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Leurs travaux ont donné à Galileo une précision unique : Laurent Lestarquit, José Ángel Ávila Rodríguez et leur équipe finalistes du Prix de l’inventeur européen 2017

26.04.2017

in Communiqués de presse

Laurent Lestarquit, José Ángel Ávila Rodríguez et leur équipe sont nommés dans la catégorie «Recherche» du prix de l'Office européen des brevets (OEB) pour avoir mis au point des signaux de radionavigation innovants
Leurs recherches ont permis de renforcer l'efficacité du système de navigation satellite (GNSS) européen Galileo en augmentant sa précision et en assurant son interopérabilité avec d'autres systèmes
Destiné à un usage civil, Galileo doit être lancé en 2020 et permettre à l'Europe de s'imposer sur le marché mondial de la navigation par satellite.
Benoît Battistelli, Président de l'OEB : « Les signaux développés par Laurent Lestarquit et son équipe sont un élément essentiel du système de navigation européen par satellite à la précision inédite ».

Munich, 26 avril 2017 - Le nombre de terminaux utilisant des informations issues de systèmes de navigation par satellite (GNSS) devrait quasiment doubler dans les prochaines années, passant de 4 à 7 milliards d'ici 2022. Les applications de ces systèmes sont toujours plus nombreuses et vont bien au-delà de la simple navigation ou du positionnement. Pour suivre cette évolution, l'Union européenne est en train de déployer Galileo, un GNSS de nouvelle génération, dont la précision unique repose sur les travaux de l'ingénieur français Laurent Lestarquit, de son collègue espagnol José Ángel Ávila Rodríguez et de leur équipe européenne. Grâce à leurs recherches, ils ont pu mettre au point des signaux spécifiques et techniques de modulation et d'étalement de spectre brevetées qui améliorent la précision de Galileo et assurent son interopérabilité avec les autres grands systèmes de navigation par satellite.

Pour cette invention remarquable, Laurent Lestarquit, José Ángel Ávila Rodríguez et leur équipe ont été nommés parmi les trois finalistes de la catégorie « Recherche » du Prix de l'inventeur européen 2017. Les lauréats de la 12^e édition de ce prix de l'innovation décerné chaque année par l'OEB seront annoncés lors d'une cérémonie à Venise, le 15 juin prochain.

« Les signaux développés par Laurent Lestarquit, José Ángel Ávila Rodríguez et leur équipe sont un élément essentiel de de la précision inédite de Galileo », a déclaré le Président de l'OEB, Benoît Battistelli, lors de l'annonce des finalistes du Prix de l'inventeur européen 2017. « Galileo devrait apporter des avantages significatifs à l'Europe en favorisant la croissance économique, en servant de base à d'importants développement technologiques et en améliorant la vie quotidienne de centaines de millions de personnes ».

Un système mondial aux applications universelles

Actuellement en phase de mise en place opérationnelle avec 18 satellites en orbite sur les 30 prévus, Galileo deviendra le troisième GNSS mondial après le Global Positioning System (GPS) américain et le GLObal NAvigation Satellite System (GLONASS) russe. Contrairement à ses deux prédécesseurs, Galileo n'a pas été développé par l'armée et la plupart de ses services sont destinés à un usage civil. Etant le GNSS le plus récent, il est aussi le plus avancé technologiquement et le plus performant. Certains de ses services et fonctions sont inédits chez ses concurrents : la position, par exemple, sera bien plus précise dans les hautes latitudes (un tel degré de précision n'est accordé actuellement par le GPS qu'à l'aviation civile). Par ailleurs, il offrira une toute nouvelle fonction de recherche et de sauvetage (« SAR » pour Search and Rescue) dotée d'une couverture mondiale qui permettra de mieux localiser les personnes en détresse pour permettre une intervention plus rapide des équipes de secours. En effet, les satellites Galileo peuvent capter les signaux de détresse émis par des balises transportées par des bateaux, des avions, ou même des personnes, et transmettre ensuite leur positionnement précis aux centres de secours.

Les domaines d'application de Galileo seront multiples : amélioration des capacités et de la sécurité des appareils de télécommunication mobile, aviation, transport maritime et routier ou encore logistique multimodale (pour un transport de marchandises plus efficace), gestion des villes intelligentes (pour un urbanisme plus efficace) ou encore agriculture. Les avancées récentes en matière de voiture autonome et le développement des « applis » basées sur la géolocalisation permettent déjà d'entrevoir les possibilités qu'offriront les GNSS à l'avenir.

Pour répondre à la demande croissante d'une géolocalisation plus précise, de nouveaux signaux devaient être conçus pour Galileo. En 2004, l'Union européenne et les États-Unis ont signé un accord permettant l'existence simultanée de Galileo et du GPS, mais le système européen s'est vu attribuer une assez petite gamme de fréquences, dont les contraintes représentaient un vrai défi pour l'équipe : « Dès le départ, nous voulions concevoir des signaux qui pourraient être opérationnels encore d'ici 20 ans », explique ainsi José Ángel Ávila Rodríguez. « Notre ambition était de développer un système de navigation qui pourrait être utilisé sur plusieurs décennies - et qui soit encore meilleur que le GPS ».

Une nouvelle forme d'ondes ouvre la porte à des possibilités inédites

L'un des nombreux défis rencontrés par l'équipe chargée de la conception et du développement du signal Galileo était d'augmenter sa précision tout en maintenant l'interopérabilité avec les signaux GPS actuels et à venir : « Nous devions aussi partager les mêmes fréquences de transmission sans causer d'interférences », indique ainsi Laurent Lestarquit. « Et [...] il y avait la performance du signal Galileo lui-même qu'il fallait garantir ».

