© Dunod, Paris, 2014
5 rue Laromiguière, 75005 Paris
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ISBN : 978-2-10-071474-2

Illustration de couverture :
L’île de Bora Bora vu par le satellite Pleiades 1A
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Cet ouvrage a été réalisé dans le cadre du programme de recherche en sciences humaines et sociales du CNES "Espace, innovation, société.

Avant-propos

Ce livre réalisé sous la responsabilité éditoriale de Michel Avignon, Cathy Dubois et Philippe Escudier est le fruit d’un travail collectif initié au Centre national d’études spatiales (CNES) par Michel Avignon et Cathy Dubois en novembre 2010 lors d’une première journée consacrée aux données satellite. Cette réflexion s’est poursuivie avec Philippe Escudier pour la conception et l’animation du séminaire Observer la Terre depuis l’espace au Conservatoire national des arts et métiers (CNAM) sous l’égide du laboratoire Histoire des technosciences en société (HT2S).

L’atelier de 2010 avait été l’occasion d’esquisser les problématiques travaillées dans cet ouvrage. Elles ont été ensuite approfondies dans le cadre du programme de recherche Espace, innovation, société qui rassemble dans un partenariat, le CNES et des chercheurs de différents laboratoires : le Groupe de sociologie pragmatique et réflexive de l’École des hautes études en sciences sociales (EHESS), le laboratoire Printemps de l’université de Versailles Saint-Quentin, le Centre Alexandre Koyré du CNRS ; ainsi que des chercheurs en sciences de gestion de l’École des mines, de l’École polytechnique et de l’université Paris-Créteil.

Certaines des idées présentées dans ce livre ont été exposées et discutées avec les participants du séminaire lors des séances qui se sont déroulées de mars 2013 à mars 2014 au CNAM et lors des cinq séances de l’atelier « Valeurs du spatial pour la société » qui s’est tenu au CNES de juillet 2012 à mai 2013.

Chaque chapitre a été rédigé plus particulièrement par une, deux voire trois personnes.

• Pour le premier chapitre, Isabelle Sourbès-Verger a puisé dans les recherches qu’elle mène depuis plus de vingt ans sur les activités spatiales dans le monde.

• Le chapitre deux, dû à Michel Avignon, a bénéficié des compléments de Philippe Escudier.

• Le chapitre trois, rédigé par Gemma Cirac Claveras a été enrichi par les nombreuses discussions avec Michel Avignon, Isabelle Sourbès-Verger et Cathy Dubois.

• Le chapitre quatre, rédigé par Cathy Dubois à partir de l’intervention d’Hélène de Boissezon le 20 juin 2013 dans le séminaire du CNAM, puise dans les travaux de la Charte internationale espace et catastrophes majeures et dans ceux du projet KAL-Haïti ; les recherches d’Arnaud Saint-Martin sur la Charte et de Flore Guiffault sur KAL-Haïti ont largement nourri ce chapitre.

• Le chapitre cinq, rédigé par Philippe Escudier et Cathy Dubois, s’est appuyé sur des travaux de Selma Cherchali du CNES, de Catherine Freyssinet et Bertrand Coirond de la société Artelia.

• Le chapitre six s’inscrit dans le cadre de la recherche réalisée par Francis Chateauraynaud et Josquin Debaz sur les zones littorales.

• Enfin, le chapitre sept a été rédigé par Jérôme Lamy et Arnaud Saint-Martin qui ont engagé, depuis l’été 2012, une enquête sociopolitique du projet Copernicus GMES.

Il serait impossible de citer tous les personnels du CNES, du Service régional de traitement d’image et de télédétection (Sertit), et de la société CLS dont les travaux ont alimenté cet ouvrage. Nous remercions infiniment Pascale Ultre-Guérard, responsable de la thématique Observation de la Terre ainsi que Pierre Ulrich et Michel Delanoue qui ont créé au CNES les conditions pour que cet ouvrage soit possible.

Delphine Fontanaz, Catherine Proy, Alain Giros, Claire Tinel, Bernard Allenbach, Bruno Cugny ont eu la gentillesse de nous consacrer du temps pour nous aider à trouver les bonnes informations.

Valentina Chambrin n’a pas ménagé son temps pour donner à l’iconographie les qualités nécessaires pour la publication.

Et merci également aux deux A. qui se reconnaîtront…

Les auteurs

Michel Avignon – Polytechnicien, ingénieur général des ponts, des eaux et des forêts, détaché au CNES depuis 1973, ancien responsable du thème Océanographie spatiale puis des sous-directions « Techniques aérospatiales » et « Charges utiles scientifiques et imagerie », expert senior innovation et politique technique, chercheur associé au laboratoire Histoire des technosciences en société HT2S-CNAM. Animateur du séminaire Observer la terre depuis l’espace au CNAM.

Hélène de Boissezon – Ingénieure agronome, au CNES depuis 2000, responsable du service Analyse et produits images, responsable des activités Charte et KAL-Haïti.

Francis Chateauraynaud – Sociologue, directeur d’étude à l’EHESS, directeur du Groupe de sociologie pragmatique et réflexive (GSPR). Il a notamment publié avec Didier Torny Les sombres précurseurs, une sociologie pragmatique de l’alerte et du risque, Paris, EHESS, 2013 (1999) ; avec Christian Bessy, Experts et faussaires. Pour une sociologie de la perception, Paris, Pétra, 2014 (1re édition 1995) et Argumenter dans un champ de force, essai de balistique sociologique, Paris, Pétra, 2011. Il coordonne depuis 2006, l’Observatoire des alertes et des controverses développé par le GSPR avec l’Agence nationale de sécurité sanitaire (ANSES).

