Présentation

Article

1 - LES BALLONS STRATOSPHÉRIQUES

  • 1.1 - Historique succincte
  • 1.2 - Gamme des ballons stratosphériques
  • 1.3 - Expérimentations diverses
  • 1.4 - Le point actuel sur les ballons

2 - DIRIGEABLES STRATOSPHÉRIQUES

  • 2.1 - Technologies et constituants principaux
  • 2.2 - Modèles de dirigeables
  • 2.3 - Quelques programmes d’essais
  • 2.4 - Le point actuel sur les dirigeables HAPS

3 - LES PLANNEURS MOTORISÉS HAPS

  • 3.1 - Principes de réalisation
  • 3.2 - Études de faisabilité en cours
  • 3.3 - Le point sur les HAPS planneurs motorisés

4 - LAPS (DRONES, UAV ET VTOL)

  • 4.1 - Définitions
  • 4.2 - Variété des modèles
  • 4.3 - Applications visées
  • 4.4 - Limitation d’usage
  • 4.5 - Le point sur les drones et UAV

5 - ÉCONOMIE ET GESTION DES HAPS/LAPS

6 - RÉGLEMENTATION ET NORMES

  • 6.1 - Principes généraux de réglementation
  • 6.2 - Identification et trafic spatial
  • 6.3 - Liens de communication

7 - CONCLUSION

  • 7.1 - La Science sans fin
  • 7.2 - HAPS et LAPS au service de l’écologie
  • 7.3 - HAPS et LAPS, compléments aux réseaux terrestres

8 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : TE7629 v1

Les planneurs motorisés HAPS
Satellites atmosphériques : modèles, économie et réglementation

Auteur(s) : Daniel BATTU

Date de publication : 10 mai 2025 | Read in English

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RÉSUMÉ

Les « stations sur plateformes de haute ou de basse altitude » (HAPS ou LAPS), porteuses d’équipements de communications, peuvent utiliser plusieurs formes de support selon les fonctions particulières demandées et les usages complémentaires recherchés. Ainsi, des ballons, des dirigeables, des avions sans pilote ou des drones peuvent jouer deux rôles en participant à la surveillance du territoire proche et à l’édification d’un réseau complémentaire aux réseaux de communication traditionnels, assurantainsi  une connectivité mondiale complémentaire de type non terrestre.

L’économie et la réglementation de ces supports spatiaux en cours d’essais demeurent encore à être précisées.

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Auteur(s)

  • Daniel BATTU : Ingénieur en chef des Télécommunications honoraire et Consultant

INTRODUCTION

Les satellites atmosphériques ou HAPS (stations sur plateformes de haute altitude) peuvent être organisés pour une exploitation des réseaux téléphoniques mobiles avec accès à l’Internet dans des régions particulières et pour des utilisations spécifiques conjointes.

Dans la première utilisation mentionnée, quatre classes de satellites atmosphériques HAPS peuvent être distinguées, répondant à la définition énoncée par l’UIT-R : les ballons, les dirigeables, les structures volantes et des drones spécialisés.

À cette dernière catégorie, peuvent être rattachés les VTOL (véhicules à décollage et atterrissage très courts), et les LAPS (Low Altitude Platform Stations). L’économie et la réglementation de ces plateformes multifonctionnelles constituent encore des domaines à définir.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-te7629


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3. Les planneurs motorisés HAPS

3.1 Principes de réalisation

Un planeur motorisé HAPS est un avion électrique sans pilote, dont les batteries sont chargées par des cellules solaires étalées avec profusion le long de ses flancs ou sur ses ailes. Il doit demeurer à proximité de son centre d’exploitation, à 20 km d’altitude, dans un espace de vol représentant un cube d’un km de côté.

La capacité et le rendement des batteries prédéfinissent, avec les équipements de télécommunications, l’essentiel de la charge utile de l’avion. Comme la production d’électricité le jour doit être en rapport avec la consommation de l’avion et des équipements électroniques sur 24 h, il est nécessaire de disposer d’une marge suffisante de cellules solaires, sachant que la ronde continue de l’avion oblige à ne présenter au soleil que moins de 40 % du total de ces cellules. La seconde difficulté majeure du système réside dans la montée et la descente en spirale, très consommatrice en énergie qui astreint à observer un grand rayon de courbure afin d’éviter le décrochage de l’aéronef, conçu avec des ailes très longues.

Plus d’une centaine de prototypes de ce genre ont été construits dans le monde au cours de ces vingt dernières années. Ne sont évoqués ici qu’un petit nombre d’entre eux.

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3.2 Études de faisabilité en cours

Dans le cadre du programme ERAST, la NASA avait commandé la réalisation de plusieurs prototypes d’avions HAPS à la société AeroVironment, ce qui a conduit aux prototypes Pathfinder (1981 à 1997), Pathfinder Plus (1998 à 2002), puis à Centurion (abandonné en 1998), suivi de Helios HP01 et HP03. Les recherches étaient motivées par le souci de mieux connaître les technologies de l’espace afin de mettre en place, pour une durée de 6 mois à un an, des satellites atmosphériques solaires (HAPS) destinés aux communications mobiles à 10 km d’altitude ou plus.

De Pathfinder à Centurion, puis à Helios, l’envergure des prototypes est passée de 36 à 63, puis 75 m. Le nombre de moteurs a varié respectivement de 6 à 14, puis à 10 et enfin le nombre de nacelles est passé de 2 à...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - CAZIN (P.) -   Drones.  -  Encyclopædia Universalis (2023).

  • (2) - HAIDER (S.A.) et al -   Coexistence of drones and terrestrial networks – AI-Based Energy Efficient UAVs-Assisted IoT data collection with resource optimization.  -  Dans IEEE Wireless Communications (2022).

  • (3) - LI (X.) et al -   Enabling 5G on the Ocean.  -  Dans IEEE Wireless Communications (2020).

  • (4) -   *  -  https://www.state.gov/artemis-accords/

  • (5) - RABITZ (F.) -   International Journal of the Commons.  -  Dans Les ressources spatiales et la politique de formation des régimes internationaux, vol. 17/1, p. 243-255 (2023).

  • (6) - LIEBERHERR (B.) -   L’Ordre international fondé sur des règles.  -  Dans Politique de Sécurité : analyses...

1 Sites Internet

Cailabs

https://www.cailabs.com/fr/

Climate Impulse

https://climateimpulse.org/en

Euro Airship

https://www.euroairship.com/

GDPRGeneral Data Protection Regulation

https://gdpr-info.eu/

GSMA

https://www.gsma.com/

HAPS Alliance

https://hapsalliance.org/

ISWATInternational Space Weather Actions Teams

https://iswat-cospar.org/

KEYSIGHT

https://www.keysight.com/us/en/home.html

Lyncean Group of San Diego – Dirigeables modernes

https://lynceans.org/

SYRTE – Laboratoire national d’essais Systèmes de référence du Temps et de l’Espace

https://syrte.obspm.fr/

TSTToulouse Space Team

https://www.toulouse-space-team.com

UIT-R – Catalogue des publications et recommandations de l’UIT-R

https://www.itu.int/

UNOOSAUnited Nations Office for Outer Space Affairs

https://www.unoosa.org/

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