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Les
premières relations France / Etats-Unis
par
Jean-Pierre Houssin et Marcel Thué1 Ce texte a été présenté à un Colloque
organisé les 8 et 9 novembre 2005 par l’Institut français d’histoire de l’espace
et l’American Institute of Aeronautics and Astronautics, qui ont bien voulu
autoriser les Cahiers d’histoire des
télécommunications et de l’informatique à
le reproduire en avant-première de la publication des actes de ce Colloque Introduction Les relations des télécommunications civiles françaises avec les organismes américains chargés des télécommunications par satellite ont commencé vers 1960, à l'occasion de l'expérimentation de transmission transatlantique par satellite réflecteur (les ballons Echo) en 1960/61, puis, de façon plus significative, à l'occasion de programmes d'expérimentation par satellite actif (projets Telstar et Relay) organisés par la NASA en 1962/63. La participation française à ces programmes a bénéficié de la coopération des Bell Laboratories, laboratoires du Bell System et de l'American Telegraph and Telephon Company (AT&T). Elles se sont développées ensuite lors de l'exploitation de satellites de télécommunication, pour assurer les transmissions de voies téléphoniques et d'images de télévision entre les Etats-Unis et l 'Europe, après le lancement en 1965 du satellite Early Bird, dans le cadre de la création en 1964 de l'organisation Intelsat . Nous
allons évoquer d'abord la phase expérimentale, avant 1965, puis la phase
d'exploitation, préparée dès 1963, qui comportent de nombreux aspects
techniques mais aussi des considérations d 'ordre politique et industriel. La phase expérimentale (1960 – 1965) Réception de signaux réfléchis par le ballon Echo Dès 1957, Michel Reyssat, du département Détection électromagnétique du CNET, installe au fort d 'Issy-les-Moulineaux une station de réception des signaux provenant de satellites russes et américains. Peu après le lancement par la NASA, en août 1960, du satellite Echo 1, ballon métallisé de 30 mètres de diamètre à une altitude d'environ 1500 km, il put recevoir pendant plus d'une minute, avec une antenne fixe judicieusement pointée, des signaux émis par la station des Bell Labs à Holmdel (New Jersey) et réfléchis par Echo 1. La
direction du CNET, pressentant l'importance qu'allaient prendre les
télécommunications par satellite, décida d'effectuer une expérimentation plus
complète de réception des signaux réfléchis par Echo 1. Elle fit installer par
le Centre de recherche de la Compagnie générale
d'électricité (CGE), au Centre de radioastronomie de Nançay (Cher), une station
de réception fonctionnant au voisinage de 1 GHz, équipée d'une antenne
orientable de 10m de diamètre, placée au sommet d'une tour de 20 m de hauteur.
Le récepteur réalisé au laboratoire Hyperfréquence du département Transmission
du CNET, comportait un amplificateur paramétrique à très faible bruit. Grâce
aux données de pointage élaborées à partir des données d 'orbite fournies par
la NASA, il fut possible de recevoir, lors de deux passages les 8 et 9 décembre
1960, pendant une quinzaine de minutes, durée de la visibilité mutuelle, des
signaux émis à Holmdel et réfléchis sur Echo 1. Le bilan de puissance était
très défavorable et ne permettait pas de transmettre une quantité d'information
significative, mais l'opération permit d'acquérir une certaine expérience sur
la poursuite de satellites à défilement à partir des prévisions orbitales. Les projets d’expérimentation à l'aide de satellites
actifs. La NASA avait lancé un programme d'expérimentation à l'aide de satellites, appelés Relay, de masse compatible avec les possibilités des lanceurs disponibles à cette époque et comportant un répéteur transposant dans la bande des 4 GHz des signaux reçus dans la bande des 6 GHz. Ces bandes de fréquences avaient été proposées à l 'Union internationale des télécommunications (UIT) par les Etats-Unis, la France et le Royaume-Uni dès 1961. Le premier projet de réseau mondial de satellites de télécommunication avait été proposé par J.R. Pierce, des Bell Labs, dès 1955, avec des satellites géostationnaires. Les Bell Labs avaient entrepris l'étude et la réalisation pour 1962 d'un projet utilisant des satellites à défilement, baptisés Telstar. La NASA accepta de mettre à son programme le projet Telstar, au même titre que le projet Relay qu'elle gérait directement. Au début
de 1961, la NASA invita la France et le Royaume-Uni à participer aux projets Telstar
et Relay, le lancement des premiers satellites étant prévu pour l'été 1962. Au
