Brevet FR2976918A1 — publié le 20121228

DETECTION DE DEBRIS SPATIAUX La présente invention concerne un dispositif et un procédé de détection de débris spatiaux. La détection des débris spatiaux est un enjeu important, notamment pour les satellites artificiels qui sont placés en orbite autour de la Terre. En effet, l'activité humaine dans l'espace a produit de très nombreux débris solides, qui restent en orbite autour de la Terre et sont susceptibles d'entrer en collision avec un satellite, et de l'endommager. La détection d'un débris qui se rapproche du satellite, puis l'identification de sa trajectoire pour déterminer si une manceuvre d'évitement io est nécessaire, est rendue difficile notamment à cause de : - la variété de taille des débris, de moins de 1 cm (centimètre) à plus de 10 cm; - leurs vitesses, qui peuvent dépasser 10 km/s (kilomètre par seconde) ; - la variété de leurs trajectoires ; 15 - la variété de leurs formes ; et - la variété de leurs aspects. Pour ces raisons notamment, il n'est pas possible d'éclairer les débris avec une source de lumière qui serait embarquée à bord du satellite, pour augmenter la sensibilité du procédé qui est mis en oeuvre pour détecter ces 20 débris. En outre, le domaine spatial à l'intérieur duquel la présence de débris doit être observée est couramment très grand. Par exemple, ce domaine d'observation peut être approximativement une couche sphérique de 100 km d'épaisseur à une altitude de 800 km au dessus du sol terrestre. 25 Pour ces raisons, il est nécessaire qu'un dispositif de détection de débris spatiaux soit efficace à l'intérieur d'un champ d'observation instantané qui soit large, et avec une fréquence de séquence de détection qui soit élevée. 2976918 -2- Or de telles conditions d'imagerie aboutissent à un débit considérable de données d'images, dont le traitement par les méthodes usuelles n'est pas compatible avec la contrainte de surveillance en temps réel des débris, ni avec un coût limité pour le dispositif de détection. 5 Un but de la présente invention consiste alors à fournir un nouveau dispositif de détection des débris spatiaux, qui soit plus performant que les dispositifs déjà connus. Plus précisément, certains des buts de l'invention sont : - réaliser une détection de débris avec une valeur pour la probabilité de ~o détection d'un débris qui soit la plus élevée possible, et une valeur pour la probabilité de fausse détection qui soit la plus faible possible ; - effectuer la détection en temps réel par rapport au fonctionnement d'un capteur optique qui est utilisé, afin d'obtenir une surveillance continue de l'environnement du satellite ; 15 - que la fréquence d'exécution de la séquence élémentaire de détection soit suffisamment élevée pour obtenir une sécurité suffisante pour le satellite ; - que le coût et le poids du dispositif de détection des débris soient limités. 20 Dans le jargon de l'Homme du métier, la probabilité de fausse détection, aussi appelée probabilité de fausse alarme, caractérise la probabilité pour qu'un résultat positif qui est délivré par le dispositif ne corresponde pas à un débris qui existe réellement. Pour atteindre ces objectifs et d'autres, l'invention propose un dispositif 25 de détection de débris spatiaux qui est destiné à être embarqué à bord d'un satellite ou d'un engin spatial, et qui comprend : - un capteur d'image, comprenant lui-même un ensemble d'éléments de détection de points d'image («pixel detection elements» en anglais) qui sont disposés à des intersections de lignes et de colonnes d'une 30 matrice du capteur d'image ; 2976918 -3- - une unité de commande, qui est adaptée pour contrôler un fonctionnement du capteur d'image selon un mode continu de lecture ligne-à-ligne («rolling mode») ; et - une unité de traitement d'image, qui est connectée pour recevoir des 5 données d'image produites par l'unité de commande. A l'intérieur du capteur d'image qui est utilisé selon l'invention pour le dispositif de détection des débris spatiaux, chaque élément de détection de point d'image comprend les composants suivants, séparément des autres éléments de détection de points d'image : ~o un composant photosensible, adapté pour accumuler un signal électrique pendant une durée d'intégration en fonction d'une intensité lumineuse qui est reçue par ce composant photosensible ; un système de soustraction, agencé pour produire un signal différentiel correspondant à une différence entre deux signaux électriques qui ont 15 été accumulés par le composant photosensible pendant deux durées d'intégration successives ; un système