Résumé :
Sceye, une société américaine de plates-formes à haute altitude, a récemment réalisé un test de communication révolutionnaire. Un dirigeable sans pilote à haute altitude a décollé du Nouveau-Mexique, aux États-Unis, a traversé le Pacifique jusqu'au Japon et a fourni des services de communication mobile aux smartphones ordinaires dans la stratosphère, à environ 16,5 à 17 kilomètres au-dessus du sol. Pendant le test, les utilisateurs peuvent envoyer des messages texte, passer des appels, accéder à Internet et regarder des vidéos via cette « station de base aérienne » située à 10 000 mètres au-dessus du sol sans changer de téléphone portable ni installer de matériel spécial.
La mission, appelée Service Test 1 (ST1), a décollé près de Roswell, au Nouveau-Mexique, le 9 août. Le dirigeable est arrivé au Japon 13 jours plus tard, a opéré dans l'espace aérien japonais pendant plus de 7 jours, puis est retourné aux États-Unis. L’ensemble du trajet aller-retour faisait près de 30 000 kilomètres. Sceye a déclaré que cette mission est la première fois que l'entreprise entre en Asie pour effectuer de véritables tests de communication, et qu'elle constitue également une étape importante dans la promotion de la commercialisation du système de plate-forme à haute altitude (HAPS).
Sceye n'utilise pas un avion au sens traditionnel du terme, mais un dirigeable sans pilote qui dépend de la flottabilité pour décoller. Il est équipé d'un système de communication appelé SceyeCELL, qui équivaut à une station de base de communication mobile placée dans la stratosphère. Le dirigeable est alimenté par l'énergie solaire et des batteries, peut rester longtemps dans la stratosphère et former une zone de couverture de communication contrôlable avec le sol via un réseau d'antennes.
Dans ce test japonais, SceyeCELL a fourni des services aux téléphones mobiles ordinaires via le réseau de communication mobile principal de la société japonaise SoftBank. Les testeurs ont utilisé des téléphones mobiles non modifiés pour envoyer des messages texte, des appels vocaux, accéder à Internet et lire des vidéos. Les scènes de test incluaient non seulement l’extérieur, mais également sous les arbres et dans des environnements intérieurs. Cela signifie que du point de vue de l'équipement terminal, les utilisateurs n'ont pas besoin d'acheter ce que l'on appelle des « téléphones mobiles par satellite » ou des terminaux de communication supplémentaires.
Sceye a déclaré que lors du test, le dirigeable a volé à une altitude d'environ 16,5 à 17 kilomètres, ce qui équivaut à 54 000 à 56 000 pieds, ce qui est bien plus élevé que l'altitude de croisière de la plupart des avions de l'aviation civile. Le dirigeable est capable de maintenir une position relativement stable dans une zone désignée, avec un rayon de séjour minimum d'environ 5 kilomètres pendant le test.
Cette technologie est appelée HAPS, ou High Altitude Platform System. Il se situe entre les réseaux de communication terrestres traditionnels et les communications par satellite. Les stations de base au sol présentent les avantages d'une grande capacité et d'une faible latence, mais dans les zones à population clairsemée, au terrain complexe ou aux coûts de construction d'infrastructures élevés, il n'est pas économique d'installer un grand nombre de stations de base ; les satellites peuvent couvrir une zone très large, mais sont très éloignés du sol, ce qui entraîne des limites en termes de capacité, de latence et de consommation électrique des terminaux.
Sceye espère utiliser sa situation stratosphérique pour combler le fossé entre ces deux méthodes de communication. La société estime qu’une plate-forme Sceye HAPS entièrement déployée peut couvrir une zone équivalente à environ 500 stations de base au sol. Cependant, Sceye a souligné que ce nombre représente la couverture, et non la capacité du réseau, et ne peut pas non plus être compris comme le nombre d'utilisateurs qu'un dirigeable peut accueillir 500 stations de base en même temps. La capacité réelle du réseau est toujours affectée par des facteurs tels que le spectre disponible, les liaisons de liaison et le nombre d'utilisateurs en ligne simultanés.
Il y a un autre détail technique qui mérite une attention particulière dans ce test, à savoir que Sceye a non seulement envoyé l'antenne de communication dans la stratosphère, mais a également placé une partie du « cœur » du réseau de communication mobile et des serveurs sur le dirigeable.
Avec les méthodes de communication traditionnelles, les données des téléphones mobiles doivent généralement transiter par un réseau sans fil, puis être connectées à un centre de données distant ou à un serveur Internet via un réseau terrestre. Dans ce test, Sceye et SoftBank ont déployé des serveurs et certaines fonctions de base du réseau mobile directement sur le dirigeable, afin que les données puissent être partiellement traitées sur la plate-forme à haute altitude, puis renvoyées directement sur le téléphone mobile de l'utilisateur.