nom des PTT français, Pierre Marzin, directeur du CNET, décida au printemps
1961 de participer à ces deux projets. Après sélection à l'été 1961, un site
convenable fut retenu, situé à proximité du village de Pleumeur-Bodou, non loin
des laboratoires du CNET installés à Lannion (Côtes d'Armor) : pas trop près
pour ne pas être gêné par les rayonnements parasites provenant des
laboratoires, mais pas trop loin pour bénéficier de l'assistance des ingénieurs
et techniciens des laboratoires. On décida d'y construire une station équipée
d'une grande antenne pointable avec précision, d'un récepteur à faible bruit et
d'un émetteur de puissance. Les
laboratoires du British Post Office décidèrent aussi de participer aux deux
projets et de construire une station à Goohilly Downs, près de Falmouth
(Cornouailles). La station de Pleumeur-Bodou N'ayant pas entrepris antérieurement d'études sur les éléments critiques du projet (antenne à grand gain et grande précision de pointage, récepteur à très faible bruit, émetteur à forte puissance) et les autres éléments étant analogues à ceux constituant les faisceaux hertziens, le CNET estima qu'il n'avait pas suffisamment de temps pour étudier et réaliser les matériels nécessaires au fonctionnement de la station expérimentale, et décida d'acheter à la société Western Electric, constructeur du groupe ATT, une station identique à celle construite pour les Bell Labs et située à Andover près de Bethel (Maine). En outre, le CNET demanda aux Bell Labs de lui apporter une assistance technique pour la construction et la mise en œuvre de la station de Pleumeur-Bodou Cette station comportait une grande antenne du type "cornet réflecteur", le cornet ayant une longueur de 50m et le réflecteur un diamètre de 30m. L'étage d'entrée du récepteur était un amplificateur quantique de type Maser et l'étage de sortie de l'émetteur un tube à ondes progressives de 2 kW. Les
Britanniques décidèrent de leur côté, avec l'aide des militaires et des
radioastronomes, de construire une station n'utilisant que du matériel
construit au Royaume-Uni. La préparation de l'expérimentation. La NASA constitua un "Comité des stations au sol" (Ground Stations Committee) comprenant des représentants américains (NASA, ATT, Bell Labs), britanniques (BPO) et français (CNET). Ce comité se réunit tous les mois pour examiner l'état d'avancement des satellites et des stations terriennes, d'abord à Washington, puis dans une ville proche d'une station en construction: Bethel, Falmouth ou Lannion . La construction et la mise au point de la station de Pleumeur-Bodou donnèrent lieu à une intense coopération avec les Bell Labs, avec qui le CNET avait déjà coopéré dans d'autres domaines (tels que la modulation par impulsions et codage). Des ingénieurs du CNET passèrent plusieurs mois aux Bell Labs, et des ingénieurs des Bell Labs vinrent passer plusieurs mois à Pleumeur-Bodou. Grâce à cette coopération, la station fut achevée en juin 1962 et prête à fonctionner au début de juillet 1962. Les relations avec la NASA étaient cordiales,
les Américains s'étant rendu compte que les Français mettaient tout en œuvre
pour être prêts à temps et assurer ainsi le succès de l'expérimentation. La première transmission transatlantique. Le premier satellite prêt, Telstar 1, fut lancé le 10 juillet 1962, et la première période de visibilité commune par la station américaine et les deux stations européennes avait lieu dans la nuit du 10 au 11 juillet. Dés que le satellite fut visible de Bretagne, une bonne image apparut sur les écrans de télévision de Pleumeur-Bodou, transmettant une discussion entre ingénieurs des Bell Labs, qui présentaient le satellite et les stations. Ceux-ci se réjouirent dès qu'ils apprirent - par téléphone - que les Français recevaient bien le signal émis depuis Andover, célébrant ainsi la première transmission transatlantique de télévision. Cette transmission qui dura un peu plus d'un quart d'heure, fut enregistrée, comme celle qui eut lieu lors du deuxième passage en visibilité commune, deux heures plus tard, et elle fut diffusée le 11 juillet sur les réseaux de télévision européens. Les
Britanniques ne purent pas recevoir d'images correctes lors du premier passage
(par suite d'un quiproquo sur le sens de la polarisation circulaire, qui n'est
pas défini de la même façon des deux côtés de l'Atlantique), mais ils reçurent
