Depuis un quart de siècle, un laboratoire unique où les humains n'ont jamais cessé de vivre et de travailler orbite au-dessus de nos têtes. La Station spatiale internationale (International Space Station – ISS) a marqué début novembre 2025 les 25 ans de présence humaine ininterrompue en orbite. Depuis le 2 novembre 2000, lorsque le premier équipage permanent de trois personnes a ouvert les portes du complexe orbital, près de 300 astronautes et cosmonautes de plus d'une vingtaine de pays sont passés par cette « station du quartier ». Au cours de cette période, l'ISS s'est transformée en symbole de curiosité scientifique, de coopération internationale et d'utilisation de l'espace au profit de la vie sur Terre.

Contrairement aux générations précédentes de vols spatiaux, qui étaient limitées à de courtes missions et à la démonstration de puissance technologique, l'ISS a été conçue comme une installation à long terme, habitée en permanence en orbite terrestre basse (LEO). La station orbite autour de la planète à une altitude d'environ 400 kilomètres, faisant le tour de la Terre environ toutes les 90 minutes. Sur ce « balcon spatial », les limites de l'endurance humaine sont testées, ainsi que des technologies qui améliorent la vie quotidienne – du diagnostic médical et du développement de médicaments aux matériaux avancés, capteurs et systèmes de surveillance du climat et de l'environnement. Alors que l'ISS approche lentement de la fin prévue de sa vie opérationnelle vers 2030, elle continue d'être un moteur clé des découvertes scientifiques et un espace où naît la future industrie spatiale.

D'un projet politique à un laboratoire national

Au début des années 90, l'ISS était avant tout un projet géopolitique : un symbole de coopération post-guerre froide entre les États-Unis, la Russie, l'Europe, le Japon et le Canada. Mais dès le milieu des années 2000, la conviction a mûri qu'un tel « joyau » infrastructurel devait aussi servir le secteur civil au sens large. Le tournant est survenu en 2005, lorsque le Congrès américain a officiellement désigné le segment américain de la station comme laboratoire national. Ainsi, l'ISS a obtenu un statut similaire aux grands laboratoires sur Terre – par exemple les accélérateurs de particules nationaux ou les grands centres de recherche – mais avec un atout unique : un accès constant à la microgravité.

La décision du Congrès a ouvert les portes à un cercle plus large d'utilisateurs. Au lieu que la recherche sur la station soit limitée principalement aux projets internes de la NASA, le nouveau cadre a permis la participation d'autres agences fédérales, d'universités, d'hôpitaux, d'organisations à but non lucratif et, ce qui est particulièrement important, d'entreprises privées. L'idée était claire : en exploitant l'ISS comme laboratoire national, il fallait créer une valeur ajoutée pour les contribuables, accélérer le développement technologique et encourager la formation d'une économie durable en orbite terrestre basse.

CASIS et la genèse du Laboratoire national de l'ISS

Pour réaliser pleinement ce potentiel, la NASA a sélectionné en 2011, par le biais d'une procédure concurrentielle, l'organisation à but non lucratif Center for the Advancement of Science in Space (CASIS) pour gérer l'ISS National Laboratory – le laboratoire national américain dans l'espace. CASIS a reçu pour mission de « faire descendre » l'ISS dans le monde de l'économie réelle : trouver des chercheurs, des entreprises et des institutions pour qui la microgravité pourrait donner un avantage clé par rapport aux laboratoires classiques sur Terre.

Depuis lors, CASIS agit comme une interface entre le laboratoire spatial et les utilisateurs. L'organisation aide les scientifiques et les entrepreneurs à transformer leurs idées en missions réalisables : de la définition des objectifs, en passant par la conception technique de l'expérience, jusqu'à la logistique du lancement et du retour du fret sur Terre. Le Laboratoire national de l'ISS est ainsi devenu une plateforme multi-utilisateurs utilisée aussi bien par des entreprises pharmaceutiques, des startups de biotechnologie, des fabricants de matériaux avancés, des climatologues, que par des établissements d'enseignement qui envoient des expériences d'élèves et d'étudiants en orbite.

