Les rentrées atmosphériques de satellites modifient la composition de la haute atmosphère. Elles libèrent des métaux et des particules dans la stratosphère, et pour certains éléments ces apports dépassent désormais les sources naturelles. Le constat vient d’un livre blanc scientifique européen publié sous l’égide du Comité européen des sciences spatiales (ESSC), qui réunit une cinquantaine de chercheurs européens et américains. Le texte appelle à évaluer rapidement les risques de ces apports pour l’ozone et le climat terrestre.
La forte hausse des lancements spatiaux
Il y a dix ans, le monde lançait moins de 300 satellites par an. Depuis 2015, ce chiffre a été multiplié par dix et a dépassé 2 800 lancements en 2025, sans baisse annoncée. Plus il y a de lancements, plus les retombées dans l’atmosphère posent problème, en particulier à cause des substances chimiques en jeu.
Les couches touchées sont surtout la stratosphère, entre 12 et 50 kilomètres d’altitude, là où se situe la couche d’ozone, et, dans une moindre mesure, la mésosphère. La campagne aéroportée SABRE de 2023 a relevé que 10 % des particules collectées à 19 km d’altitude provenaient de l’ablation de satellites. Parmi les éléments identifiés figuraient l’aluminium, le cuivre, le plomb et le lithium.
Que font les débris spatiaux à notre atmosphère ?
L’analyse de métaux comme le niobium et l’hafnium permet de tracer l’origine spatiale des particules. Les apports humains d’aluminium, de cuivre, de plomb et de lithium dépassent maintenant ceux d’origine météoritique. En 2024, la masse de matériaux d’origine humaine atteignait 20 à 40 % des apports cosmiques naturels.
Les effets se cumulent. Les particules offrent des surfaces sur lesquelles se produisent des réactions avec les espèces halogénées, ce qui libère des radicaux destructeurs d’ozone. Les nuages stratosphériques polaires qui se forment autour de ces particules accélèrent aussi la dégradation de la couche d’ozone. La suie émise pendant les lancements peut modifier l’effet climatique de la stratosphère, et les métaux lourds déposés aux hautes latitudes risquent de gagner les écosystèmes.
Règles et pistes pour la suite
La réglementation a changé : les satellites doivent désormais être désorbités en moins de cinq ans, contre vingt-cinq ans auparavant. Cette règle a pourtant fait grimper l’ablation, c’est-à-dire la combustion dans l’atmosphère. La sécurité orbitale et les émissions atmosphériques tirent ainsi dans des directions opposées. Le groupe de travail AIRL (Atmospheric Impacts of Re-entry and Launch), créé par l’ESA et l’ESSC en novembre 2023, a lancé le programme SPHERE, un projet de recherche de 24 mois destiné à modéliser ces effets.
Une autre piste consiste à récupérer les satellites au lieu de les brûler, avec des technologies déjà disponibles comme les boucliers thermiques radiatifs et les décélérateurs aérodynamiques gonflables. La récupération limite les émissions et permet de réutiliser des matières premières comme l’aluminium et le lithium.
La pollution humaine de la haute atmosphère progresse vite. En février 2025, la désintégration de l’étage supérieur d’un Falcon 9, suivie par Robin Wing et son équipe, a fourni la première preuve de l’empreinte chimique de ce type de débris. Des fragments, dont un morceau de 2,5 kg tombé dans une ferme de la Saskatchewan, montrent le risque que représentent ces débris spatiaux.