correctement les images provenant d 'Andover lors du deuxième passage. Les premières démonstrations (juillet 1962) Les transmissions de la première nuit avaient eu lieu dans le sens Etats-Unis vers Europe, celles de la nuit du 11 au 12 juillet ont été faites dans le sens Europe vers Etats-Unis, d'abord (3ème période) depuis la station britannique (pour compenser les ennuis de la première nuit), puis (4ème période) depuis Pleumeur Bodou, avec un programme destiné au grand public et retransmis sur de nombreuses chaînes américaines (incluant en particulier une prestation de Yves Montand alors très populaire aux Etats-Unis). Après
quelques transmissions unilatérales, furent expérimentées les transmissions
bilatérales. Les liaisons expérimentales
(1962 – 1965). Dés les premiers jours qui suivirent les démonstrations de transmissions d'images, un programme d'expérimentation préparé par les Américains des Bell Labs, les Anglais du Post Office et les Français du CNET a été mis en action.. Ce programme a notamment porté sur les possibilités d'acquisition, dés que le satellite Telstar entrait dans la zone d'action de chaque station, et ensuite de poursuite au cours de son déplacement. On a mesuré la puissance reçue au sol en provenance du satellite et sa variation en fonction de la puissance émise vers le satellite, le niveau de bruit, la largeur de bande, le décalage de fréquence dû à la variation de distance du satellite et bien d'autres paramètres. Certains tests étaient faits en boucle (la même station émettant vers le satellite et recevant du satellite) et d'autres en liaison entre deux stations. On a pu aussi vérifier que la qualité des images de télévision transmises était excellente, et par ailleurs observer l'effet très spectaculaire de la variation du temps de propagation sur une mire très détaillée de fac-similé. Après le lancement du premier satellite Relay de la NASA, intervenu le 13 décembre 1962, un programme d'expérimentation similaire a été conduit confortant les résultats obtenus avec le satellite Telstar. Les résultats des essais avec ces deux satellites
furent présentés au Comité des stations au sol par chacun des groupes
d'ingénieurs américains, anglais et français qui les avaient conduits. Ils ont
été comparés et on a pu constater qu'ils étaient très voisins de la théorie et
ont permis de conclure à la faisabilité et à l'utilité de liaisons à grande
distance utilisant des satellites, en particulier pour les liaisons
transocéaniques, tant pour la téléphonie que pour la télévision et les
transmissions de données. Dés juillet 1963, avec Syncom 2 et août 1964 avec Syncom
3 (le lancement de Syncom 1 ayant été un échec), la démonstration fut faite,
par les Américains de la NASA et du constructeur Hughes, de la possibilité de
mettre en orbite des satellites géostationnaires, en utilisant la technique
d'une injection du satellite sur une orbite de transfert très elliptique,
suivie de la mise en fonctionnement d'un moteur d'apogée équipant le satellite.
Il fut aussi montré que le satellite, ainsi placé sur une orbite équatoriale
circulaire à 36 000 kilomètres de la Terre, paraissant fixe par rapport à la
surface de la Terre, pouvait être maintenu dans cette position tout au long de
sa vie avec un peu d'énergie produite par éjection de gaz. Les Américains
démontrèrent aussi, grâce à ces satellites, que le temps de propagation des
ondes montantes puis descendantes jusqu'au satellite, de l'ordre de 300 ms,
n'était pas un handicap majeur pour la transmission de téléphonie, bien que
cela valut des débats animés dans les instances internationales.
Malheureusement, ces deux satellites n'étaient pas en visibilité de l'Europe et
nous dûment nous contenter de tests en laboratoire sur les effets du temps de
propagation. La phase d'exploitation (à partir de 1964/1965) La
faisabilité et l'intérêt technique des télécommunications par satellite ayant
ainsi été démontrés, il convenait de définir l'organisation dans chacun des
pays concernés et de mettre en place les moyens de concertation et de
coordination nécessaires. Création des organismes
d'exploitation et de réglementation aux Etats-Unis Dès le
mois d'août 1962, les Américains adoptaient le Satellite Act qui créait une entreprise privée indépendante, la Comsat,
chargée de définir, faire construire et exploiter les satellites, et d’exploiter
les stations terriennes nécessaires sur le territoire des Etats-Unis. Cette
société dont les actionnaires étaient les grandes sociétés exploitantes de
télécommunications, comme l'AT&T et l'ITT, a établi son siège à Washington
et s'est mise immédiatement au travail pour la définition des moyens techniques
nécessaires. Cela n 'empêcha pas l'AT&T, à qui appartenait la station
expérimentale d'Andover, de vouloir exploiter les stations terriennes.