Il est important de souligner que le Laboratoire national de l'ISS dispose de jusqu'à la moitié de la capacité de recherche américaine sur la station : une partie de l'espace et de la masse de fret sur les missions commerciales de ravitaillement et une part importante du temps de travail des astronautes américains sont destinées précisément aux projets que la NASA ne mène pas elle-même. La part restante de la capacité reste orientée vers les recherches liées aux futures missions vers la Lune et Mars, au développement d'une nouvelle génération de vaisseaux spatiaux et à l'amélioration des technologies nécessaires aux vols de longue durée.

Plus de 900 charges utiles et des centaines de travaux scientifiques

Depuis 2011, depuis que CASIS gère le Laboratoire national de l'ISS, plus de 900 charges utiles différentes, ou « payloads », liées à ce programme ont été envoyées à la station. Il s'agit de milliers d'études individuelles dans les domaines des sciences de la vie et physiques, du développement technologique, de la fabrication spatiale et de l'éducation STEM. En microgravité, on étudie la croissance des cristaux de protéines, le comportement des cellules souches, la formation plus rapide de certains alliages et composites, le fonctionnement de composants électroniques avancés ou la résistance de nouveaux matériaux aux rayonnements et aux différences de température extrêmes.

Les expériences sur l'ISS ont souvent des objectifs très concrets. La microgravité, par exemple, permet la culture de cristaux de protéines d'une structure beaucoup plus régulière que dans les laboratoires classiques, ce qui est précieux pour le développement de nouveaux médicaments. En biomédecine, on étudie comment les os et les muscles perdent de la masse dans des conditions d'apesanteur, ce qui aide au traitement de l'ostéoporose et des maladies apparentées sur Terre. Dans le domaine des matériaux, on étudie des alliages et des polymères qui peuvent résister à des conditions extrêmes, tandis que dans le segment de l'observation de la Terre, on teste de nouveaux capteurs pour le suivi des cultures agricoles, de la pollution ou des changements climatiques.

Les résultats se voient aussi dans la littérature scientifique : à ce jour, plus de 500 travaux scientifiques évalués par des pairs ont été publiés, directement liés aux recherches menées dans le cadre du Laboratoire national de l'ISS. Rien qu'au cours des dernières années fiscales, le nombre de nouveaux travaux a atteint des valeurs record, et une partie importante des publications découle de projets financés par d'autres agences américaines, notamment la Fondation nationale pour la science (NSF) et les Instituts nationaux de la santé (NIH). Combinées, ces institutions ont soutenu plus de 85 projets dans des domaines tels que l'ingénierie tissulaire, la régénération osseuse, le développement de nouveaux modèles de maladies ou l'étude des écoulements de fluides et de matériaux sans l'influence de la gravité.

Aimant pour le capital privé et les nouvelles technologies

Le Laboratoire national de l'ISS n'est pas seulement un moteur scientifique, mais aussi un aimant sérieux pour les investissements. Les projets menés dans son cadre ont attiré plus de 80 millions de dollars américains de financement provenant de sources extérieures à la NASA – de fondations privées et de partenaires industriels à d'autres agences fédérales. Un signal encore plus fort sur le potentiel économique de la recherche spatiale vient du monde des startups : les entreprises qui ont utilisé la station comme environnement de test ont collectivement levé près de 2,5 milliards de dollars d'investissements supplémentaires après les vols.

Pour les investisseurs, c'est un indicateur clair que les expériences en microgravité ne se résument pas seulement à de la « science exotique », mais qu'elles apportent des données et des prototypes avec un potentiel commercial réel. Les exemples incluent le développement de thérapies biologiques avancées, des formulations de médicaments améliorées, des détecteurs et capteurs plus précis, ainsi que des composants pour les systèmes de télécommunication et de navigation. Beaucoup de ces technologies ont d'abord fait leurs preuves sur l'ISS, puis ont trouvé leur chemin vers les hôpitaux, les installations industrielles ou les utilisateurs finaux.