Pour relever ces défis, une équipe réellement européenne a été créée, composée de Laurent Lestarquit et José Ángel Ávila Rodríguez, ainsi que du chercheur allemand Günter Hein, de l'ingénieur franco-belge Lionel Ries et d'un groupe dirigé par Jean-Luc Issler du Centre national d'études spatiales (CNES).

Pour assurer la compatibilité et l'interopérabilité (c'est-à-dire faire en sorte que les signaux Galileo n'interfèrent pas avec les signaux GPS ou GLONASS et que les récepteurs puissent capter ces trois types de signaux), l'équipe a ainsi eu l'idée de créer une nouvelle forme d'onde appelée onde composite CBOC. Celle-ci est composée d'une combinaison de deux sous-signaux, un signal à bande passante étroite compatible avec les récepteurs GNSS actuels, et un autre signal dont la bande passante est beaucoup plus large et servira pour les nouvelles générations de terminaux. « C'est un concept qui apporte beaucoup de flexibilité », explique José Ángel Ávila Rodríguez. « Les fabricants de récepteurs ont la liberté de choisir s'ils veulent utiliser seulement une partie du signal ou s'ils souhaitent utiliser le signal complet pour une précision démultipliée ». CBOC est émise sur la même bande de fréquence générale que GPS et GLONASS, afin d'assurer l'interopérabilité, sans pour autant causer d'interférences.

Un signal large bande pour une précision au centimètre près

Pendant ce temps, Laurent Lestarquit s'est attaché à améliorer la précision du signal et à trouver des solutions pour économiser l'énergie - précieuse - des satellites. Il a développé une modulation appelée Alt-BOC qui enveloppe 4 signaux en un signal large bande.

« Alt-BOC est le signal géodésique le plus large du monde, il est deux fois plus large que les signaux GPS ou GLONASS », explique Jean-Luc Issler. Cette largeur de signal permet un positionnement exact : les meilleurs récepteurs peuvent utiliser les deux composantes du signal pour obtenir une position d'une précision incomparable (de l'ordre de quelques centimètres).

Une couverture et une utilité mondiale

Galileo est un projet lancé par l'Union européenne, dont il est la propriété. Développé par l'Agence spatiale européenne (ASE), son objectif est d'offrir aux Européens un système de navigation satellite indépendant sous contrôle civil. Il doit permettre à l'Europe de gagner des parts sur le marché des GNSS, dont le chiffre d'affaires annuel est actuellement estimé à 175 milliards d'euros.

Les technologies GNSS développées pour Galileo entraînent d'ores-et-déjà de nouveaux revenus pour l'industrie. Notamment pour les fabricants de téléphones portables : en 2016, 17 fabricants de puces (représentant 95% de la production mondiale) avaient pris en compte le signal Galileo dans la conception de leurs produits. Ou encore pour les PME spécialistes de la navigation : en Bavière par exemple, 119 start-ups dont l'activité est en lien avec Galileo, ont généré un chiffre d'affaires annuel estimé à 130 millions d'euros.

Galileo devrait être pleinement opérationnel dès 2020. Au cours des 20 années suivantes, ses retombées économiques devraient atteindre les 90 milliards d'euros.

Un brillante équipe au service du signal satellite

Ancien élève de l'École polytechnique de Paris et diplômé de l'ISAE-SUPAERO, Laurent Lestarquit est l'inventeur de l'Alt-BOC et a participé à de nombreux projets dans le domaine de la navigation par satellite. Avec ses collègues Lionel Ries et Jean-Luc Issler, il a obtenu en France le Prix de l'Association aéronautique et astronautique.

José Ángel Ávila Rodríguez a obtenu son doctorat à l'Université de la Bundeswehr à Munich. Ayant obtenu de nombreuses distinctions pour son travail dans le domaine des GNSS, il est aujourd'hui ingénieur en chef du programme Evolutions du GNSS - Signal et Sécurité de l'Agence spatiale européenne.

Jean-Luc Issler a dirigé le département Techniques de Transmission et de Traitement du Signal du CNES. Depuis début 2017, il travaille à la sous-direction RadioFréquence du CNES en charge des coopérations techniques internationales. Il est auteur ou co-auteur d'une dizaine de brevets et a signé plus de 150 articles scientifiques dans son domaine.

Günter Hein est professeur émérite à l'Université de la Bundeswehr à Munich. Il a signé ou co-signé 300 publications scientifiques et il est le seul lauréat européen du Prix de l'institut américain de navigation Johannes Kepler.

Diplômé de l'École polytechnique de Bruxelles et de l'ISAE-SUPAERO, Lionel Ries est ingénieur au département Techniques de Transmission et de Traitement du Signal du CNES. Il est auteur ou co-auteur de 25 brevets et a signé près de 100 articles scientifiques, principalement sur le thème de la navigation satellite.

Ressources additionnelles

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Accéder aux brevets : EP1570287, EP1836778

L'invention dans l'espace

L'exploration spatiale est un domaine riche en innovations. Tout a commencé avec la NASA, puis la dynamique s'est accélérée lorsque d'autres pays et entreprises privées sont entrés sur le marché. Des produits tels que les aliments pour bébés, les couvertures de survie ou encore des technologies médicales (scanner ou IRM) sont issus de la conquête spatiale et font partie aujourd'hui de nos vies quotidiennes. Galileo et ses concurrents s'inscrivent dans cette tradition d'innovation. Ils sont la clé de voûte d'une industrie qui génère plusieurs milliards d'euros de chiffre d'affaires. En savoir plus sur les brevets et l'aérospatiale.