Gemma Cirac Claveras – Physicienne de formation, inscrite en thèse en histoire des sciences et des techniques au Centre Alexandre Koyré avec Dominique Pestre et Isabelle Sourbès-Verger, elle mène une recherche sur les dynamiques de production, distribution et utilisation des données satellitaires d’observation et étude de la Terre et de l’environnement.

Josquin Debaz – Historien des sciences, membre du Groupe de sociologie pragmatique et réflexive à l’École des hautes études en sciences sociales (GSPR), au sein duquel il étudie les controverses en santé environnementale.

Cathy Dubois – Sociolinguiste de formation, a conçu avec Michel Avignon le programme de recherche en SHS du CNES, « Espace, innovation, société ». Elle est présidente du comité des partenaires en SHS qui rassemble les laboratoires de recherche impliqués dans ce programme. Chercheure associée au laboratoire HT2S, elle co-anime au CNAM avec Michel Avignon le séminaire Observer la terre depuis l’espace.

Philippe Escudier – Ingénieur SUPAERO, entré au CNES en 1982, chef de projet Jason-1 (étude des océans), directeur de l’activité Océanographie spatiale au sein de CLS, société mettant en œuvre des services utilisant les moyens spatiaux dans le domaine de la gestion environnementale, il coordonne au CNES les actions menées pour développer les usages du spatial.

Jérôme Lamy – Chercheur au laboratoire PRINTEMPS (CNRS – université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines) travaille à la jointure de l’histoire, de la sociologie et de l’anthropologie des sciences sur les formes contemporaines des régulations politiques de la science et des techniques. Il a publié en 2007, L’Observatoire de Toulouse aux xviiie et xixe siècle. Archéologie d’un espace savant (aux Presses Universitaires de Rennes) et prépare actuellement un ouvrage collectif sur Michel Foucault et les sciences humaines et sociales (à paraître aux éditions du CNRS en 2014).

Arnaud Saint-Martin – Sociologue et chargé de recherche au CNRS (Laboratoire PRINTEMPS, CNRS-université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines) travaille à l’élaboration d’une approche écologique des activités et des organisations scientifiques en général, et plus particulièrement du spatial européen. Poursuivant en parallèle des recherches relevant de l’histoire sociale des sciences humaines et sociales, il a publié en 2013 La sociologie de Robert K. Merton aux Éditions La Découverte.

Isabelle Sourbès-Verger – Géographe, chercheur au CNRS, directrice adjointe du Centre Alexandre Koyré, est notamment l’auteur avec Raymond Ghirardi et Fernand Verger de L’espace, nouveau territoire. Atlas des satellites et des politiques spatiales, Belin, 2002, ainsi que de la Cambridge Encyclopedia of Space, Cambridge University Press, 2003. Elle a publié avec Denis Borel Un empire très céleste, la Chine à la conquête de l’espace, Belin, 2008. Elle a dirigé un numéro spécial de l’Information Géographique, juin 2010.

Introduction

L’information météorologique diffusée par la télévision a été le vecteur fécond de notre familiarisation avec les vues satellites ; couverture nuageuse, cyclone ou événements extrêmes y ont perdu de leur mystère, d’autant plus que la production de séries d’images donnait à voir les désastres en mouvement : inondations, feux ou progression en temps quasi réel d’une tempête du large vers les côtes, comme ce fut le cas en août 2005 avec Katrina dans le golfe du Mexique ou en octobre 2012 avec Sandy à l’approche du littoral du New Jersey et de New York.

L’introduction des satellites dans l’appui aux interventions armées (guerres du Golfe1, interventions de l’armée française en Afrique), ou la surveillance des activités nucléaires de pays comme la Corée du Nord ou l’Iran, ont renouvelé l’attention envers l’usage de cette vision surplombante2 proposant une vérité d’évidence. Si cela se voit là, c’est que c’est vrai. La vue plongeante semble s’être imposée comme référence en mêlant, parfois sans les distinguer, des images produites par des drones, des avions, ou des satellites.

Symbole de l’observation depuis l’espace, l’objet satellite doué d’ubiquité éveille un trouble mêlant fascination pour la performance technologique – l’effet magique – suscité par ces vues d’en haut et la méfiance à l’égard de Big Brother.

Les images satellites utilisées3 pour attester des transformations de la planète tendent à incarner la totalité de l’activité d’observation de la Terre. Leur prolifération, et leur insertion dans des systèmes d’information dynamiques accessibles via Internet ont fabriqué une représentation fantasmagorique évoquant le beau dessin d’Odilon Redon, L’œil comme un ballon bizarre se dirige vers l’infini.

Ces « observateurs infatigables », « gendarmes » ou « sentinelles » à l’affût des événements planétaires, séismes, tsunamis, inondations, transformations des paysages, de la fonte de la calotte glaciaire ou des déplacements de population produiraient donc une nouvelle « vision du monde ».

Mais que sont ces images en vérité ? Que nous donnent-elles à voir ? Que transforment-elles dans notre compréhension du monde ? Quels appuis nous offrent-elles pour interagir dans notre milieu ? Et à quelles conditions ?

Ces « belles photos » ne sont pas toutes des acquisitions premières et elles masquent sous leur beauté attirante, les traitements et la diversité des mesures par satellite à partir desquels l’information est élaborée. Elles nous font oublier toutes les opérations de sélection et de mise en scène qui les font advenir. Les « images » disséminées condensent les processus de fabrication dont elles sont issues et renvoient dans un hors-champ, les chercheurs, les ingénieurs, les opérateurs techniques, les cartographes et les acteurs opérationnels des domaines d’usage qui ont travaillé à leur fabrication. Les images effacent les mesures, les données, et les dispositifs sophistiqués combinant cadres théoriques, instruments, systèmes de transmission, de traitement, de calcul, de modélisation ou d’interprétation. Elles créent le sentiment d’une extension de notre système perceptif qui nous rendrait capable d’accéder au monde tel qu’il est, gigantesque et complexe.

