Cette action concerne les programmes spatiaux d’étude et d’exploration de l’univers, ceux de la physique fondamentale et des sciences de la vie et de la matière ainsi que des activités relevant des sciences humaines et sociales. Elle a pour but de contribuer à l’avancement des connaissances scientifiques et de permettre de développer et de tester des technologies spatiales innovantes.

Les programmes financièrement les plus importants - par exemple, les missions GAIA (mesure ultrafine de la position, de la distance et du mouvement des étoiles), JUICE (doit être lancée en 2022 pour étudier les satellites naturels de Jupiter) ou PLATO (projet d’observatoire spatial pour la découverte et la caractérisation d'exoplanètes de type terrestre) - sont menés au sein de l’Agence spatiale européenne, essentiellement dans le cadre du programme scientifique obligatoire (auquel les États membres contribuent au prorata de leur produit national brut) : ce programme finance les missions après appel à propositions, les instruments embarqués constituant les apports en nature des États membres. La contribution française correspondante est portée par le Centre national d'études spatiales (CNES). Les ressources pour le développement puis l’exploitation des instruments français embarqués (contributions nationales en nature) proviennent à la fois du CNES et des établissements publics concernés, notamment les laboratoires spatiaux du CNRS et des Universités (IPGP, IAS d’Orsay, LMD, LATMOS, LESIA, LPC2E, LAS, etc).

En complément, le CNES mène des programmes nationaux ou en coopération bilatérale, comme par exemple l’atterrisseur robot MASCOT avec l'Institut spatial allemand (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt ou DLR), monté sur la sonde HAYABUSA-2 de l'Agence d'exploration aérospatiale japonaise (Japan Aerospace Exploration Agency ou JAXA), qui s’est posé sur l’astéroïde Ryugu en octobre 2018 ou la mission InSight (INterior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) de la NASA avec à son bord, le sismomètre français SEIS déposé à la surface de Mars en décembre 2018.

Dépenses de fonctionnement

Les dépenses de fonctionnement (71,909 M€) correspondent à la part de subvention pour charges de service public (SCSP) versée au CNES (catégorie 32) et fléchée sur des activités relatives à cette action.

NB : le CNES fait l’objet d’une présentation spécifique dans le volet « Opérateurs » du présent projet annuel de performance.

Dépenses d’intervention

Les dépenses d’intervention (190,266 M€) correspondent à la part de contribution française à l’ESA (catégorie 64) fléchée sur des activités relatives à cette action.

L’objet de cette action est de contribuer à l’avancement des connaissances scientifiques et de préparer, développer et tester des outils spatiaux destinés à des utilisations au service des politiques nationales et européennes. C’est ainsi qu’ont été lancées les filières de satellites météorologiques (avant leur transfert sous la responsabilité d'Eumetsat), des instruments ou des satellites d’observation de l’atmosphère – IASI-NG (Infrared Atmospheric Sounder Interferometer - New Generation - nouvel interféromètre de sondage dans l'infrarouge), Calipso (Cloud Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations est un satellite de télédétection de petite taille franco-américain), etc., les satellites « Spot » ou « Pléiades » d’observation optique, ou encore les satellites d’océanographie « Jason ».

Les activités concernées peuvent être menées dans le cadre d’un programme facultatif de l’ESA ou dans un cadre national ou bilatéral, comme pour les missions SWOT (Surface Water Ocean Topography ou mission de topographie des eaux de surface et des océans) avec la NASA ou CFOSAT (Chinese-French Oceanic SATellite - suivi des vents et des vagues à la surface des océans et amélioration de la modélisation des prévisions de la mer) avec la Chine lancées en octobre 2018, cas historiquement plus fréquent que pour l’action n° 1.

Le programme européen « Copernicus » de surveillance mondiale pour l’environnement et la sécurité, mené conjointement par l’Agence spatiale européenne et l’Union européenne, marque l’implication croissante de cette dernière dans ce domaine (7 satellites en orbite : 2 de chaque famille Sentinel 1, 2 et 3 et le précurseur Sentinel 5). En effet, en application du traité de Lisbonne qui confère à l'Union européenne une compétence pour le domaine spatial, celle-ci a désormais un rôle majeur dans la mise en œuvre de la stratégie spatiale européenne et le financement des grands programmes. La partie aval dite de « User Uptake » de Copernicus est en revanche déléguée à un consortium d’États membres, dont la France fait partie.