Aujourd'hui, on estime que près de 60 pour cent de tous les projets soutenus par le Laboratoire national de l'ISS proviennent du secteur privé. Des marques mondialement reconnues et de grandes entreprises pharmaceutiques, chimiques, technologiques et de consommation participent, mais aussi des startups agiles qui cherchent une niche dans laquelle l'environnement spatial sera leur avantage concurrentiel clé. Une telle combinaison de grands et petits acteurs crée un écosystème diversifié dans lequel sont testées des idées de niche très spécifiques, mais aussi des projets ayant le potentiel de changer des industries entières.

Orbital Edge Accelerator – accélérateur spatial pour startups

Pour encourager davantage l'entrepreneuriat en orbite, le Laboratoire national de l'ISS s'appuie fortement ces dernières années sur la coopération avec des accélérateurs de startups et des programmes d'innovation. Grâce à de telles initiatives, les jeunes entreprises reçoivent un soutien de mentorat, une assistance technique pour la préparation des expériences pour le vol, un soutien pour la certification des équipements pour une utilisation spatiale et un accès à un réseau d'investisseurs spécialisés dans l'industrie spatiale.

La dernière étape dans cette direction est le lancement du programme Orbital Edge Accelerator. Il s'agit d'un accélérateur axé sur les premiers stades de développement des technologies spatiales, dans lequel six entreprises prometteuses ont été sélectionnées. Chacune d'elles peut recevoir un investissement allant jusqu'à 500 000 dollars américains, ainsi que l'opportunité de vérifier sa technologie dans des conditions de microgravité via le Laboratoire national de l'ISS. Le programme est créé en collaboration avec des partenaires d'investissement et des acteurs technologiques qui souhaitent accélérer la transition du prototype aux produits commercialement viables basés sur des données spatiales ou la fabrication spatiale.

L'objectif de l'Orbital Edge Accelerator n'est pas seulement une incitation financière, mais aussi la construction d'un pont entre les possibilités spatiales et les industries « terrestres ». Les startups qui participent développent des solutions dans des domaines tels que les matériaux avancés, la biotechnologie, l'agriculture de précision, l'analyse climatique et environnementale ou les technologies de communication. Le Laboratoire national de l'ISS agit dans ce contexte comme un terrain d'essai et une plateforme de référence : montrer que la technologie fonctionne dans l'un des environnements les plus exigeants au monde est un argument fort dans les négociations avec de futurs clients et investisseurs.

L'ISS comme « laboratoire du 21e siècle » dans l'espace

Depuis le début de l'activité du Laboratoire national de l'ISS, le nombre d'installations de recherche commerciales sur la station est passé de quelques-unes à plus de 25. Aujourd'hui, en orbite, fonctionnent des laboratoires spécialisés pour la biomédecine, des plateformes pour la cristallisation des protéines, des systèmes pour la fabrication additive, des plateformes optiques et radar pour l'observation de la Terre et une série d'autres installations gérées par des fournisseurs de services commerciaux. Ils offrent des solutions « clé en main » pour les chercheurs qui n'ont peut-être pas leurs propres équipes d'ingénierie spatiale, mais qui souhaitent tester leurs idées en microgravité.

Une telle infrastructure fait de l'ISS une sorte de zone industrielle du 21e siècle – un campus verticalement intégré où il y a des laboratoires, des usines de production, un soutien logistique et un équipage présent en permanence. Les partenaires commerciaux développent leurs propres modèles d'affaires : de l'offre d'espace de laboratoire et de services de préparation d'expériences à l'analyse de données et à l'octroi de licences pour des technologies créées en orbite. Le Laboratoire national de l'ISS soutient activement ce développement par l'attribution de ressources et de temps d'équipage, aidant ainsi à la validation de nouveaux systèmes et à l'expansion du marché en orbite terrestre basse.