Cet ouvrage a pour ambition de déplier et de décrire quelques-unes des opérations par lesquelles s’opèrent des saisies du « système Terre » au moyen de l’instrumentation satellitaire, de la conception de la mesure à son interprétation pour une insertion dans des systèmes opérationnels jusqu’à sa mobilisation par des acteurs cherchant des ressources cognitives pour objectiver une situation ou fournir des preuves dans un litige (voir l’exemple de condamnation pour pollution marine repérée par satellite cité par Francis Chateauraynaud et Josquin Debaz dans le chapitre 6).

La formule courante de la chaîne de production évoque une relation linéaire entre science et société, mesures et usages opérationnels, producteurs et utilisateurs. Les mesures ne relèveraient en ce sens que du monde de la science, leurs usages se déploieraient dans des arènes sociales hétérogènes, du laboratoire aux lieux du quotidien. Charge serait ainsi donnée aux ingénieurs de concevoir les systèmes techniques adaptés, aux « traducteurs » de les ajuster à des usages non scientifiques, aux utilisateurs de s’en emparer pour leurs besoins, enfin aux entrepreneurs de saisir l’opportunité d’un eldorado potentiel en transformant les sources en valeurs, emplois et activités.

Notre ouvrage suggère une autre orientation en montrant les interactions croisées entre métrologie et politique, construction d’indicateurs ou de paramètres et configuration des problèmes ; car au sein des activités spatiales, l’observation de la Terre soulève des problématiques spécifiques.

Certes, comme le décrit Michel Avignon dans le deuxième chapitre, les activités liées au spatial se caractérisent par une attention aux contraintes qu’imposent l’arrachement à la gravitation terrestre, à l’hostilité de l’espace comme milieu physique et à la difficulté d’y opérer avec des objets techniques sur lesquels, après le lancement, l’intervention humaine n’est possible qu’à distance et de manière limitée.

La conception des instruments scientifiques et des missions spatiales pour l’observation de la Terre comme pour l’exploration de l’univers fait coopérer étroitement des chercheurs et des ingénieurs pour lesquels la physique de la mesure constitue un arrière-plan commun de théories, de méthodes, de modèles. Celle-ci configure un mode de construction des problèmes et des objets d’étude, fonde une pratique de l’expérimentation et une forme d’expérience de la nature. L’observation est une démarche active et la nature un objet distancié et mathématisé. On s’inscrit là dans une tradition dualiste qui a fondé la physique comme discipline pour expliquer le monde, rendre compte des phénomènes. Depuis Aristote, cette modalité de construction de la connaissance s’est avérée particulièrement féconde. Dans cette perspective, observer la Terre depuis l’espace consiste ainsi à concevoir les modalités pertinentes pour mettre le système Terre à l’épreuve4 : faire des hypothèses sur ce qui pourrait être saisi, définir des vecteurs d’informations, des instruments de mesure, des formats de données, des dispositifs de stockage, de diffusion, de traitement et d’interprétation.

Mais comparativement aux communautés de chercheurs et d’amateurs formées autour de l’exploration de l’univers, les publics de l’observation de la Terre sont plus hétérogènes ; ils ont des visions et des intérêts plus diversifiés.

En premier lieu, on trouve parmi eux des scientifiques de disciplines variées n’ayant pas tous en commun l’héritage de la physique de la mesure, ne partageant pas nécessairement la même conception de l’observation, de l’expérimentation ou la même approche des milieux naturels et qui, selon leurs préoccupations à l’égard du monde, abordent le réel avec une variété d’interrogations et de concepts, de vocabulaires et de lois.

À ces communautés de recherche, s’ajoutent des acteurs opérationnels (du météorologue à l’agriculteur) confrontés à la décision et à l’action dans le monde, pour qui la science est une ressource mais pas un métier. Pour certains, ces acteurs scientifiques ou non scientifiques, experts ou non experts, sont eux aussi fort éloignés de la physique par leur expérience de la nature et par leur manière de construire les problèmes.

Enfin, plus généralement, des concepts élaborés par les chercheurs ont orienté l’attention vers des entités jusque-là méconnues ; la préoccupation pour le « niveau des mers » est apparue là où préexistait seulement l’inquiétude pour la marée, et des phénomènes encore non compris, comme El Niño et La Niña – connus depuis longtemps des habitants de la côte pacifique des Amériques –, ont été expliqués grâce à la modélisation dynamique de l’océan.

Ainsi, les informations élaborées à propos du système Terre ont transformé la relation de l’humanité à elle-même et au monde dans lequel elle vit, en rendant perceptible la globalité du monde, l’interdépendance des pays au sein de grands ensembles géomorphologiques, les articulations entre des espaces locaux et un système Terre global, les effets globaux des interactions entre les composantes de ce système Terre.

Ces nouvelles catégories de compréhension du monde et de saisie du réel se sont progressivement diffusées. Les images à très haute résolution se sont insérées dans les systèmes opérationnels de gestion du territoire, cartographie, suivi des évolutions de l’urbanisation, contrôle des activités agricoles ou comme on le verra dans le chapitre cinq, supports déterminants pour l’engagement d’études de terrain lorsque les réalités sociales sont faiblement documentées.

