Stabilisés 3 axes et à panneaux solaires latéraux déployables, ils permettront 35 canaux de télécommunication.
Mais Inmarsat envoie véritablement ses propres satellites dès les années 1990 avec la série Inmarsat 2 (flotte de 4 satellites lancés entre 1990 et 1992), à laquelle succède Inmarsat 3 (5 satellites lancés entre 1996 et 1998), puis Inmarsat 4 (4 satellites lancés en 2005), Inmarsat 5 (4 satellites dont un de réserve, lancés entre 2013 et 2017) et dont les performances sont améliorées d’une série à l’autre. La série 6 des satellites Inmarsat verra le jour à partir de 2020 mais il y a actuellement une flotte de 11 satellites géostationnaires actifs retransmettant essentiellement des données téléphoniques et informatique et reliés à 37 stations terrestres.

Marisat (Photo Antartic Sun)

 

Marecs (Photo Association 4AS)

 

Un satellite Inmarsat récent

 

Couverture du globe par les satellites Inmarsat

 

Ressources sites internet :

  • https://web.archive.org/web/20090425091056/http://www.boeing.com:80/defense-space/space/bss/factsheets/376/marisat/marisat.html (en anglais, page du site archivé de Boeing sur les satellites Marisat)
    https://space.skyrocket.de/doc_sdat/marecs.htm (en anglais, succint)
    https://www.e-sat.fr/reseaux-equipements/inmarsat (utilités des satellites Inmarsat)
    https://www.inmarsat.com/en/index.html (Site Inmarsat)
    https://telecommunications.monsite-orange.fr/page-55f974c76a88c.html (un long paragraphe sur les câbles sous-marins dans le chapitre Transmission Analogique)
    https://telecommunications.monsite-orange.fr/page-55f9b33585cfd.html (autre paragraphe sur les câbles sous-marins dans le chapitre Transmission Numérique)
    https://www.submarinecablemap.com/ (carte mondiale des câbles sous-marins)
    https://webdoc.rfi.fr/ocean-cables-sous-marins-internet/chapitre-1.html (Article de RFI sur les câbles et comparaisons avec les satellites)

Ressources vidéo :

  • https://www.youtube.com/watch?v=JOQXoEIVaeU&feature=emb_logo (vidéo attenante à l’article de RFI sus-nommé)

Ressources livres :

  • Les satellites de télécommunication, Collection « Que sais-je » aux éditions PUF (Presses Universitaires de France)

Ressources documents :

  • Histoire des câbles
    Introduction aux télécommunications par satellite (Anne-Claire Lepage)

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