comparateur, qui est adapté pour comparer le signal différentiel avec un seuil, et pour produire un résultat binaire de variation de point d'image ; et 20 une mémoire de sortie, qui est adaptée pour stocker le résultat binaire de variation de point d'image. Autrement dit, le capteur d'image est pourvu de fonctions supplémentaires qui sont intégrées dans chaque élément de détection de point d'image, pour exécuter des opérations en parallèle à l'intérieur d'une même 25 ligne. Une telle architecture permet d'exécuter ces opérations en temps réel pendant le fonctionnement du dispositif, au fur et à mesure que les lignes sont acquises continuellement. Selon des caractéristiques supplémentaires de l'invention, l'unité de commande est adaptée pour lire les mémoires de sortie de certains au moins 30 des éléments de détection de points d'image appartenant à une même ligne de la matrice du capteur d'image, successivement pour chaque ligne. En outre, 2976918 -4- l'unité de commande détermine, lorsqu'au moins un résultat binaire de variation de point d'image est positif pour l'un des éléments de détection de points d'image de la ligne, la colonne de la matrice du capteur d'image à laquelle appartient cet élément au résultat positif de variation de point d'image. Un code 5 qui est utilisé pour caractériser cette colonne dans la matrice du capteur d'image forme alors une donnée d'image qui est transmise par l'unité de commande à l'unité de traitement d'image. Ainsi, le dispositif de détection de débris spatiaux selon l'invention délivre une information d'image qui est réduite. Cette information peut être limitée seulement à des coordonnées de colonnes du capteur d'image, qui correspondent à des portions du champ d'observation dans lesquelles des variations de contenus d'images ont été détectées entre deux trames successives. Cette information est réduite et facile à traiter ultérieurement. Notamment, elle peut être suffisante pour en déduire des informations sur la trajectoire d'un débris qui est détecté, et son risque de collision avec le satellite ou l'engin spatial. En particulier, la transmission vers l'unité de traitement d'image du contenu d'image analogique pour une grande partie des éléments de détection de points d'image, ou leur totalité, est supprimée. Cette suppression réduit dans une proportion considérable la quantité des données à traiter, notamment lorsque l'unité de traitement d'image est réalisée dans un circuit séparé de celui du capteur d'image. Grâce à cette réduction, l'information de surveillance de l'environnement qui est recueillie peut être traitée en temps réel et continûment pendant que l'acquisition en mode continu ligne-à-ligne est poursuivie, et ceci avec un coût et un poids du dispositif qui sont limités. En particulier, lorsque chaque ligne de la matrice du capteur d'image comprend au moins 500 éléments de détection de points d'image, le dispositif peut être adapté pour traiter une nouvelle ligne d'éléments de détection de points d'image selon une fréquence de traitement de ligne qui est supérieure à 1 MHz (mégahertz). De façon similaire, lorsque la matrice du capteur d'image comprend au moins 500 lignes et au moins 500 colonnes d'éléments de détection de points 2976918 -5- d'image, le dispositif peut être adapté pour balayer successivement toutes les lignes de la matrice du capteur d'image selon une fréquence de trame qui est supérieure à 5 kHz (kilohertz). De telles fréquences d'acquisition pour les lignes ou les trames 5 permettent une détection efficace et rapide des débris spatiaux, et par suite une surveillance efficace de l'environnement du satellite ou de l'engin spatial. L'invention propose aussi un procédé de détection de débris spatiaux, qui comprend les étapes suivantes : - embarquer au moins un dispositif de détection de débris spatiaux tel que ~o décrit précédemment, à bord d'un satellite ou d'un engin spatial ; - orienter un champ d'observation du dispositif de sorte que le capteur d'image reçoive un rayonnement qui est produit par le Soleil et serait réfléchi ou diffusé par un débris spatial situé dans le champ d'observation ; et 15 - activer le dispositif de sorte que le débris spatial provoque un résultat positif de variation de point d'image pour au moins un élément de détection de point d'image. Un tel procédé est particulièrement économique et efficace, en ce qu'il utilise la lumière solaire pour éclairer les débris spatiaux. De cette façon, le 20 contraste de détection de ces débris par le capteur d'image peut être augmenté. La probabilité de détection d'un débris est ainsi elle-même augmentée, et la probabilité de fausse détection est réduite. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non 25 limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est un diagramme synoptique d'un dispositif de détection de débris conforme à la présente invention ; - la figure 2 correspond à la figure 1 pour un perfectionnement de l'invention ; 2976918 -6- - la figure 3 est un diagramme synoptique des fonctions qui sont intégrées à chaque élément de détection de point d'image, dans le dispositif de la figure 1 ; et - la figure 4 illustre des conditions de mise en ceuvre d'un dispositif de 5 détection de débris conforme à la présente invention, à bord d'un satellite artificiel. Pour raison de clarté, les dimensions des éléments qui sont représentés dans ces figures ne correspondent ni à des dimensions réelles ni à des rapports de dimensions réels. En outre, des références identiques qui sont 10 indiquées dans des figures différentes désignent des éléments identiques ou qui ont des fonctions identiques. Conformément à la figure 1, un dispositif de détection d'image qui est désigné globalement par la référence 100, comprend un capteur d'image 10, une unité de commande 20 et une unité de traitement d'image 30. De façon 15 connue, le capteur 10 et l'unité de commande 20 sont avantageusement réalisés sur un même substrat de circuit CMOS. L'unité de traitement d'image 30 peut être réalisée sous forme d'un circuit qui est séparé, et qui est connecté à des sorties du circuit du capteur 10 et de l'unité de commande 20. Le capteur d'image 10 comprend une matrice d'éléments de détection 20 de points d'image 11, qui sont disposés aux intersections de lignes L et de colonnes C dans une portion de surface exposée. Par exemple, le capteur d'image 10 comprend 4000 lignes L et 4000 colonnes C d'éléments de détection de points d'image 11. Les lignes L et les colonnes C peuvent avoir chacune une largeur de 20 µm (micromètre), si bien que la surface utile de 25 détection du capteur d'image 10 possède les dimensions 80 mm (millimètre) x 80 mm. Le dispositif 100 peut être associé à une optique de formation d'image (non représentée), qui est agencée pour former une image d'un champ d'observation sur la surface exposée de détection du capteur 10. Par exemple, 30 l'optique de formation d'image peut avoir une longueur de distance focale de 650 mm et une ouverture de f/4,3. Dans ces conditions qui ne sont données qu'à titre d'illustration, le champ d'observation de l'ensemble de détection des 2976918 -7- débris spatiaux qui comprend l'optique et le dispositif 100 possède une ouverture angulaire de 14°. Sa résolution est supérieure à 10 cm pour une distance d'éloignement d'un débris de 1,5 km (kilomètre), ou égale à 123 cm pour une distance d'éloignement de 20 km. 5 L'unité de commande 20 peut comprendre de façon usuelle un séquenceur principal 21, un séquenceur de lignes 22, et un codeur de colonnes 23. Elle est adaptée pour contrôler un fonctionnement du dispositif 100 en mode «rolling», ou mode continu de lecture ligne-à-ligne. Un tel mode de saisie d'image est connu de l'Homme du métier, si bien qu'il est suffisant de ~o n'en rappeler que le principe ici. Les lignes L d'éléments de détection de points d'image 11 sont lues successivement une à une, en étant reprises selon un balayage périodique de toutes les lignes de la matrice du capteur d'image 10. Chaque balayage de toute la matrice définit une trame d'image, et un dispositif 100 conforme à la description détaillée qui suit peut être adapté pour produire 15 et traiter les trames d'image à une fréquence de trame de l'ordre de 8 kHz (kilohertz). La figure 2 illustre une variante de la structure du dispositif 100 de la figure 1, qui permet d'augmenter la fréquence de production et de traitement des trames. Dans cette variante, certains des éléments de l'unité de 20 commande 20 sont dupliqués, et leurs références sont complétées par a ou b d'une façon qui est compréhensible en soi. La matrice du capteur d'image 10 peut alors être divisée en deux moitiés de matrice 10a et 10b, qui sont contrôlées simultanément et en parallèle chacune selon le mode «rolling». Des divisions supérieures de la matrice du capteur d'image 10 peuvent être mise en 25 ceuvre selon le même principe, pour augmenter encore la fréquence de production et de traitement des trames. Simultanément ou indépendamment, l'unité de traitement d'image 30 peut comprendre plusieurs sous-unités de traitement, par exemple deux sous-unités 30a et 30b, qui sont affectées respectivement à des sous-ensembles