Judicieusement, un accord pour quelques années fut établi entre la Comsat et l
' AT&T, prête à transformer la station d'Andover pour la rendre
opérationnelle. Création des organismes
d'exploitation et de réglementation en Europe A cette époque, les télécommunications en Europe étaient exploitées dans chacun des grands pays intéressés (Royaume-Uni, Allemagne, France) sous monopole par une administration. C'est donc logiquement celles-ci, qui avaient déjà participé aux expérimentations, qui s'organisèrent pour être présentes dans la commande et l'exploitation des satellites et dans la construction et l'exploitation des stations terriennes sur leur territoire. Seule l'Italie créa un peu plus tard une société spécialisée Telespatio sur le modèle de la Comsat américaine. Les
administrations des télécommunications qui se coordonnaient déjà au plan
européen au sein de la Conférence européenne des Postes et Télécommunications
(CEPT) établirent d'abord une concertation au sein de la Commission télécommunications,
qui créa rapidement un organe spécialisé le Comité européen des
télécommunications spatiales (CETS), interlocuteur des Américains. C'est ainsi
qu'à plusieurs reprises des ingénieurs anglais, allemands et français se
réunirent, au nom de la CEPT, avec les Américains pour établir les contacts,
recueillir les informations sur les développements envisagés et proposer des
orientations. Création des organismes d'exploitation et de réglementation
au plan mondial Dés 1963, les Américains proposèrent d'établir un organisme chargé de définir, financer et exploiter un système mondial unique de télécommunications par satellite, dont ils proposèrent que la Comsat soit l'organisme gestionnaire. La CEPT répondit favorablement, les Japonais, les Canadiens et les Australiens se joignirent à cette proposition et l'organisation internationale de télécommunications spatiales, Intelsat, vit le jour en août 1964, sous une forme provisoire prévue pour environ 6 ans, mais qui en fait dura près de 10 ans avant de prendre une forme définitive. Les discussions furent difficiles, en particulier pour la délégation française, car les Américains voulaient exclure du système mondial les systèmes domestiques, ce qu'ils obtinrent en fin de compte. Par la suite, notons que la France a bien profité de cette disposition avec ses satellites Télécom 1 et 2. En 1964, à sa création, l'organisation comptait 17 pays. Parallèlement
à cela, l'Union internationale des télécommunications (UIT), qui définit la
réglementation internationale en matière de télécommunications, s'organisa au
sein de son Comité consultatif international des radiocommunications (CCIR)
pour étudier, proposer et établir les normes de ce nouveau moyen et, par le
biais de conférences générales ou spécialisées, la réglementation
indispensable. C'est ainsi qu'une Conférence administrative extraordinaire des
radiocommunications (CAER) eut lieu en 1963, essentiellement pour définir les
bandes de fréquences utilisables et les contraintes techniques associées. Le projet Early Bird Comme
il a
été mentionné précédemment,
dés sa création la Comsat a préparé un
projet de
satellite d'exploitation, appelé Early Bird. Sentant qu'elle
chercherait à
imposer ce projet et n'étant pas en mesure de proposer un projet
alternatif,
les administrations anglaise, allemande et française, ainsi que
la CEPT,
prirent conscience de la nécessité de s'informer sur ce
projet, de l'étudier et
éventuellement de proposer des adaptations et de préparer
les stations à
fonctionner en liaison avec ce satellite. Sans
attendre la constitution d'Intelsat, un groupe européen prit ainsi connaissance
des caractéristiques du projet : un satellite comportant 2 répéteurs et permettant
d'établir, avec des stations terriennes de caractéristiques semblables à celles
d'Andover, une liaison bilatérale de 240 voies téléphoniques ou un programme de
télévision. Le satellite géostationnaire serait positionné au-dessus de
l'Atlantique à 24,5° ouest. Il s'avéra
rapidement que les caractéristiques techniques étaient figées, le satellite
étant déjà en construction chez Hughes, et que le seul choix encore possible
était celui des fréquences précises, toutefois dans les bandes définies par l'UIT,
moyennant cependant certaines contraintes techniques sévères. Cela fut l'objet