L’ensemble de la métrologie spatiale, les nouveaux outils d’enquête fournis par ces instruments embarqués, les observations articulées avec celles des métrologies plus classiques participent d’un arsenal technoscientifique qui nourrit le désir récurrent de réduction de la part d’inconnu et de maîtrise du destin humain. Ils ont également contribué à développer la conscience des défis tels que la finitude du système Terre, les tensions sur les ressources, la fragilité des équilibres biologiques et climatiques.

Au final, la situation s’en trouve contrastée.

L’accroissement de connaissance, qui ouvre sur une plus grande conscience, augmente l’incertitude face au futur en révélant la complexité des systèmes, leur résistance face aux prévisions tirées des modèles probabilistes. L’effet de tangibilité opéré par les « images satellites » se heurte à la difficile intégration d’informations systémiques dans une vision du futur. La connaissance construite n’embraye pas sur l’action, elle reste difficile à articuler individuellement et collectivement. Cette connaissance requiert de nouveaux modes de raisonnement, plus itératifs, plus attentifs aux événements très improbables mais aux conséquences catastrophiques, acceptant de travailler l’incertitude dans des séquences plus exploratoires et moins déterministes. Ces modes de pensée peinent à s’élaborer car comme le souligne Dominique Bourg et ses coauteurs « Le divorce entre la raison et le calcul semble consommé, abandonnant le calcul à des instrumentations tous azimuts. Jamais sociétés n’ont en effet accumulé autant de dispositifs rationnels, autant de moyens de calcul, de sciences et de techniques, tout en paraissant aussi déraisonnables, tout en accumulant autant de menaces et de dénis. Tout se passe comme si nous nous employions à fuir ou à bannir le peu de réflexivité dont nous serions capables5 ». Faudrait-il alors que tout un chacun s’engage dans l’enquête pour que la connaissance informe l’expérience qu’il fait de son milieu naturel ?

Les enjeux politiques associés à la définition des problèmes, des mesures, des formats d’information ou des modèles de gouvernance sont encore peu constitués. Climat, biodiversité ou rareté des ressources font l’objet de travaux scientifiques et de processus d’alerte mais leur intégration dans des espaces régulés suscite des controverses. Les publics sont confrontés à la difficulté de penser les institutions et les modèles économiques dans lesquels prendre en charge ces défis. Ils doivent le faire en se gardant de la perspective d’une maîtrise totale du futur par les technosciences comme de la vision catastrophiste de la machine déréglée.

Dans ce contexte, les données d’observation de la Terre introduisent de nouvelles séries de questions scientifiques et politiques.

Elles sont au cœur de jeux de langage, dans lesquels, le néophyte se perd. Une certaine instabilité d’usage semble en effet régner, dans laquelle les données sont tour à tour : des mesures physiques, du signal, des observations, des variables, des paramètres, des indicateurs, des images, des informations… Ces termes ne sont pourtant pas substituables les uns aux autres. Les chapitres de cet ouvrage montrent qu’ils désignent des objets spécifiques incorporant chacun des opérations précises sur le réel. La formalisation du langage esquissée ici devrait être poursuivie. Il faut souligner que la relative indétermination du terme « données » conjuguée à sa forte diffusion sous l’impulsion de l’économie numérique ne rend pas la tâche facile. Comme si les « données » avaient une existence en elles-mêmes alors que « le monde ne fait pas don de lui-même à la science comme s’il y était obligé par une forme d’engagement »6.

S’il est sans doute vain de tenter aujourd’hui d’en épuiser la définition, on peut néanmoins tenter de les classer, de les travailler, de « les faire parler ». Face à la pluralité des interprétations, s’amorce alors une nouvelle série de questions scientifiques et sociales. La première concerne la manière de les distinguer, de les décrire.

Une entrée est offerte par les instruments utilisés : imagerie optique à haute ou basse résolution, interférométrie optique ou radar, altimétrie… Une autre l’est par les finalités, qui distingueraient ainsi la recherche scientifique en laboratoire des usages plus opérationnels comme par exemple la cartographie, la météorologie ou l’océanographie. Mais, l’usage scientifique lui-même est loin d’être homogène et l’usage opérationnel mobilise la science pour l’action.

La variabilité des formats par lesquelles les données circulent (images, représentations numériques et cartographies notamment), n’est pas sans importance ; ces formats leur procurent une existence autonome, les font entrer dans des systèmes de preuves, dans des jeux d’argumentation, de références, et participer à des processus publics de représentation de phénomènes, de décisions ou d’actions. Les éléments de compréhension pour leur usage par des acteurs non avertis ne sont pas équivalents. Leur potentiel de « tangibilité7 » change selon les formes de mobilisation dans des processus argumentatifs.

Elles sont aussi associées à une économie de la promesse avec les projets de services éco-systémiques fondés sur des flux de données satellite. Le risque n’est pas négligeable pour les données d’observation de la Terre d’être englobées dans la vision « uniformisante » que suscite l’engouement pour tout ce qui est – à tort ou à raison – désigné par l’expression « big data ». Et sans que l’on sache précisément de quelles « données » il est question, elles pourraient être prises en tension entre deux conceptions, celles des données comme nouveau bien commun et celles des données comme pétrole du xxie siècle.

Sans constituer une somme exhaustive sur le sujet puisque l’on ne parle ici que très peu de disciplines bien établies (météorologie, océanographie, géodésie spatiale), cet ouvrage s’appuie sur des enquêtes en cours8 pour étudier des potentialités ouvertes par l’observation de la Terre depuis l’espace pour la science, la cartographie d’urgence, l’identification, la définition et la gestion des risques ou des ressources. Plusieurs disciplines sont mobilisées parfois à l’intérieur d’un même chapitre, les aspects scientifiques, épistémiques, sociologiques, économiques et politiques ne sont pas toujours explicités et traités en tant que tels mais ils sont omniprésents.