Une nouvelle thématique forte porte sur la compréhension et le suivi du changement climatique, pour lequel le spatial a intrinsèquement un apport majeur. Au-delà des contributions à des programmes dans un cadre de coopération bilatérale - projets Merlin (En 2021, le satellite franco-allemand Merlin (Methane Remote Sensing Lidar Mission) sera mis en orbite terrestre pour mesurer la concentration en méthane atmosphérique) et Microcarb (mesure des échanges de dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère de la Terre au-dessus de l'ensemble des régions du globe et plus particulièrement dans les zones mal couvertes par l'instrumentation terrestre) ou européen (future satelittes Sentinel de Copernicus), la France et le CNES ont pris depuis le « One Planet Summit » fin 2017 le leadership au niveau des agences spatiales sur cette thématique de par la proposition de développement d’un Space Climate Observatory afin de diffuser et tirer au mieux partie de la donnée spatiale au profit de cet enjeu sociétal. Les travaux ont été officiellement lancés en juin 2019 à la suite de la signature, au Bourget, de la déclaration conjointe d’intérêt par 25 agences spatiales et 4 organisations internationales.

Dépenses de fonctionnement

Les dépenses de fonctionnement (166,828 M€) correspondent à la part de subvention pour charges de service public (SCSP) versée au CNES (catégorie 32) et fléchée sur des activités relatives à cette action.

NB : le CNES fait l’objet d’une présentation spécifique dans le volet « Opérateurs » du présent projet annuel de performance.

Dépenses d’intervention

Les dépenses d’intervention (191,441 M€) correspondent à la part de contribution française à l’ESA (catégorie 64) fléchée sur des activités relatives à cette action.

Cette action concerne les programmes spatiaux de télécommunications et de navigation-localisation-synchronisation. Elle permet de préparer, développer et tester des technologies et des systèmes spatiaux destinés à des utilisations opérationnelles. Les domaines en question possèdent un caractère dual très affirmé, c’est-à-dire que les travaux de recherche menés dans ce cadre peuvent trouver des applications tant civiles que militaires. Ces projets sont également suivis par le programme 191 « Recherche duale (civile et militaire) » .

L’effort technologique entrepris permet également de renforcer la position de l’industrie française sur le principal marché spatial commercial viable aujourd’hui, à savoir celui des télécommunications qui est en pleine révolution au niveau des usages comme des technologies.

Les activités de télécommunications peuvent être conduites sous l’égide de l’ESA ou au niveau national : la principale activité en cours est le programme de développement des futures plates-formes géostationnaires tout électriques «Recherche duale (civile et militaire) », à forte capacité et cœur de gamme de l’industrie spatiale européenne télécom. Développées dans le cadre de ce programme, les filières de plates-formes Spacebus NEO et Eurostar-Neo ont déjà permis de réaliser la vente de 9 satellites de télécommunications par Thales Alenia Space et Airbus Defence and Space, dont le satellite Konnect VHTS commandé par Eutelsat et qui contribuera à réduire la fracture numérique sur l’hexagone. D’autres travaux de recherche et développement (R&D) concernant le développement de briques technologiques de charges utiles pour offrir plus de capacités, de flexibilité et un accès très haut débit à internet par satellite sont également en cours. Enfin, de nouvelles solutions pour l’internet des objets sont à l’étude comme la constellation de nanosatellites Kineis.

Le programme européen «GALILEO» de navigation-localisation-synchronisation, mené initialement conjointement par l’ESA et l’Union européenne, marque l’implication de cette dernière dans ce domaine. Depuis 2007, le programme « GALILEO» est ainsi intégralement financé par l’Union européenne. Des activités de recherche et technologie (R&T) sont toutefois encore menées sur financement national (par le CNES ou via l’ESA) pour préparer les futures générations de satellites (pré-étude NEMESIS). Suite au lancement de quatre satellites par Ariane 5 à l’été 2018, la constellation « GALILEO » compte désormais 26 satellites en orbite (22 opérationnels). « GALILEO » est complété par le programme « EGNOS » qui corrige et améliore la qualité des signaux des constellations de système de positionnement par satellite (Global Navigation Satellite System - GNSS). EGNOS  apporte une garantie d’intégrité et une précision de mesure suffisante pour autoriser l’usage de ces systèmes par l’aviation civile comme moyen exclusif. Le CNES, en leader d’un vaste consortium de partenaires européens sous contrat de la European GNSS Agency (GSA), assure un monitoring des performances de « GALILEO » et « EGNOS ». En outre, le CNES encourage l’usage de ces technologies par d’autres secteurs comme le ferroviaire ou les véhicules autonomes.

