Nous vivons à une époque d'informations à longue portée transmises soit par fibre optique souterraine, soit par satellites radio. Mais le débit est aujourd'hui si important que la fréquence radio ne suffit plus à elle seule. La recherche s'oriente vers l'utilisation des lasers qui, bien que techniquement complexe, présentent plusieurs avantages, surtout quand il s'agit de sécurité. Cependant, cette nouvelle technologie, actuellement en phase de test, fait face à un problème majeur :les nuages. En raison de leur densité, les nuages ​​arrêtent les faisceaux laser et brouillent le transfert d'informations. Chercheurs à l'Université de Genève (UNIGE), La Suisse, ont conçu un laser ultra-chaud qui crée un trou temporaire dans le nuage, qui laisse passer le faisceau laser contenant l'information. Ils ont publié leurs résultats dans la revue Optique .

Bien que la communication radio par satellite soit puissante, il ne peut plus répondre à la demande quotidienne de flux d'informations. Ses grandes longueurs d'onde limitent la quantité d'informations transmises, tandis que les bandes de fréquences disponibles sont rares et de plus en plus chères. Par ailleurs, la facilité avec laquelle les radiofréquences peuvent être captées pose des problèmes de sécurité de plus en plus aigus, c'est pourquoi la recherche se tourne vers les lasers. "C'est une nouvelle technologie pleine de promesses, " dit Jean-Pierre Wolf, professeur à la Section de physique de la Faculté des sciences de l'UNIGE. "Les longueurs d'onde très courtes peuvent en transporter 10, 000 fois plus d'informations que la radiofréquence, et il n'y a aucune limite au nombre de canaux. Les lasers peuvent également être utilisés pour cibler une seule personne, ce qui signifie que c'est une forme de communication hautement sécurisée."

Mais il y a un problème :les faisceaux laser ne peuvent pas pénétrer les nuages ​​et le brouillard. Alors si le temps est mauvais, il est impossible de transmettre des informations à l'aide de lasers.

Un laser perçant les nuages

Pour contrer cette difficulté, les chercheurs construisent des stations au sol dans diverses parties du monde capables de recevoir des signaux laser. L'idée est de choisir la station ciblée par le satellite en fonction de la météo. Bien que cette solution soit déjà opérationnelle, cela dépend toujours des conditions météorologiques. Cela crée également certains problèmes concernant les réglages sur le satellite, qui doivent être traités en amont de la communication, sans aucune assurance qu'il n'y aura pas de couverture nuageuse à l'heure convenue.

"Nous voulons contourner le problème en faisant un trou directement à travers les nuages ​​pour que le faisceau laser puisse passer à travers, " explique le professeur Wolf. Son équipe a mis au point un laser qui chauffe l'air sur 1, 500 degrés Celsius et produit une onde de choc pour expulser latéralement les gouttelettes d'eau en suspension. Cela crée un trou de quelques centimètres de large sur toute l'épaisseur du nuage. La découverte de ces lasers ultra-puissants vient de recevoir le prix Nobel de physique 2018. "Il ne vous reste plus qu'à garder le faisceau laser sur le cloud et à envoyer en même temps le laser qui contient l'information, " dit Guillaume Schimmel, un chercheur de l'équipe dirigée par Wolf. "Il se glisse ensuite dans le trou à travers le cloud et permet le transfert des données."

Ce "nettoyeur laser" est actuellement testé sur des nuages ​​artificiels de 50 cm d'épaisseur mais qui en contiennent 10, 000 fois plus d'eau par cm ³ qu'un nuage naturel - et ça marche, même si le nuage bouge. "Nos expériences nous permettent de tester une opacité similaire à celle des nuages ​​naturels. Maintenant, il s'agira de le faire sur des nuages ​​plus épais jusqu'à un kilomètre d'épaisseur, " dit Loup.

"Il s'agit aussi de tester différents types de nuages ​​en termes de densité et d'altitude, " ajoute Schimmel.

Cette nouvelle technologie représente une étape importante vers l'utilisation commerciale de la communication laser par satellite. « Nous parlons d'une éventuelle mise en œuvre mondiale d'ici 2025, et notre idée est d'être prêt et de permettre aux pays qui sont couvert d'avoir cette technologie, " dit le professeur Wolf.