Dans le chapitre 1, Isabelle Sourbès-Verger situe l’observation de la Terre dans l’histoire plus générale du développement des activités spatiales. La prise de conscience de la valeur originale d’une vision très surplombante se fait très tôt, dès la fin de la Seconde guerre mondiale et l’appropriation des V2 allemands par les vainqueurs. Le développement de l’observation se fait ensuite dans le contexte de la guerre froide et de l’affrontement États-Unis – Union soviétique ; mais le poids de l’usage militaire est contrebalancé dès l’origine par le vif intérêt pour ces nouvelles techniques des communautés scientifiques plus ouvertes aux coopérations internationales, sans parler de l’appropriation très rapide du nouvel outil par la météorologie, discipline intrinsèquement mondialisée. L’observation de la Terre sous forme d’imagerie à bonne résolution, avec son cortège d’usages civils, naît un peu plus tard dans les années 1970, et commence à échapper au monopole des deux grands. Mais c’est avec l’effondrement du bloc soviétique, dans les années 1990, que va exploser le nombre de fournisseurs d’images spatiales, à la fois par la levée des restrictions militaires à la diffusion d’images à haute résolution, et par l’accès des nouvelles puissances économiques mondiales à l’outil spatial. Parallèlement, les soucis environnementaux suscitent le développement de techniques instrumentales sophistiquées et de nouveaux cadres de coopérations internationales. Progrès technique, évolution des relations géopolitiques et caractéristiques physiques et sociales des pays orientent les programmes et stimulent l’activité tout au long de ces sept décennies d’histoire spatiale.

Le chapitre 2 est une introduction aux dimensions physiques de la mesure qui constituent le soubassement de l’observation de la Terre depuis l’espace. Michel Avignon introduit le vocabulaire, explicite les concepts, identifie les filiations théoriques et instrumentales de la mesure par satellite. Après avoir exposé la spécificité du point de vue orbital, il décompose les étapes par lesquelles s’opèrent la saisie du réel et sa mise en format. Il attire l’attention sur les processus scientifiques, techniques et sociaux de production d’un sens géophysique à partir d’un signal. Il situe d’emblée le satellitaire dans une complémentarité avec d’autres sources d’information. In fine, même dans un cadre opérationnel, l’interprétation de la mesure est toujours fondée sur un arrière-plan scientifique qui convoque théories et modèles.

Le chapitre 3 est l’écho et la prolongation du second chapitre. Gemma Cirac Claveras étudie la dynamique sociale et scientifique à l’œuvre dans la construction, la diffusion et la circulation des données acquises à l’aide d’un instrument spécifique, Polder, lequel a pour mission de contribuer à l’étude des nuages et des aérosols. On perçoit dans son récit les enjeux représentés par toutes les décisions concernant la répartition du travail se rapportant aux mesures et aux données. Elle suit ainsi à la trace la fabrication progressive du processus opérationnel de mesures scientifiques qui sera actif pendant la durée de vie de l’instrument à bord du satellite. Elle met en évidence la diversité des intérêts des chercheurs, les considérations qui conduisent à construire un accord sur une « qualité de données », les enjeux autour des formats d’archivage et de distribution. Derrière ces discussions expertes se jouent à la fois la confiance dans les sources mobilisées pour les travaux scientifiques qui seront produits et l’accès aux mesures pour de nouvelles communautés, qu’elles soient ou non scientifiques.

Avec les chapitres 4 et 5, la réflexion s’arrête sur des utilisations émergentes9 de la donnée satellite. Quoique créé depuis plus de dix ans avec la Charte internationale « Espace et catastrophes majeures », l’usage de la cartographie d’urgence analysé par Hélène de Boissezon dans le chapitre 4 pour l’appui aux secours lors des catastrophes et pour la gestion des risques a encore un statut d’expérimentation. Si la technique a fait ses preuves, son inscription dans un cadre financier pérenne n’a pas encore été opérée, et la Charte – qui régule aujourd’hui ces intrusions visuelles sur la base de principes humanitaires – n’est pas à l’abri de remises en cause.

Globalement, le chapitre soulève la question de l’intégration des techniques de la télédétection dans des systèmes locaux de gestion des risques articulant plusieurs cadrages du territoire : territoire décrit tour à tour comme un objet d’étude scientifique, territoire parcouru, territoire administré, régulé ou territoire comme milieu de vie. La production d’un système d’information utile et utilisable par des acteurs locaux n’est pas qu’une opération technique, elle suppose de multiples choix pour la hiérarchisation des questions, la construction des problèmes, l’articulation des sources. L’intégration de la télédétection et des savoirs locaux des acteurs dans une même compréhension des territoires recomposés par les risques est un enjeu pour un accroissement de la résilience mais ne va pas de soi.

Le chapitre 5 aborde la question de l’eau et souligne l’intrication entre construction politique du problème et choix des paramètres nécessitant des mesures régulières, parce qu’ils structurent les régulations. Philippe Escudier présente la gamme riche des apports du spatial à la mesure des paramètres hydrologiques en complément ou en substitution de mesures in situ. Il montre que les dispositifs satellitaires sont confrontés ici à la difficulté de s’insérer dans un univers multi-acteurs et évolutif. La question de l’eau, on le sait, fait l’objet de controverses politiques et juridiques intenses. La diversité des mesures auxquelles le spatial peut contribuer, la finesse d’analyse qu’il rend possible en proposant un support pour l’étude de situations locales peu documentées ne diminue pas l’importance d’un cadrage des problématiques avec les acteurs engagés dans la régulation des situations locales. Les mesures peuvent encore aider à expliciter les enjeux à l’œuvre dans un territoire donné. Mais encore faut-il que des espaces de régulation entre les acteurs existent et que ces mesures aient une légitimité à leurs yeux…

Dans le chapitre 6, Francis Chateauraynaud et Josquin Debaz nous emmènent dans des zones littorales nucléarisées. Renversant la perspective, ils partent en effet non plus de la vision surplombante du satellite mais de celles des acteurs engagés dans des processus d’interprétation de leurs milieux. Sur le littoral dunkerquois ou dans l’estuaire de la Garonne, ils s’emploient à repérer si la production satellitaire offre des appuis, des prises cognitives, aide à objectiver les situations tout particulièrement dans la construction des problématiques de risques environnementaux et industriels.