d'une réunion urgente à Washington des Américains avec les Anglais du Post Office
et les Français du CNET. Le satellite, qui prit alors le nom d'Intelsat 1, fut lancé avec succès en avril 1965 et une organisation d'exploitation spéciale fut mise en place. Le satellite ne pouvait fonctionner qu'entre deux stations situées de part et d'autre de l'Atlantique. Or, il y avait deux stations en Amérique, celle d'Andover exploitée par l'AT&T et une au Canada exploitée par l’entreprise privée Teleglobe. En Europe, il y avait trois stations, une à Goonhilly au Royaume-Uni, une en France à Pleumeur-Bodou et une en Allemagne à Raisting Il fut convenu que, en Amérique, une station serait opérationnelle et l'autre en secours, avec permutation chaque semaine, et que, en Europe, une station serait opérationnelle, une en secours et une en maintenance avec permutation chaque semaine sur un cycle de trois semaines. La liaison
téléphonique bilatérale était interrompue, lorsque l'on voulait transmettre un
programme de télévision. Les programmes Intelsat 2, 3 et 4. Les besoins en capacité et en zones couvertes s'accroissant fortement et plusieurs pays voulant construire des stations terriennes et participer au réseau, Intelsat décida de faire construire de nouveaux satellites. Ce furent d'abord, en 1967, les satellites Intelsat 2, placés sur l'Océan Pacifique au nombre de quatre, mais avec deux pertes, l'une au lancement et l'autre en orbite. Le programme Intelsat 3 connut son premier lancement en 1969. Huit satellites furent construits, mais trois furent perdus. Ce programme fut vraiment le début du système mondial, avec la mise au point de l'accès multiple en fréquence permettant à de nombreuses stations de fonctionner simultanément avec un même satellite et d'établir entre elles des liaisons bilatérales. Simultanément, des programmes de télévision pouvaient être transmis. Ce furent
ensuite les satellites Intelsat 4 de plus forte capacité, conçus en 1968 et mis
en orbite à partir de 1971. En 1973, lors de la ratification des accords
définitifs d'Intelsat, auxquels participaient 81 pays, il y avait 79 stations
terriennes dans le système, installées dans 48 pays. La commande des satellites de l'organisation Intelsat à partir des satellites Intelsat 3 a été faite par appel d'offre. Les propositions étaient établies par des consortiums d'entreprises du domaine aérospatial mondial. Cependant, à cette époque, les consortiums étaient toujours proposés sous maîtrise d'œuvre d'une société américaine . C'est ainsi que les satellites Intelsat 3 furent construits sous maîtrise d'œuvre de TRW et les satellites Intelsat 4 sous maîtrise d'œuvre de Hughes, avec la participation en sous-traitance dans les deux cas de nombreuses sociétés en particulier anglaises, françaises, allemandes, japonaises ou italiennes. On imagine
que, dans l'organe de direction d'Intelsat, le conseil des gouverneurs où
siégeaient les représentants des organismes exploitants des principaux pays, les
discussions de choix parmi ces offres étaient très animées et très difficiles.
Par leur poids financier prépondérant et avec l'avantage de fournir l'organe de
gestion à l'organisation, les représentants des Etats-Unis avaient un avantage
considérable. C'est aussi le conseil des gouverneurs qui décidait du choix des
lanceurs, le lanceur européen Ariane étant dans la compétition avec les
lanceurs américains, à partir des satellites Iintelsat 4. Conclusion A partir
des premiers développements des télécommunications par satellite, la
coopération entre la France et les Etats-Unis a été franche, loyale et
fructueuse. Par leur avance dans la recherche et le développement, par leur
capacité de construction des satellites et par leurs moyens de lancement, les
Etats-Unis tenaient un rôle prépondérant, mais pour les applications ils
avaient besoin d'une coopération étroite avec des pays d'autres continents,
principalement d'Europe. La France a su prendre la place qu'elle pouvait
ambitionner dans une coopération étroite aux plans technique, expérimental et
opérationnel, et un peu plus difficile au plan politique. Cette situation a été
profitable pour les deux pays et on ne peut que s'en féliciter. 1 Jean-Pierre Houssin
était directeur des Télécommunications spatiales à France Télécom et Marcel
Thué délégué aux Affaires internationales au CNET. |