Première mondiale : l’ONERA établit une liaison optique laser pré-compensée par optique adaptative à plus de 38 000 km

Le 5 juin, la station sol FEELINGS de l’ONERA a établi une liaison laser bidirectionnelle stable et pré-compensée par optique adaptative avec la charge utile en orbite géostationnaire TELEO développée par ADS (Airbus Defence and Space). Cette première mondiale a été rendue possible grâce aux techniques d’optique adaptative et aux lasers de forte puissance développés par l’ONERA. Ce succès constitue la base scientifique et technique des liaisons sécurisées à très haut débit qui seront établies dans les prochains mois.

L’ONERA a établi avec succès une liaison laser bidirectionnelle pré-compensée fiable et stable par Optique Adaptative (AO) depuis sa station sol FEELINGS (FEEder LINks Ground Station) implantée sur le site ONERA de Fauga-Mauzac, près de Toulouse. Dotée de caractéristiques uniques au monde, FEELINGS tire parti de l’extrême directivité de « l’antenne » utilisée (un télescope de 60 cm de diamètre) et de ses moyens de correction de la turbulence atmosphérique pour multiplier par 10 la puissance du signal délivré au satellite. Avec cette réalisation, l’ONERA franchit une étape majeure vers la mise en œuvre de liaisons optiques sécurisées à très haut débit avec les satellites en orbite géostationnaire. Ce résultat significatif a été rendu possible grâce à deux briques technologiques clés maîtrisées par l’ONERA : l’optique adaptative, qui contrôle près de 300 points d’actionnement à 2 kHz et compense les effets néfastes de la turbulence atmosphérique dans les deux sens de propagation (montante et descendante), et l’amplificateur optique, qui fournit la puissance nécessaire à la transmission de données à très haut débit sur 38 000 km tout en préservant l’intégrité des données.

Cette première liaison laser pré-compensée par OA sur un tel diamètre a permis à l’ONERA de confirmer la pertinence des choix techniques retenus lors du développement de la station FEELINGS, mais également de recueillir des données précieuses pour la caractérisation du canal de propagation entre le sol et le satellite. Il s’agit désormais de consolider les modèles de performances dans des conditions environnementales exigeantes afin d’assurer dans le futur un taux de disponibilité proche de 100% par ciel clair. Cette étape constitue un jalon essentiel pour interconnecter des équipements de communication sol et espace avec des débits comparables à ceux actuellement disponibles dans les réseaux terrestres basés sur des liaisons à fibre optique.

L’ONERA met en œuvre l’infrastructure de recherche unique qu’est la station sol FEELINGS pour étudier les contraintes de l’environnement de propagation sur les liaisons de données optiques : turbulence atmosphérique, nébulosité et aérosols. L’utilisation de liaisons optiques permettra d’accéder à des transferts de données à très haut débit intrinsèquement sécurisés car directifs (l’onde optique est 10 000 fois plus directive qu’une onde radiofréquence). En contrepartie, l’utilisation des fréquences optiques nécessite une parfaite maîtrise des effets du canal de propagation qui compromettent la liaison de données. L’ONERA a développé depuis de nombreuses années une expertise unique sur ces phénomènes et leurs méthodes de correction.

La participation de l’ONERA à ces activités de démonstration a bénéficié du soutien de la Direction Générale de l’Armement (DGA). La charge utile TELEO, destinée à la démonstration de liaisons optiques à haut débit, a été développée par ADS, avec le soutien financier du CNES. Les enseignements tirés des expérimentations menées en parallèle par les stations sol françaises (ONERA-FEELINGS, notamment pour la recherche et la compréhension des aspects Physique sur le canal de propagation et les performances accessibles avec les liaisons optiques sol/espace ; CNES-FrOGS équipée des technologies CO-OP qui préfigure les futures stations commerciales) sont partagés à l’échelle nationale pour permettre à tous les acteurs d’en tirer le meilleur parti.

Bruno Sainjon, Directeur Général de l’ONERA, a déclaré : « Cette première mondiale a été rendue possible grâce au soutien de la DGA, notre tutelle, et de nos partenaires. Elle démontre l’importance du travail des scientifiques de l’ONERA : faire mûrir des ruptures technologiques au bénéfice de l’aéronautique française. Avec l’importance croissante des besoins de transmission de données et de maîtrise de l’espace, la liaison laser spatiale à haut débit répond à la fois à des enjeux de compétitivité et de souveraineté. Cette expérience réussie, ajoutée à d’autres succès importants des équipes de l’ONERA dans le domaine de l’optique adaptative, démontre une nouvelle fois que la France a une bonne longueur d’avance sur une capacité très sensible et essentielle. ».