Leur bilan d’étape pointe que, malgré la prolifération des images sur Internet, la place des données spatiales est encore marginale dans la fabrique des prises. Les acteurs, lorsqu’ils connaissent les potentialités des instruments satellitaires, tendent à les considérer comme des outils pour la recherche plus que comme des dispositifs de veille au service de l’action. Le surplomb ici semble difficile à réarticuler au milieu vécu. Ce faisant disent-ils, l’observation satellitaire peut progressivement faire système puis basculer dans un régime d’évidence. Il peut trouver une configuration porteuse. Il peut aussi rester en exil, distant, prototype d’une puissance métrologique non mobilisable par les acteurs dans l’organisation de leur connaissance et de leur savoir pour l’action.

Or, c’est partiellement autour de cette promesse d’un flot de mesures disponibles pour l’action que se construit Copernicus-GMES. Jérôme Lamy et Arnaud Saint-Martin enquêtent dans le chapitre 7, pour suivre les requalifications successives de ce projet esquissé dès 1998 au moment où le protocole de Kyoto symbolisait la prise de conscience écologique internationale et le désir d’action. Ils montrent que depuis, entre reconfiguration du monde, aventures et mésaventures de la construction européenne, si le cadrage technique du projet Copernicus reste stable, les évolutions des acteurs, le jeu de leurs relations transforment la teneur des discours sur ce projet européen de production et diffusion en masse de données pour des acteurs très variés via des services éco-systémiques. Ces discours n’ont pas qu’une fonction politicienne, ils organisent aussi le cadre de l’action pour le futur, des possibles seront ouverts ou limités par eux. Notamment en ce qu’il adviendra des données dont le statut oscille entre bien commun et capital à faire fructifier.

Leur enquête souligne la dimension encore inaboutie – parce que toujours en évolution – du projet Copernicus, fléchant ainsi ce qui est encore en débat ou à investir. Ils pointent un tissage des mondes et des acteurs qui, s’il s’accompagne de transformations dans les positions occupées par les uns et les autres, n’abolit en revanche pas les frontières. Car, précisent-ils ailleurs, « le spatial n’est pas “face à la société” ni à côté de “la” société (“espace et société”), mais bien plutôt il s’allie à d’autres mondes sociaux à l’entour pour lesquels, à l’image des institutions politiques européennes (un monde en soi, avec ses territoires disputés, ses rapports de force internes, ses codes, etc.), il (le spatial) forme tout autant une fraction de leur environnement. »10

Les métrologies spatiales sont aujourd’hui dans une situation intermédiaire : des images abondantes et peut-être sur-utilisées, des espaces opérationnels qui les rendent invisibles en les intégrant dans des processus standardisés, mais un usage difficile par les acteurs ordinaires ne serait-ce que du fait des cadres institutionnels et juridiques dans lesquelles elles sont conçues et diffusées. Les enquêtes en cours montrent qu’il ne s’agit pas seulement de problèmes d’accessibilité gratuite à des flots de mesures.

Les questions formulées par les acteurs dans l’expérience de leur milieu vont-elles, ou pourront-elles modifier les modalités de conception des métrologies spatiales ? Quelles transformations devraient réaliser les acteurs scientifiques et politiques du spatial pour installer les dispositifs satellitaires comme des ressources dans la reconfiguration de la relation des habitants de la Terre à leur milieu ? Comment faire de la connaissance outillée et produite à distance un appui pour agir dans notre milieu, le système Terre ? Comment inscrire réellement l’observation de la Terre depuis l’espace comme une science en société ?

Février 2014
Cathy Dubois

Notes

1. de Maack Marie-Madeleine, La guerre du Golfe ou l’introduction des moyens spatiaux dans l’art de la guerre in Guerres mondiales et conflits contemporains, 2011/4 (no 244).

2. Chateauraynaud Francis, Debaz Josquin et Saint-Martin Arnaud, Les données satellitaires au cœur des arènes publiques. Opérateurs de factualité et interprétations critiques dans les processus d’alerte et de controverse, Rapport de la recherche exploratoire, convention CNES-GSPR, septembre 2011 ; voir la synthèse qu’en propose Arnaud Saint-Martin dans « L’évidence du point de vue satellisé », Carnet Zilsel, 18 novembre 2013 (http://zilsel.hypotheses.org/92).

3. La rédaction du magazine « Sciences et vie » propose ainsi en introduction d’un numéro hors série « spécial Terre » paru durant l’automne 2013 d’établir à partir d’une sélection de 100 images satellites la preuve qu’« en 30 ans tout a changé ».

4. Barberousse Anouk, Kistler Max, Ludwig Pascal, Philosophie des sciences au xxe siècle, Flammarion, Paris, 2000, pp. 125-150.

5. Bourg Dominique, Joly Pierre-Benoit, Kaufman Alain (dir), Du risque à la menace – Penser la catastrophe, PUF, 2013.

6. Ingold Tim, Marcher avec les dragons, Zones Sensibles, Paris, 2013, p. 352.

7. Chateauraynaud Francis, « L’épreuve du tangible. Expériences de l’enquête et surgissements de la preuve », in La croyance et l’enquête, Raisons pratiques, vol. XV, EHESS, Paris, 2004.

