Le Club

Découvrez le club Canal Académie et créez votre compte dès maintenant pour profiter des avantages, des exclusivités, des services...

Découvrir le Club

Les horloges atomiques et les transferts de temps ultrastables

Par Noël Dimarcq, directeur du Système de référence Temps-Espace. Une conférence du Bureau des longitudes

Pour mettre nos horloges à l’heure, nous avons besoin d’un temps de référence, c’est le temps universel coordonné (UTC). Celui-ci est calculé en permanence grâce aux horloges atomiques. Mais il est difficile d’obtenir une stabilité dans le calcul et le transfert du temps. Noël Dimarcq, directeur du Système de référence Temps-Espace, nous livre les dernières avancées technologiques dans ce domaine, au cours d’une communication donnée en février 2012 au Bureau des longitudes.


Bookmark and Share

Les horloges atomiques permettent de transporter un signal avec le moins de dégradation possible par satellite.

Parmi ses applications, on compte :
- la redéfinition des unités internationales
- la redéfinition de l’UTC (Temps Universel coordonné)
- l’amélioration de la précession des positionnements, et la navigation de grands systèmes qui ont besoin d’être synchronisés comme le DSN.
- le placement des horloges avec des référentiels différents pour faire des tests de physique fondamentale
-* Comme les tests de la relativité restreinte
-* ou comme les tests de la constante de structure fine

- la possibilité de faire des tests pour mesurer le décalage gravitationnel

Les horloges atomiques ont permis enfin l'apparition d’une nouvelle branche : la géodésie relativiste.

Cependant les chercheurs sont confrontés à des difficultés, car si on mesure habituellement une durée à travers le nombre d’oscillations, cette mesure s'avère parfois gênée par un « bruit » qui provoque une instabilité de l’horloge, rendant les résultats inexacts.

Ce bruit peut venir de plusieurs éléments :
- les bruits instrumentaux, mais qui sont aujourd’hui pratiquement maîtrisés par les laboratoires
- le bruit quantique
- le bruit lié à l’oscillateur

D’où la nécessité de développer des oscillateurs ultrastables, des références de temps.
On en trouve par exemple dans tous les ordinateurs pour cadencer les opérations. (Pour la géolocalisation il faut des stabilités encore plus précises).

Outre la nécessité de développer des oscillateurs ultrastables de plus en plus fins, plusieurs types d’horloges sont expérimentées :


- Les horloges micro-ondes : Aujourd’hui les plus efficaces sont des fontaines à atomes froids. Un projet européen est en cours pour envoyer une horloge micro-onde dans l’espace (même si l’espace n’est pas un référentiel facile en terme d’instrumentation).
Un programme est aussi en cours pour miniaturiser les horloges d’atomes froids pour les inclure dans les systèmes GPS.

Il existe aussi les horloges optiques, où deux techniques coexistent :
- les horloges à réseaux optiques d’atomes neutres
- les horloges à ions

Les horloges optiques devraient elles aussi être vouées à des tests dans l’espace.


Mais(...)


© Canal Académie - Tous droits réservés

Notez cette émission :

Pour poursuivre la lecture de cet article et écouter cette émission,
devenez membre du Club pour 25€ par an seulement ! abonnez-vous ici Déjà abonné ? identifiez-vous

Commentaires