complémentaires de lignes L de la 30 matrice du capteur d'image 10, par exemple les sous-ensembles de lignes 10a et 10b. Pour l'invention, chaque élément de détection de point d'image 11 2976918 -8- comporte, en plus du composant photosensible, des composants CMOS additionnels qui réalisent des opérations élémentaires à partir du signal électrique d'accumulation qui est produit par le composant photosensible. Le résultat de ces opérations est de nature binaire, et peut être transmis à l'unité 5 de traitement 30 d'une façon qui sera décrite plus loin. Ce mode opératoire permet de réduire la quantité d'information d'image qui est manipulée pour chaque trame, afin d'atteindre des valeurs élevées pour la fréquence de production et de traitement des trames. La nature numérique («digital» en anglais) des données d'image qui sont transmises à l'unité de traitement 30 10 contribue aussi à l'obtention de cette fréquence élevée. La figure 3 illustre l'enchaînement de ces opérations élémentaires qui sont réalisées au sein de chaque élément de détection de point d'image 11, pour chaque trame produite. Pour un fonctionnement de base de l'invention, chaque élément 11 comporte individuellement les éléments fonctionnels 15 suivants : le composant photosensible qui est référencé 12, y compris son circuit de réinitialisation noté «RESET», et qui produit un signal électrique d'accumulation proportionnel à l'intensité de rayonnement qu'il a reçue pendant une durée d'intégration ; 20 - un système de soustraction 13, qui réalise une soustraction entre le signal électrique d'accumulation pour la trame en cours d'acquisition, et celui de la trame précédente afin de produire un signal différentiel ; - un système comparateur 14, qui compare le signal différentiel produit par le système de soustraction 13 avec un seuil fixe, noté TH pour 25 «threshold» en anglais, pour produire un résultat binaire de comparaison appelé résultat de variation de point d'image ; et - une mémoire de sortie 15 de l'élément de détection de point d'image 11, pour stocker le résultat binaire de variation de point d'image jusqu'à sa lecture par l'unité de commande 20. 30 Le composant photosensible 12 peut être notamment une photodiode. Dans un mode de réalisation préféré, le capteur d'image 10 peut être sensible pour un rayonnement de longueur d'onde comprise entre 0,4 pm (micromètre) et 0,8 pm. Les signaux qui sont transmis entre le composant photosensible 12 et le système de soustraction 13, ainsi qu'entre ce dernier et le système comparateur 14 sont de nature analogique. Par opposition, le signal qui est produit par le système 14 et stocké dans la mémoire de sortie 15, est binaire. Ce signal de sortie d'élément de détection de point d'image correspond au résultat binaire de variation de point d'image pour chaque nouvelle trame. Il est égal à 1 lorsque l'intensité lumineuse reçue a varié d'une quantité supérieure au seuil fixé TH entre deux trames successives, et égal à zéro si cette variation est inférieure au seuil TH. Autrement dit, le signal binaire qui est stocké dans la mémoire 15 est un indicateur de variation ou d'absence de variation significative pour le point d'image entre deux trames successives. La figure 3 montre une réalisation possible du système de soustraction 13. Selon cette réalisation, le système 13 peut comprendre deux mémoires de 1 rétention 131a et 131b, du type échantillonnage-blocage ou «sample and hold» en anglais, un multiplexeur 132, et l'opérateur soustracteur 133 lui-même. Le signal électrique d'accumulation est stocké dans l'une ou l'autre des mémoires 131a et 131b, alternativement entre deux trames successives, puis ces signaux stockés sont transmis aux entrées de l'opérateur soustracteur 133. Cette transmission est réalisée par le multiplexeur 132 en inversant les connexions d'entrée aux deux mémoires 131a et 131b, ainsi que les connexions entre ces mémoires 131a, 131b et les deux entrées de l'opérateur 133, entre deux 1 trames successives. De cette façon, une soustraction est obtenue de façon glissante entre chaque trame et sa trame juste précédente, en minimisant les manipulations de signaux analogiques. D'autres réalisations du système de soustraction 13 peuvent être utilisées alternativement. La mémoire de sortie 15 peut être du type à verrouillage, ou «latch» en anglais. Selon un perfectionnement facultatif de l'invention, chaque élément de détection de point d'image 11 peut comprendre en outre une mémoire analogique, à l'intérieur du capteur d'image 10 et séparément des autres 9 2976918 -10- éléments de détection de point