8. Programme de recherche « Espace, Innovation, Société » du CNES, voir la bibliographie.

9. En comparaison, la météorologie et la cartographie ont intégré les mesures satellites dans le processus opérationnel standard.

10. Voir Lamy Jérôme et Saint-Martin Arnaud, « Faire politique d’un système d’observation de la Terre : l’élaboration du programme européen Copernicus/GMES (Global monitoring for environment and security) », L’Année sociologique, vol. 63, no 2, 2013, p. 429-472.

Chapitre 1

Repères

Voir d’en haut a toujours été gage d’une vision large, synoptique permettant d’embrasser de vastes étendues et de découvrir des zones inaccessibles. Posté sur une éminence, le guetteur surveille les alentours et les confins. Perché sur une montagne, le paysagiste (ou le topographe) reconstitue un panorama. À bord d’un ballon, Nadar photographie Paris. Les exemples sont variés et mettent en jeu différentes approches allant de la représentation artistique à l’usage cartographique souvent marqué de préoccupations militaires. La prise de hauteur est indissociable de l’usage d’instruments qui conditionnent la possibilité de l’observation lorsqu’elle est à distance. En même temps, la découverte d’un autre point de vue implique une nouvelle perception de notre environnement.

L’observation depuis l’espace s’inscrit dans la continuité, mais marque aussi une rupture. En orbitant au-dessus de l’atmosphère, les satellites sont d’abord en position de faire connaître ce nouveau milieu, une entreprise déjà entamée grâce aux fusées sondes mais très ponctuelle et incomplète. Avec les satellites, l’analyse du milieu circumterrestre n’est plus limitée que par les instruments utilisés, leurs traitements et les modes de réception et stockage des données. Les satellites présentent une autre caractéristique originale, celle d’un déplacement permanent, bien rendu dans l’expression « à défilement » appliquée à la surface de la Terre qui tournant sur elle-même se dévoile sous les capteurs décrivant leurs orbites. Le point de vue spatial se trouve donc aussi être d’abord mobile, ce qui rend caduque l’image spontanée du point haut traditionnel. Les satellites géostationnaires offrent bien une apparente immobilité par rapport à la Terre (bien connue du public au travers des images météorologiques comme celles de Météosat) mais ils sont les seuls et donnent ainsi à voir d’immenses étendues puisqu’une seule image couvre environ 30 % du globe terrestre.

Ces caractères singuliers de l’observation spatiale par rapport à celle effectuée depuis les ballons ou les avions se manifestent dès l’acquisition des premières données. À la fin de la Deuxième guerre mondiale, quelques photographies prises lors de vols expérimentaux du missile V2 aux États-Unis faisaient découvrir des éléments de la couverture nuageuse de la Terre à plus de 150 km d’altitude. L’idée de placer en orbite un satellite est dans l’air. Un rapport de faisabilité de 1946 – resté longtemps classifié – évoquait parmi les applications possibles, l’intérêt d’un satellite pour la reconnaissance du territoire ennemi et l’acquisition de l’information météorologique nécessaire avant les missions. En parallèle, la fédération astronautique internationale envisage le projet Mouse dès 1952. En 1954, l’American Rocket Society propose que le gouvernement entreprenne la construction d’un satellite scientifique et sensibilise au sujet la National Science Foundation en faisant valoir la diversité des intérêts scientifiques. La même année, l’Union géodésique et géophysique internationale, comme l’Union radio-scientifique internationale proposent le lancement d’un satellite pendant l’Année géophysique internationale (AGI). Au même moment, un rapport de l’US Weather Bureau envisageait l’utilisation de satellites comme « patrouille spatiale à la recherche des tempêtes ». Ces efforts conjugués aboutissent à deux annonces distinctes du lancement d’un satellite comme contribution à l’AGI. La première a lieu, en juillet 1955, par la Maison Blanche et l’autre, en août 1955, par l’académicien soviétique Leonid Sedov. Même si l’attention se focalise sur la déclaration américaine, dans les deux cas, le satellite promis est officiellement destiné à la recherche scientifique.

Les premières données de Spoutnik comme d’Explorer s’inscrivent donc dans le cadre d’une coopération scientifique internationale. Cependant, le contexte particulier de la Guerre froide et de la dissuasion nucléaire fait que les moyens mis en œuvre et la dimension symbolique de la capacité à voir la Terre de l’extérieur ont des implications déterminantes sur le développement des différents programmes d’observation de la Terre et sur l’usage des données ainsi acquises.

En 2014, le panorama est totalement autre. L’observation de la Terre s’est en quelque sorte banalisée. Elle est de plus en plus couramment pratiquée par un nombre croissant de pays tout en se déclinant dans des registres différents allant du suivi des activités humaines – avec une ambition de fourniture de services bien identifiés (cartographie, aménagement du territoire, mise en valeur agricole…) – à l’étude de l’écosystème terrestre à des fins de recherche fondamentale et appliquée. L’évolution de sa pratique est multiforme, la multiplication des données phénoménale. Pendant les cinq dernières décennies, près de mille satellites militaires ont effectué des missions de reconnaissance, plus de cent satellites civils ont effectué des mesures de la Terre et de son environnement. Dix pays disposent aujourd’hui de capacités militaires, quatre pays possèdent des capacités duales, une quinzaine sont propriétaires de satellites civils.

Plusieurs angles d’approche sont possibles pour rendre compte de cette histoire riche et complexe qui mêle capacités techniques, ambitions économiques, motivations politiques. Le récit qui va en être fait privilégie une démarche chronologique, quatre moments clefs permettant de rendre compte des traits marquants qui ont construit l’observation de la Terre, telle qu’elle fait désormais partie de notre vie.

