GRAND PROJET de télécommunications existants en systèmes terrestres pour les services PNT au-delà du GNSS , la détection sismique à grande échelle , l ' amélioration de la radioastronomie , la communication quantique et les nouvelles disciplines de recherche « en réseau ». L ' infrastructure de recherche REFIMEVE et , à l ’ échelle européenne , le projet FOREST visent à concrétiser cette vision .
Contexte historique
Les GNSS actuels sont basés sur la technologie des horloges atomiques inventée dans les années 1950 , utilisant des signaux d ' horloge dans la gamme des gigahertz . Cela détermine les erreurs de temps résiduelles ( nanosecondes ) qui peuvent être obtenues avec un récepteur GNSS par rapport au temps atomique international . La stabilité de fréquence du GNSS est également devenue largement insuffisante . Il faut dire que les horloges du GNSS n ’ ont pas bénéficié des 3 révolutions scientifiques majeures dont l ’ impact est illustré sur la Figure 1 ( à gauche ) : 1 °/ l ’ utilisation du refroidissement des atomes par laser qui a remplacé les horloges à jet de césium par des fontaines atomiques , savoir-faire développé par le LTE ( ex-SYRTE , ex-LPTF ) dans les années 1990 , 2 °/ le développement de lasers femtosecondes à peignes de fréquences qui ont remplacé des chaines de fréquences d ’ une incroyable complexité et qui permettent de raccorder / comparer deux fréquences quelconques du spectre radiofréquence jusqu ’ à l ‘ UV . 3 °/ Cette seconde révolution a ouvert la voie à une troisième : le développement d ’ horloges dont la fréquence est dans le domaine optique . 6 ordres de grandeur ont ainsi été gagnés dans l ’ exactitude des horloges depuis 1967 , année de la définition de la seconde basée sur une transition à 9,2 GHz du césium . Il n ’ existe pas de domaine de la mesure où de tels niveaux de précision sont atteints . C ’ est pourquoi sous l ’ impulsion du BIPM , une série d ’ unités physiques ont été raccordées à la seconde en fixant la valeur de quelques constantes fondamentales . La plus connue est la vitesse de la lumière fixée en 1983 , ramenant ainsi la définition du mètre à celle de la seconde . La seconde est aujourd ’ hui la pierre angulaire du SI . Au vu des progrès
Figure 1 . À gauche , les progrès de 6 ordres de grandeur des horloges atomiques depuis 1967 . À droite , la révolution des liaisons par fibre optique avec un progrès de 5 ordres de grandeur par rapport au GPS pour les comparaisons des fréquences d ’ horloges . des horloges optiques , il devient tentant de définir la seconde par rapport à une ( ou plusieurs ) fréquence optique . Le BIPM a tracé une route exigeante pour y parvenir mais qui ne devrait pas déboucher avant une dizaine d ’ années . Outre le choix de la ( des ) fréquence optique à sélectionner , le plus grand défi est de savoir comment assurer l ’ intercomparaison des horloges optiques des différents laboratoires de métrologie de la planète sans être limité par les performances des GNNS comme illustré sur la figure 1 ( à droite ). Le GPS , même en moyennant sur plusieurs jours est , de très loin , le facteur limitant dans la comparaison d ’ horloges optiques . Qui plus est , utiliser dans les satellites des horloges plus performantes ne servirait à rien car l ‘ incertitude dominante résulte des fluctuations de phase des signaux dues à la traversée des basses couches de l ’ atmosphère . Sauf à rapprocher physiquement les horloges , le seul moyen de comparer au bon niveau des horloges optiques distantes est d ’ établir une liaison fibrée entre les deux laboratoires et d ’ injecter l ’ un des signaux d ’ horloge dans la fibre tout en corrigeant le bruit de phase rapporté lors de la propagation . Le signal transmis par la fibre est réinjecté à l ’ autre extrémité , effectuant ainsi un aller-retour . On réalise le battement entre
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