Les données publiées par Sceye montrent que cette méthode de calcul de pointe atteint un temps de réponse moyen de 68 millisecondes. Par rapport au traitement via une infrastructure Internet distante, le délai est réduit de plus de 40 %. La société estime que cette approche est particulièrement intéressante pour les applications futures telles que l’informatique IA, les communications en temps réel et les drones.
Cette mission a également testé les communications d'alerte en cas de catastrophe et les capacités de communication des drones. Sceye estime que les HAPS peuvent non seulement compléter les réseaux de communication mobiles conventionnels, mais également fournir rapidement une couverture de communication temporaire lorsque les tremblements de terre, les inondations, les incendies de forêt et autres catastrophes endommagent les infrastructures de communication au sol.
Par rapport aux satellites traditionnels, Sceye espère que le HAPS deviendra une « couche intermédiaire » plus proche du sol. L'objectif à long terme de l'entreprise est de former un réseau de communication tridimensionnel avec des stations de base au sol, des plates-formes stratosphériques et des satellites. Dans le cadre de cette architecture, le réseau terrestre est principalement responsable des zones à forte densité de population, le HAPS est responsable des zones où il est difficile de construire des stations de base au sol mais où il y a encore de nombreux utilisateurs, et les satellites continuent d'assumer la tâche de couverture des zones à très grande portée et extrêmement isolées.
Ce test a également permis de réaliser pour la première fois des expériences liées à la communication laser. La SoftBank japonaise, l'Université Hitotsubashi et l'Institut national de recherche polaire du Japon tirent des impulsions laser sur le dirigeable. Le dirigeable transporte un réflecteur conçu par l'institut de recherche et continue de renvoyer la lumière réfléchie vers le sol. Les chercheurs espèrent utiliser ces données pour étudier plus en détail comment les plates-formes stratosphériques et les satellites pourraient être connectés via des liaisons optiques à l’avenir.
Si les HAPS peuvent à l'avenir être connectés aux satellites via des lasers, les données pourront être transmises à grande vitesse entre les satellites et les plates-formes stratosphériques, puis directement envoyées depuis des dirigeables plus proches du sol vers des téléphones mobiles ordinaires. Sceye envisage d'utiliser des lasers pour la transmission de données à grande vitesse lorsque le temps est clair, et de passer aux liaisons radio lorsque des conditions météorologiques telles que la couverture nuageuse affectent les communications optiques.
Bien entendu, Sceye n'est pas la seule entreprise à développer la technologie de communication HAPS. AALTO, une filiale d'Airbus, développe le drone à haute altitude électro-solaire Zephyr, AeroVironment et SoftBank développent également la plate-forme à ailes volantes à énergie solaire Sunglider, et la société britannique Stratospheric Platforms teste une plate-forme à haute altitude alimentée à l'hydrogène.
Le principal avantage de Sceye dans l'utilisation d'une structure de dirigeable est sa capacité de charge. Comparés aux drones à haute altitude qui s’appuient sur leurs ailes pour générer de la portance, les dirigeables flottants peuvent théoriquement transporter des réseaux d’antennes plus grands et plus d’équipements de communication. Sceye espère donc transformer les dirigeables à haute altitude en une infrastructure de communication capable de rester longtemps et de couvrir une vaste zone.
Actuellement, Sceye n'a pas annoncé les tarifs spécifiques, la couverture et la capacité d'utilisation du service commercial final, ni donné une comparaison complète des coûts avec les services Internet par satellite existants tels que Starlink. Cependant, SoftBank a déclaré qu'elle espérait promouvoir progressivement les services commerciaux HAPS au Japon à partir de 2027.
Si la commercialisation ultérieure peut se dérouler sans problème, les utilisateurs n'auront peut-être plus besoin de savoir s'ils sont connectés à une station de base au sol, à un satellite ou à un dirigeable stratosphérique à l'avenir. Les téléphones portables utilisent encore des méthodes de communication cellulaires ordinaires, et dans les zones où les stations de base traditionnelles sont difficiles à couvrir, un dirigeable sans pilote à plus de dix kilomètres au-dessus du sol peut devenir une « station de base aérienne » temporaire ou à long terme.
Du point de vue du développement des infrastructures de communication, la véritable signification des HAPS n'est pas de remplacer les stations de base au sol ou les satellites, mais d'ajouter une nouvelle couche de réseau entre le sol et l'espace. Pour les zones reculées, les routes maritimes, les zones sinistrées et les zones qui doivent rétablir rapidement les communications, ce type de plate-forme de communication qui peut rester longtemps dans la stratosphère tout en desservant directement les téléphones mobiles ordinaires pourrait devenir une partie importante des futurs réseaux non terrestres.
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