d'image. Cette mémoire analogique peut aussi être du type échantillonnage-blocage. Elle peut être agencée pour stocker le signal électrique qui est accumulé par le composant photosensible 12, auquel cas ce peut être l'ensemble des mémoires 131a et 131b. Alternativement, la 5 mémoire analogique peut stocker le signal différentiel qui est produit par le système de soustraction 13, auquel cas elle peut être agencée comme indiqué sur la figure 3 par la référence 16. Une telle mémoire supplémentaire constitue dans les deux cas une seconde sortie de l'élément de détection de point d'image 11, de nature analogique, en plus de la première sortie de chaque 10 élément 11 que constitue la mémoire numérique 15. L'utilité d'une telle sortie analogique sera décrite plus loin, avec le fonctionnement de l'unité de traitement d'image 30. Lors de la séquence de lecture d'une ligne L en mode «rolling», l'unité de commande 20 parcourt les mémoires de sortie 15 de certains au moins des 15 éléments 11 de cette ligne, et identifie certains de ceux-ci pour lesquels le résultat binaire de variation de point d'image est positif. Autrement dit, l'unité 20 détermine certaines des colonnes C pour lesquelles une variation suffisante du contenu d'image a été détectée entre les deux expositions précédentes, à l'intérieur de la ligne L en cours de lecture. Le résultat de cette lecture qui est 20 réalisée par l'unité 20 est un code, ou une adresse, qui caractérise la colonne C concernée parmi toutes les colonnes de la matrice. Pour cela, plusieurs méthodes de lecture de chaque ligne L peuvent être mises en oeuvre alternativement pour minimiser le nombre d'opérations qui sont exécutées et la quantité de données d'image à traiter, tout en fournissant 25 une information suffisante sur la présence et la localisation de débris spatiaux. Selon une première de ces méthodes, qui est appelée mode de lecture FIL pour «first in Une» en anglais, l'unité de commande 20 est adaptée pour déterminer uniquement la colonne C d'un premier élément de détection de point d'image 11 au résultat positif de variation de point d'image, selon un ordre 30 fixé de lecture des éléments dans chaque ligne L. Une telle donnée d'image est réduite et ne génère en conséquence qu'une durée de traitement qui est très courte. Selon une deuxième méthode, appelée mode de lecture FIL & LIL pour «first in line and last in Une», l'unité de commande 20 est adaptée pour déterminer uniquement les colonnes C respectives d'un premier et d'un dernier élément de détection de point d'image 11 aux résultats positifs de variations de points d'image, selon deux ordres opposés de lecture des éléments dans chaque ligne L. Une telle donnée d'image est une indication de la portion minimale du champ d'observation dans laquelle se trouve au moins un débris spatial. Pour d'autres méthodes possibles de lecture des lignes L, l'unité de ~o commande 20 peut être adaptée pour traiter chaque ligne L selon une division de ligne en segments («blocks» en anglais) fixés. Elle détermine alors séparément et en parallèle à l'intérieur de chaque segment, la colonne C de la matrice du capteur d'image 10 à laquelle appartient un élément de détection de point d'image 11 au résultat positif de variation de point d'image. De telles 15 méthodes sont adaptées lorsque l'unité de commande 20 comporte plusieurs encodeurs de colonnes qui réalisent séparément les lectures des mémoires de sortie 15, respectivement à l'intérieur de segments de ligne différents. En particulier, l'unité de commande 20 peut être adaptée pour déterminer uniquement la colonne C d'un premier élément de détection de 20 point d'image 11 au résultat positif de variation de point d'image, selon un ordre fixé de lecture des éléments 11 à l'intérieur de chaque segment. Ainsi, le mode de lecture FIL peut être utilisé à l'intérieur de chaque segment. Si chaque ligne L est découpée en deux segments, ceux-ci peuvent être parcourus préférentiellement en sens opposés. Alternativement, l'unité 20 peut déterminer 25 les colonnes C respectives d'un premier et d'un dernier élément 11 aux résultats positifs de variations de points d'image, selon deux ordres opposés de lecture des éléments 11 à l'intérieur de chaque segment. Le mode de lecture FIL & LIL peut ainsi être mis en oeuvre indépendamment dans chaque segment de ligne L. Une donnée d'image plus complète est ainsi récupérée de chaque 30 ligne L qui est lue, en fonction du mode de lecture qui est mis en oeuvre pour les mémoires de sortie 15. Le perfectionnement de l'invention qui est maintenant décrit est destiné 2976918 -12- à réduire la probabilité de fausse détection, en plus de la comparaison avec le seuil TH qui est effectuée au sein de chaque élément de détection de point d'image 11. Il consiste en un filtrage spatial des contenus des mémoires de sortie 15, qui est effectué au sein de chaque ligne L juste avant qu'elle soit lue 5 par l'encodeur de colonnes 23. Pour cela, l'unité de commande 20 peut comprendre en outre un module de filtrage 24 (figure 1) qui est agencé pour filtrer spatialement les résultats binaires de variations de points d'image à l'intérieur de chaque ligne. L'encodeur de colonnes 23 est alors connecté pour lire ces résultats binaires de variations de points d'image après que ceux-ci ont été filtrés. Un tel filtrage peut consister à ne conserver un résultat positif de variation de point d'image pour une première colonne, que si le résultat est aussi positif pour au moins une autre colonne voisine de la première avec une distance maximale prédéterminée entre les deux colonnes. De façon particulièrement avantageuse, le module de filtrage 24 peut être incorporé dans le même substrat de circuit CMOS que le capteur d'image 10 et l'unité de commande 20. La colonne dont le code forme la donnée d'image qui est transmise par l'unité de commande 20 à l'unité de traitement d'image 30 est alors déterminée à partir des résultats binaires de variations de points d'image filtrés. Selon un autre perfectionnement applicable lorsque les éléments de détection de points d'image 11 sont pourvus individuellement de mémoires analogiques 131a, 131b ou 16, l'unité de traitement d'image 30 peut être agencée en outre pour lire les mémoires analogiques de certains des éléments 11, sélectionnés en fonction de la donnée d'image qui est transmise par l'unité de commande 20 à l'unité de traitement d'image 30. De cette façon, l'information binaire de variation de contenu d'image peut être complétée par une partie du contenu analogique de l'image, ou de la variation de ce contenu. Avantageusement, cette lecture de mémoires analogiques n'est réalisée pour une ligne que si au moins un des résultats binaires de variations de points d'image est positif pour cette ligne, pour ne pas trop réduire la fréquence de production et de traitement des trames. Elle peut en outre être limitée à un nombre restreint de colonnes C autour de (l'une de) celle(s) pour laquelle (lesquelles) le (les) résultat(s) binaire(s) de variation(s) de point(s) d'image est 2976918 -13- (sont) positif(s). Typiquement, lorsque chaque ligne L est lue selon le mode FIL & LIL, et que des résultats positifs ont été détectés pour deux colonnes C différentes, la lecture des mémoires analogiques peut être limitée au segment de ligne qui est compris entre ces deux colonnes. De cette façon, le procédé 5 de l'invention permet de distinguer entre un seul débris de grande dimension qui occuperait tout le segment de ligne, et plusieurs débris plus petits et séparés qui commenceraient et se termineraient aux deux colonnes identifiées lors de la lecture de la ligne. Une telle lecture des mémoires analogiques 131a, 131b ou 16 est réalisée pendant le fonctionnement du mode continu de lecture 10 ligne-à-ligne. Pour améliorer la détection des débris spatiaux en utilisant un dispositif selon l'invention qui est embarqué à bord d'un satellite terrestre artificiel, il est avantageux que le satellite soit situé à une position héliosynchrone qui est comprise entre 4 heures et 8 heures, ou entre 16 heures et 20 heures, avec le 15 champ d'observation du dispositif 100 qui est orienté à l'opposé du Soleil. En effet, dans une telle configuration, les débris spatiaux qui sont situé dans le champ d'observation sont éclairés par le soleil sur leur face qui est tournée vers le dispositif de détection 100. Cette face apparaît alors lumineuse sur fond d'espace noir, de sorte que le débris spatial présente un contraste important. 