Dépenses de fonctionnement

Les dépenses de fonctionnement (30,657 M€) correspondent à la part de subvention pour charges de service public (SCSP) versée au CNES (catégorie 32) et fléchée sur des activités relatives à cette action.

NB : le CNES fait l’objet d’une présentation spécifique dans le volet « Opérateurs » du présent projet annuel de performance.

Dépenses d’intervention

Les dépenses d’intervention (149,500 M€) correspondent à la part de contribution française à l’ESA (catégorie 64) fléchée sur des activités relatives à cette action.

Cette action concerne les programmes de lanceurs spatiaux et des infrastructures associées (centre spatial guyanais - CSG). Elle a pour but de préparer, de développer et de qualifier les systèmes de lancement assurant à l’Europe l’autonomie d’accès à l’espace au meilleur coût pour les puissances publiques. La commercialisation des services de lancement est assurée par Arianespace.

Les développements et les qualifications des lanceurs « Ariane » et « Vega », ainsi que l’implantation du lanceur russe « Soyouz » au CSG, ont été ou sont menés sous l’égide de l’ESA, en équipe intégrée avec celles du CNES.

L’enjeu actuel est de développer Ariane 6 et son nouveau pas de tir au CSG, qui succédera à Ariane 5 ECA, conformément à la décision du Conseil ministériel de l’ESA de novembre 2012. Grâce à sa conception et à l’organisation industrielle mise en place, ce nouveau lanceur permettra à l’Europe de disposer d’un lanceur plus compétitif qu’Ariane 5 et mieux adapté à l’évolution des missions. La production des premiers lanceurs a été lancée début 2019 après que l’ESA ait adopté une résolution portant à 7 le nombre de lancements institutionnels pendant la phase de transition Ariane 5 / Ariane 6. Le 1^er vol Ariane 6 est prévu en octobre 2020 (embarquant des satellites de la constellation OneWeb). Une montée en cadence rapide est ensuite envisagée jusqu’à la fin de la transition Ariane 5 / Ariane 6 en 2023. Pendant cette phase de transition, un autre enjeu est de maintenir l'attractivité commerciale et le bon déroulement des opérations de lancement du lanceur Ariane 5.

Des évolutions du lanceur Vega (Vega-C et Vega-E), plus puissantes, ont également été décidées au niveau de l’ESA. En parallèle, des activités de préparation du futur sont menées (développement du moteur Prometheus, avant-projet de démonstrateur Callisto, etc.).

Dépenses de fonctionnement

Les dépenses de fonctionnement (140,662 M€) correspondent à la part de subvention pour charges de service public (SCSP) versée au CNES (catégorie 32) et fléchée sur des activités relatives à cette action.

NB : le CNES fait l’objet d’une présentation spécifique dans le volet « Opérateurs » du présent projet annuel de performance.

Dépenses d’intervention

Les dépenses d’intervention (643,289 M€) correspondent à la part de contribution française à l’ESA (catégorie 64) fléchée sur des activités relatives à cette action.

Cette action concerne :

- la station spatiale internationale (ISS) ;

- la conception, le développement de plates-formes de mini et de micro-satellites (à ce jour, les filières « Proteus », « Myriades » et « Myriade Evolution »), jusqu’à des nanosatellites utilisés en particulier pour des démonstrateurs en vols comme la mission ANGELS ;

- la conception, le développement et la mise en œuvre de ballons atmosphériques destinés à emporter des expériences d’astrophysique ou d’observation du système Terre-atmosphère. Plusieurs campagnes sont en cours ou prévues en 2019 (campagnes Stratosciences et PILOT (mesure de l'émission polarisée submillimétrique des poussières interstellaires) à Timmins (Canada), campagne de vols Ballon Léger Dilatable (BLD) depuis Aire sur l’Adour). Les travaux de développement de Stratéole 2 (mesures en zone tropicale) se poursuivent, avec une campagne de validation en vol des nouveaux systèmes d’ici fin 2019 ;

- les activités de recherche concernant les technologies génériques qui doivent permettre d’améliorer les performances des satellites en termes de fiabilité, de puissance disponible, de masse embarquée, de contrôle d’altitude et d’orbite, de stockage et de transmission de données ou de capacités de calcul, sans oublier les performances des charges utiles.