Les précurseurs : 1958-1972

Les premières mesures de l’environnement circumterrestre

Si le bip-bip du premier satellite Spoutnik confirmait en 1957 que les ondes radio traversaient bien l’atmosphère, ce sont les satellites américains Explorer 1 et 2 qui fournissent, dès 1958, les premières mesures de l’environnement circumterrestre. Ils mettent alors en évidence l’existence de particules énergétiques piégées par l’atmosphère terrestre, dites ceintures de Van Allen du nom du chef de l’équipe à l’origine de cette découverte, une des plus marquantes de l’Année Géophysique Internationale. L’exploration se poursuit dès lors au travers des expérimentations principalement américaines et soviétiques qui se concentrent sur les caractéristiques physico-chimiques de l’atmosphère, de l’ionosphère et de la magnétosphère. La durée de vie des satellites est le plus souvent brève et les programmes comprennent aussi un volet technologique, les nouvelles connaissances acquises devant permettre une amélioration des outils. Quelques satellites européens (britanniques, italiens, français) et canadiens lancés par des fusées américaines participent à la collecte d’informations, tandis que l’Union soviétique développe un programme propre dans le cadre de l’organisation Intercosmos regroupant les pays du bloc de l’Est.

Les satellites consacrés à la géodésie représentent l’autre volet des premiers temps de la recherche scientifique spatiale. À partir de 1959, et pendant neuf ans, c’est une activité américaine avec une participation française représentée par les satellites Diapason et Diadème mis sur orbite par des lanceurs nationaux. La présence soviétique est plus tardive, les premières missions Sfera spécifiquement destinées à l’étude du géoïde se développant à partir de 1968. En fait, les progrès de la géodésie passent aussi par l’exploitation de l’existence de satellites autres, équipés pour servir de mires extérieures permettant une mesure de la distance entre plusieurs bases qui ne soit pas fondée sur des mesures au sol. Les résultats obtenus visent à déterminer la forme géométrique de la Terre et les variations géographiques des champs de gravité. Ils servent ainsi à établir un réseau géodésique mondial, condition indispensable à toute cartographie rigoureuse. Mais ils contribuent aussi grandement à la connaissance renouvelée de la distribution des masses à l’intérieur de la Terre elle-même : croûte, manteau et noyau.

Les images cachées des satellites espions

Les premières images de la Terre ont été prises en toute discrétion par des satellites américains dès 1959, puis par des satellites soviétiques à partir de la fin de 1960. Le programme classifié américain Corona répond à des préoccupations stratégiques prioritaires dans le contexte de l’époque et formulées dès 1947. Il s’agit d’acquérir des images de l’Union soviétique, identifier ses capacités et disposer des outils d’une cartographie indispensable à des plans de ciblage d’objectifs. Les satellites Discoverer, appellation officielle du programme, sont à courte durée de vie. Ils expérimentent aussi bien les premières prises de vue avec un appareil photographique que la récupération des images à bord d’une capsule. Rares sont les militaires et les hommes politiques à avoir alors accès à ces photos noir et blanc dont la qualité ne vaut pas encore celle des photos aériennes mais dont le mérite est de pouvoir être prises clandestinement. Les conditions d’acquisition ne sont en effet pas réglementées en droit international, le survol des territoires sans autorisation de l’État concerné n’étant admis qu’à partir du Traité de l’espace de 1967. De plus, la qualité de l’information acquise est un enjeu essentiel dans le contexte de la rivalité Est-Ouest et, en particulier, du prétendu « missile gap » supposé par la CIA. Ce n’est qu’à partir de 1963, et après une cinquantaine de lancements, que la génération des KH4 marque les débuts véritablement opérationnels du programme de reconnaissance dont le nom évocateur ne sera dévoilé que bien plus tard, Key Hole.

Il faudra attendre la déclassification du programme par le Président Clinton en 1995 pour découvrir plus de 860 000 images des satellites Corona, Argon et Lanyard présentant des résolutions allant de la dizaine de mètres au mètre. Les technologies utilisées évoluent très vite et le programme Corona se termine en 1972, tandis que la famille des KH diversifiée en satellites dotés de capteurs à large champ et de capteurs à haute résolution pouvant atteindre 50 cm se poursuit, la durée de vie allant jusqu’à deux semaines.

L’acquisition d’informations sur les États-Unis étant bien moins difficile pour l’Union soviétique, son programme de reconnaissance ne se développe qu’à partir de 1962, soit après les premiers vols habités qui dévoilent au grand public les premières images de la Terre et plutôt en réponse à l’initiative américaine. Les deux premières générations se composent de satellites Zenit du nom des appareils photographiques dont ils étaient équipés. Leur durée de vie est courte, de 3 à 13 jours selon les systèmes et les missions, et les données sont récupérées au sol, comme celles des satellites Corona. Ils orbitent à des altitudes basses de 200 à 300 km et sont régulièrement utilisés jusqu’en 1970.

La question de la diffusion des images s’inscrit dans une autre problématique puisque le secteur spatial soviétique est partie intégrante de ce qu’il est convenu d’appeler le complexe militaro-industriel et qu’il fonctionne sous le sceau du secret. Il semble toutefois qu’une nouvelle génération de Cosmos, la troisième, apparue en 1968 assure une couverture disponible pour des usages gouvernementaux civils, en particulier de cartographie au moins pour les données de résolution comprises entre 5 et 10 mètres. Quant aux images données à voir, comme pour les États-Unis ce sont seulement les photographies prises par les cosmonautes à bord des vaisseaux habités.