20 La figure 4 montre une telle configuration, avec les significations suivantes pour les références indiquées : 1000 : la Terre, 1001 : la direction du Soleil, 1002 : le satellite à bord duquel le dispositif 100 de détection de débris 25 spatiaux est embarqué, F : le champ d'observation du dispositif 100 de détection de débris spatiaux, 1003 : un débris spatial, et R : un rayon lumineux participant à la détection du débris spatial 30 1003. Le perfectionnement suivant de la détection des débris spatiaux selon 2976918 -14- la présente invention permet de déterminer de façon plus complète la position d'un débris spatial. Pour cela, au moins deux dispositifs séparés de détection de débris spatiaux sont activés simultanément. Une distance d'éloignement d'un débris spatial peut alors être estimée à partir des données d'images qui 5 sont produites respectivement par ces dispositifs. Dans des premières mises en couvre de ce perfectionnement, les deux dispositifs de détection de débris spatiaux peuvent être embarqués à bord du même satellite ou engin spatial, et être situés à distance l'un de l'autre à bord de ce satellite ou engin spatial. L'estimation de la distance d'éloignement du débris peut être réalisée selon le ~o principe de la perception de l'éloignement en vision binoculaire. Dans d'autres mises en oeuvre, les différents dispositifs de détection de débris spatiaux peuvent être embarqués à bord de satellites ou engins spatiaux qui sont distincts. Dans ce cas, la position d'un débris spatial, et en particulier son éloignement par rapport à l'un des deux satellites ou engins spatiaux, peut être 15 déterminée par la méthode de triangulation, par exemple. REVENDICATIONS1. Dispositif de détection de débris spatiaux (100) destiné à être embarqué à bord d'un satellite ou d'un engin spatial (1002), et comprenant : - un capteur d'image (10), comprenant lui-même un ensemble d'éléments de détection de points d'image (11) disposés à des intersections de lignes et de colonnes d'une matrice du capteur d'image ; - une unité de commande (20) adaptée pour contrôler un fonctionnement du capteur d'image selon un mode continu de lecture ligne-à-ligne ; et - une unité de traitement d'image (30) connectée pour recevoir des données d'image produites par l'unité de commande, dans lequel chaque élément de détection de point d'image (11) comprend les composants suivants, à l'intérieur du capteur d'image (10) et séparément des autres éléments de détection de points d'image : - un composant photosensible (12) adapté pour accumuler un signal électrique pendant une durée d'intégration en fonction d'une intensité lumineuse reçue par ledit composant photosensible ; - un système de soustraction (13) agencé pour produire un signal différentiel correspondant à une différence entre deux signaux électriques accumulés par le composant photosensible pendant deux durées d'intégration successives ; - un système comparateur (14) adapté pour comparer le signal différentiel avec un seuil, et pour produire un résultat binaire de variation de point d'image ; et - une mémoire de sortie (15), adaptée pour stocker le résultat binaire de variation de point d'image ; l'unité de commande (20) étant adaptée pour lire les mémoires de sortie (15) de certains au moins des éléments de détection de points d'image (11) appartenant à une même ligne de la matrice du capteur d'image (10), successivement pour chaque ligne, 2976918 -16- et pour déterminer, lorsqu'au moins un résultat binaire de variation de point d'image est positif pour l'un des éléments de détection de points d'image (11) . de ladite ligne, la colonne de la matrice du capteur d'image (10) à laquelle appartient ledit élément de détection de point d'image au résultat positif de 5 variation de point d'image, un code utilisé pour caractériser ladite colonne dans la matrice du capteur d'image (10) formant une donnée d'image transmise par l'unité de commande (20) à l'unité de traitement d'image (30). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel chaque élément de io détection de point d'image (11) comprend en outre, à l'intérieur du capteur d'image (10) et séparément des autres éléments de détection de points d'image : - une mémoire analogique (16, 131a, 131b) agencée pour stocker le signal électrique accumulé par le composant photosensible (12) dudit 15 élément de détection de point d'image, ou pour stocker le signal différentiel produit par le système de soustraction (13) dudit élément de détection de point d'image. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel l'unité de traitement d'image (30) est agencée en outre pour lire pendant le fonctionnement en 20 mode continu de lecture ligne-à-ligne, les mémoires analogiques (16, 131a, 131b) de certains des éléments de détection de points d'image (11), sélectionnés en fonction de la donnée d'image transmise par l'unité de commande (20) à ladite unité de traitement d'image. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 dans lequel l'unité de commande (20) comprend en outre un module de filtrage (24), agencé pour filtrer spatialement les résultats binaires de variation de points d'image à l'intérieur de chaque ligne, et la colonne dont le code forme la donnée d'image transmise par l'unité de commande (20) à l'unité de traitement d'image (30) étant déterminée à partir des résultats binaires de variations de points d'images filtrés. 