Que ce soit quelque part en montagne, en pleine mer ou à la suite d'une catastrophe naturelle, le réseau mobile disparaît soudainement. Jusqu'à présent, le smartphone devenait alors pratiquement inutilisable. Cela pourrait bien changer. Plusieurs entreprises mettent en place des réseaux satellitaires auxquels les téléphones portables grand public devraient pouvoir se connecter directement. Cette technologie, appelée « Direct-to-Cell » ou, plus généralement, « Direct-to-Device », délocalise une partie du réseau mobile dans l'espace.
Le principe semble simple : au lieu de communiquer avec une antenne de téléphonie mobile située à proximité, le smartphone communique avec un satellite en orbite terrestre basse, appelé satellite LEO. Celui-ci achemine la connexion vers le réseau habituel via une station au sol. Pour cela, ni antenne parabolique ni téléphone satellite spécial ne seraient nécessaires.
Sur le plan technique, ce projet est toutefois tout sauf anodin. « Les grandes antennes actives à réseau phasé installées sur les satellites LEO constituent une technologie clé », explique Hua Wang, professeur d’électronique à l’ETH Zurich. Ces réseaux d’antennes se composent d’un très grand nombre d’éléments individuels dont les signaux peuvent être regroupés électroniquement et orientés de manière ciblée. C’est la seule façon pour le satellite de capter et d’atteindre un smartphone classique sur Terre.
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Avec le Direct-to-Cell, un téléphone portable ordinaire se connecte directement à un satellite en orbite terrestre basse. La grande distance constitue le principal défi technique.
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En effet, le principal problème de la technologie « Direct-to-Cell » réside dans la distance. Selon M. Wang, une cellule de téléphonie mobile typique sur Terre a une portée d’environ un kilomètre. Or, un satellite LEO orbite généralement à environ 500 kilomètres au-dessus de la Terre ; s’il ne se trouve pas directement au-dessus de l’utilisateur ou de l’utilisatrice, la distance de transmission peut atteindre près de 1 000 kilomètres. Le signal doit donc parcourir une distance 500 à 1 000 fois plus longue. « Cela entraîne une atténuation du signal de plus de 150 décibels : il arrive au satellite un billion de fois plus faible qu’il n’était lorsqu’il a été émis par le téléphone portable », explique Wang.
Comme un téléphone portable émet généralement entre 200 et 500 milliwatts, la puissance qui parvient au satellite après ce long trajet est inférieure à un femtowatt. « Le défi consiste à filtrer ce minuscule signal radio du bruit de fond », précise Wang. Augmenter la puissance d’émission du smartphone n’est pas la solution – après tout, l’utilisation d’un appareil ordinaire est justement le principe même de cette technologie. Ainsi, selon M. Wang, c’est avant tout le satellite qui doit gagner en puissance.
Les possibilités restent encore limitées. Jusqu’à présent, les smartphones ne permettaient de transmettre que de faibles débits de données vers les satellites LEO, explique Adrian Perrig, professeur de sécurité des réseaux à l’ETH Zurich. De plus, les débits de données pourraient être fortement affectés par les conditions météorologiques, par exemple en cas de violents orages. Néanmoins, la technologie « Direct-to-Cell » est bien plus qu’une simple utopie lointaine. Le réseau de satellites Starlink, exploité par la société spatiale américaine SpaceX, a déjà mis en orbite basse plus de 650 satellites équipés pour la technologie mobile. En collaboration avec des opérateurs de téléphonie mobile locaux, SpaceX propose déjà des services de ce type dans des pays comme les États-Unis ou la Nouvelle-Zélande.
Ces services sont pour l'instant encore limités à des applications nécessitant peu de données, telles que les communications d'urgence et les SMS. Mais Hua Wang s'attend à des progrès rapides. À l’avenir, il estime que des communications vocales à part entière et, dans une mesure limitée, des connexions haut débit seront possibles si les antennes à réseau phasé deviennent encore plus grandes et plus performantes. Sur le plan organisationnel également, les préparatifs battent leur plein : l’organisme international de normalisation des communications mobiles 3GPP a déjà intégré les réseaux non terrestres dans la norme 5G.
En Suisse, Starlink collabore avec l’opérateur de téléphonie mobile Salt. En juillet 2025, Salt a mené à bien, à Interlaken, le premier test en Europe au cours duquel un SMS a été envoyé directement via un satellite Starlink vers un smartphone 4G classique. Il n'existe toutefois pas encore d'autorisations des autorités compétentes pour une exploitation commerciale.
Communiquerons-nous à l’avenir exclusivement par satellite ? Hua Wang n’y croit pas. Selon lui, différents systèmes coexisteront plutôt à l’avenir : des cellules radio classiques au sol, la technologie « Direct-to-Cell » via des satellites LEO et éventuellement des plateformes volant à haute altitude telles que des drones ou des ballons. La technologie « Direct-to-Cell » pourrait d'une part combler les zones non couvertes dans les régions isolées et montagneuses, en mer ou dans les airs, et d'autre part prendre le relais lorsque les réseaux mobiles tombent en panne en raison d'intempéries, de catastrophes naturelles, de coupures de courant ou de surcharges.
Ces nouvelles voies de communication via l'espace soulèvent toutefois des questions de sécurité. « Les liaisons par satellite sont beaucoup plus faciles à intercepter, car n’importe qui muni d’une antenne peut suivre le signal », explique Adrian Perrig. Cela ne signifie pas automatiquement qu’un intercepteur puisse également déchiffrer le contenu d’une communication cryptée. Mais un cryptage et une authentification sécurisés deviendront particulièrement importants pour ce type de réseaux.
Hua Wang identifie d’autres points faibles. « Contrairement à une station de base au sol, les satellites ne peuvent pas être facilement localisés, inspectés et réparés », fait-il remarquer. Leurs signaux radio, déjà faibles, peuvent en outre être perturbés par des brouilleurs. Une question encore plus fondamentale se pose : qui contrôle l’infrastructure et les voies de communication ? Un satellite LEO se déplace autour de la Terre à environ 7,5 kilomètres par seconde et peut franchir plusieurs frontières nationales en quelques minutes. Le smartphone, le satellite, la station au sol et le réseau mobile utilisés pour établir une connexion peuvent appartenir à différentes entreprises et se trouver dans différents pays. Cela soulève des questions relatives à la protection des données, à la souveraineté des données, à la réglementation et à la juridiction.
À cela s’ajoute le fait que les flottes de satellites actuelles sont principalement exploitées par de grandes entreprises non européennes. «Une dépendance vis-à-vis de Starlink, par exemple, pourrait poser un problème de souveraineté en matière de communication de données», explique Adrian Perrig. Hua Wang plaide lui aussi en faveur de la mise en place d’une infrastructure de communication spatiale contrôlée en Europe – ou mieux encore, développée et fabriquée ici.
Il y voit également une opportunité pour la Suisse. Il ne serait guère judicieux de vouloir mettre en place ici même une constellation mondiale de satellites. Il serait bien plus prometteur de fournir les technologies clés nécessaires à cet effet. Les futurs satellites « Direct-to-Cell » nécessiteront des réseaux d’antennes actives comptant des milliers de canaux, une électronique haute fréquence performante, des circuits intégrés, la photonique, une fabrication de précision et des communications sécurisées – autant de domaines dans lesquels les hautes écoles et les entreprises suisses disposent d’excellentes compétences.
| Rôle | Titre + Nom |
|---|---|
| Texte par | Simon Koechlin |
| Expertise | Adrian Perrig, Hua Wang |