Hormis la station spatiale internationale, qui est un programme international auquel la France contribue principalement au travers de l’ESA, les travaux sont menés essentiellement dans un cadre national.

Dépenses de fonctionnement

Les dépenses de fonctionnement (120,224 M€) correspondent à la part de subvention pour charges de service public (SCSP) versée au CNES (catégorie 32) et fléchée sur des activités relatives à cette action.

NB : le CNES fait l’objet d’une présentation spécifique dans le volet « Opérateurs » du présent projet annuel de performance.

Dépenses d’intervention

Les dépenses d’intervention (182,131 M€) correspondent à la part de contribution française à l’ESA (catégorie 64) fléchée sur des activités relatives à cette action.

Cette action porte sur le fonctionnement général du CNES et les investissements associés.

Dépenses de fonctionnement

Les dépenses de fonctionnement (51,274 M€) correspondent à la part de subvention pour charges de service public (SCSP) versée au CNES (catégorie 32) et fléchée sur des activités relatives à cette action.

NB : le CNES fait l’objet d’une présentation spécifique dans le volet « Opérateurs » du présent projet annuel de performance.

Dépenses d’intervention

Les dépenses d’intervention (44,380 M€) correspondent à la part de contribution française à l’ESA (catégorie 64) fléchée sur des activités relatives à cette action.

Cette action concerne la contribution française aux programmes de satellites météorologiques développés par l’Organisation européenne pour l'exploitation des satellites météorologiques (EUMETSAT). Ces opérations d’investissement lourdes sont ainsi partagées entre les 30 États membres, dont la France qui est représentée au Conseil par Météo-France. Les moyens mis en place sont coordonnés à l’échelle mondiale, principalement avec nos partenaires américains et japonais, ce qui permet d’avoir accès aux données recueillies par leurs satellites.

Deux familles de satellites sont concernées :

• les METEOSAT (géostationnaires) : Meteosat Second Génération (MSG) et Meteosat Third Generation (MTG) dont le premier devrait être lancé fin 2021 ;

• les METOP (satellites polaires européens en orbite basse) : Eumetsat Polar System (EPS) et Eumetsat Polar System Second Generation (EPS-SG). EPS est en phase d’exploitation, le dernier satellite Metop-C ayant être lancé fin 2018. Le programme EPS-SG est en phase de développement, avec un premier lancement prévu fin 2022.

Toutes deux font l’objet de développements délégués par EUMETSAT à l’ESA, la production et les opérations étant ensuite réalisées par EUMETSAT.

Les États contribuent au prorata de leur produit national brut (PNB), il n’y a pas de retour géographique contrairement à l’ESA. Les industriels français sont particulièrement bien placés sur les nouvelles générations de satellites en cours de développement : MTG et METOP-SG. Fruit d’un accord avec EUMETSAT, le CNES exerce par ailleurs la maîtrise d’ouvrage du sondeur atmosphérique IASI-NG au profit de ce dernier programme.

S’ajoutent à cela quelques programmes facultatifs, tels que Jason 2 et JASON-CS (satellite océanographique altimétrique), en coopération entre Eumetsat, ESA et l’Union européenne.

Les dépenses d’intervention (51,061 M€) correspondent à la part de contribution française à EUMETSAT (catégorie 64) financée par le ministère de l'enseignement supérieur, de la recherche et de l'innovation. Cette contribution est versée par le biais de Météo-France qui y apporte un complément financier.

A noter : la contribution française totale à EUMETSAT est constituée par le versement du ministère de la recherche et de l’enseignement supérieur (P193) ainsi qu’un versement de Météo-France de 2,8M€/an porté par le programme 159 « Expertise, information géographique et météorologie »,