2976918 -17- 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque ligne de la matrice du capteur d'image (10) comprend au moins 500 éléments de détection de points d'image (11), et le dispositif (100) est adapté pour traiter une nouvelle ligne d'éléments de détection de points 5 d'image selon une fréquence de traitement de ligne supérieure à 1 MHz. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la matrice du capteur d'image (10) comprend au moins 500 lignes et au moins 500 colonnes d'éléments de détection de points d'image (11), et le dispositif (100) est adapté pour balayer successivement toutes les lignes de 10 ladite matrice du capteur d'image selon une fréquence de trame supérieure à 5 kHz. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'unité de commande (20) est adaptée pour déterminer uniquement la colonne d'un premier élément de détection de point d'image (11) au résultat 15 positif de variation de point d'image, selon un ordre fixé de lecture des éléments dans chaque ligne, ou les colonnes respectives d'un premier et d'un dernier élément de détection de point d'image aux résultats positifs de variations de points d'image, selon deux ordres opposés de lecture des éléments dans chaque ligne. 20 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'unité de commande (20) est adaptée pour traiter chaque ligne selon une division de ligne en segments fixés, et pour déterminer séparément et en parallèle à l'intérieur de chaque segment la colonne de la matrice du capteur (10) d'image à laquelle appartient au moins un élément de détection de point 25 d'image (11) au résultat positif de variation de point d'image. 9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel l'unité de commande (20) est adaptée pour déterminer uniquement la colonne d'un premier élément de détection de point d'image (11) au résultat positif de variation de point d'image, selon un ordre fixé de lecture des éléments à l'intérieur de chaque 30 segment, ou d'un premier et d'un dernier élément de détection de point d'image 2976918 -18- aux résultats positifs de variations de points d'image, selon deux ordres opposés de lecture des éléments à l'intérieur de chaque segment. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'unité de traitement d'image (30) comprend plusieurs sous-unités 5 de traitement (30a, 30b) affectées respectivement à des sous-ensembles complémentaires de lignes de la matrice du capteur d'image (10). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capteur d'image (10) est sensible pour un rayonnement de longueur d'onde comprise entre 0,4 pm et 0,8 pm. io 12. Procédé de détection de débris spatiaux comprenant les étapes suivantes : - embarquer au moins un dispositif de détection de débris spatiaux (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, à bord d'un satellite ou d'un engin spatial (1002) ; 15 - orienter un champ d'observation du dispositif (100) de sorte que le capteur d'image (10) reçoive un rayonnement produit par le Soleil et réfléchi ou diffusé par un débris spatial (1003) situé dans le champ d'observation ; et - activer le dispositif de détection des débris spatiaux (100) de sorte que 20 le débris spatial (1003) provoque un résultat positif de variation de point d'image pour au moins un élément de détection de point d'image (11). 13. Procédé selon la revendication 12, suivant lequel au moins deux dispositifs séparés de détection de débris spatiaux sont activés simultanément, 25 et suivant lequel une distance d'éloignement d'un débris spatial est en outre estimée à partir des données d'images qui sont produites respectivement par lesdits dispositifs. 14. Procédé selon la revendication 13, suivant lequel les dispositifs de détection de débris spatiaux sont embarqués à bord du même satellite ou 2976918 -19- engin spatial, et sont situés à distance l'un de l'autre à bord dudit satellite ou engin spatial. 15. Procédé selon la revendication 13, suivant lequel les dispositifs de détection de débris spatiaux sont embarqués à bord de satellites ou engins 5 spatiaux distincts. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, suivant lequel le dispositif de détection de débris spatiaux (100) est embarqué à bord d'un satellite terrestre artificiel (1002) situé à une position héliosynchrone comprise entre 4 heures et 8 heures, ou entre 16 heures et 20 heures, avec le ~o champ d'observation du dispositif de détection de débris spatiaux qui est orienté à l'opposé du Soleil.