La demande pour de telles possibilités est aujourd'hui supérieure à l'offre. Plus d'une centaine de projets déjà sélectionnés attendent leur créneau de vol vers la station, ce qui montre à quel point l'intérêt pour l'utilisation de l'ISS comme plateforme de recherche a grandi. Un nombre limité de vols de fret sur les missions de ravitaillement disponibles et un calendrier fixe des activités de l'équipage signifient que chaque centimètre cube de fret et chaque minute de temps d'astronaute sont planifiés avec une grande précision. Dans ce contexte, la décision de quelles expériences obtiendront une place sur le prochain vol devient une question stratégique de politique scientifique et industrielle.

Éducation et création de la future main-d'œuvre

L'un des effets les plus forts, mais souvent moins visibles, du Laboratoire national de l'ISS concerne l'éducation. À travers divers programmes, concours et projets scolaires, le laboratoire a impliqué à ce jour des millions d'élèves et d'étudiants dans le monde entier. Les équipes scolaires ont l'occasion de concevoir de petites expériences qui s'adaptent aux conditions sur la station – par exemple, l'étude de la croissance des plantes, du mouvement des fluides ou du développement bactérien en microgravité – et de suivre les résultats après que leur charge utile a effectué une « mini mission » dans l'espace.

De telles expériences montrent concrètement aux élèves que les STEM ne sont pas un ensemble abstrait de formules, mais un outil pour résoudre des problèmes réels, de la santé au changement climatique. En même temps, une base pour la future main-d'œuvre de l'industrie spatiale est créée : ingénieurs, programmeurs, biologistes, médecins et experts en données qui sont déjà entrés en contact avec des projets spatiaux au lycée ou à l'université. Le Laboratoire national de l'ISS se positionne ici comme un bien public – une plateforme qui non seulement génère de nouvelles connaissances et technologies, mais forme aussi les cadres qui les appliqueront demain.

Coopération internationale et avenir après 2030

Toutes ces activités se déroulent dans le cadre plus large de l'ISS en tant que projet international sans précédent. La NASA, l'ESA européenne, le Roscosmos russe, la JAXA japonaise et l'ASC canadienne participent au programme, avec la contribution d'une série de pays partenaires qui envoient leurs astronautes et projets scientifiques. Malgré les tensions politiques sur Terre, la coopération en orbite est restée largement stable ; les équipages travaillent ensemble quotidiennement à la maintenance du complexe, à la réalisation d'expériences et au soutien des partenaires au sol. L'ISS est ainsi devenue l'un des rares exemples durables de coopération entre grandes puissances en science et technologie, et le Laboratoire national de l'ISS ajoute une nouvelle dimension à cette histoire – celle d'une plateforme ouverte et multi-utilisateurs pour la recherche et l'innovation.

À mesure que la fin de l'exploitation prévue de la station approche, l'accent est de plus en plus mis sur le développement de stations spatiales commerciales qui reprendront le rôle de l'ISS. La NASA et ses partenaires travaillent déjà sur le concept de « destinations commerciales en orbite basse », des complexes orbitaux privés où la recherche, la fabrication en microgravité, les programmes éducatifs et le séjour des astronautes continueront d'être menés. L'expérience acquise grâce au Laboratoire national de l'ISS – de la gestion du portefeuille de projets et du travail avec l'industrie au développement de services commerciaux dans l'espace – représente un capital clé pour cette transition.

Dans ce contexte plus large, il faut également observer les messages qui accompagnent la célébration des 25 ans de présence humaine ininterrompue sur la station. Le directeur exécutif de CASIS, Ray Lugo, souligne qu'il s'agit d'une réalisation de toute l'humanité : un quart de siècle de vie constante en orbite montre ce qui est possible lorsque la communauté internationale décide de coopérer à long terme sur un projet scientifique. Le Laboratoire national de l'ISS est dans cette histoire une sorte de pont entre l'espace et le quotidien – ouvrant les portes à des recherches et des technologies qui profitent directement aux gens sur Terre, tout en préparant la scène pour la prochaine génération de laboratoires orbitaux et d'entreprises spatiales qui reprendront son rôle après 2030.