Quand le changement climatique influe sur notre mesure du temps... et pourrait perturber nos GPS

Eric Bottlaender
Spécialiste espace
03 août 2021 à 14h55
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Chronomètre temps © Pixabay
© Pixabay

Sous l'effet du climat, la rotation de la Terre sur son axe varie très légèrement. Quelques millisecondes, rien de très important… Sauf que cela influe sur les références de temps « universelles ». Assez pour devoir corriger l'une des bibliothèques logicielles les plus utilisées par nos puces GPS.

Compter les secondes n'a jamais été aussi difficile !

Elle tourne comme une horloge, ou presque

Depuis qu'il est possible d'observer la rotation de la Terre avec une grande précision, les équipes chargées de coordonner les références de temps s'arrachent les cheveux pour déterminer des valeurs « justes ». En effet, grâce aux horloges atomiques, une base de temps universelle (UTC, pour Coordinated Univeral Time) permet d'étalonner tous les systèmes qui ont besoin d'une référence précise. C'est le cas du géopositionnement par exemple, mais aussi de certaines applications bancaires, de certificats de sécurité…

Cependant, il y a un hic avec l'UTC : la rotation de la Terre ne correspond pas tout à fait aux valeurs des horloges atomiques. Pourquoi ? Parce que des paramètres comme la pression atmosphérique, la circulation des grands courants nuageux et des océans peuvent faire varier les valeurs de quelques minuscules millisecondes.

Toutefois, additionnés, ces décalages entre rotation terrestre et référence temporelle UTC nécessitent parfois un « saut », une seconde arbitraire (ou seconde intercalaire) ajoutée fin juin ou fin décembre. Depuis 1972, des secondes ont ainsi été régulièrement ajoutées. Eh oui, toujours ajoutées. Parce que la rotation de la Terre « décélère » par rapport aux horloges de référence. Ou plutôt… décélérait. Depuis fin 2016, aucune correction arbitraire n'a été nécessaire.

Lagrange Terre-Lune © NASA
La Terre, cette petite farceuse © NASA

Quand la Terre est en avance

À vrai dire, c'est plutôt l'inverse. En 2020, les équipes ont mesuré les 28 jours les plus courts depuis que les mesures existent en 1960. Rien de bien grave pour nous qui avons dormi pareil, mais de quoi maintenant envisager une correction arbitraire négative dans un horizon proche (une seconde retirée). Est-ce vraiment à cause du changement climatique ?

Selon l'agence américaine NOAA, un phénomène La Niña dans le Pacifique peut avoir un effet d'accélération de la rotation, et c'était le cas à l'hiver dernier… Mais ce sont aussi les évolutions des températures globales (à la hausse) qui perturbent les systèmes de pressions et les grands courants-jets. Sans que les variations de millisecondes sur la rotation terrestres soient l'effet le plus important du changement de climat, il faudra attendre sur du plus long terme pour prouver que les deux effets sont bien liés.

Des logiciels vulnérables ?

Bref, il n'est plus prévu de rajouter une seconde à l'UTC avant un bout de temps, et il est même possible que l'IERS (International Earth Rotation and Reference Systems Service), installé à Paris, doive intervenir pour en retirer à l'avenir. Ce qui en fait est plus ennuyeux qu'on le pense.

Galileo constellation © stuffin.space
Les constellations Galileo, GPS et consorts sont pour leur part très bien équipées pour accepter des corrections de référence © stuffin.space

Il se trouve en effet qu'une très large part des puces réceptrices GPS utilisent une bibliothèque logicielle nommée GPSD, qu'il va falloir corriger (et surtout mettre à jour) dans les mois et les années à venir. GPSD utilise une fonction de vérification (sanity check) sur la référence temporelle envoyée par les satellites, dont le nombre de secondes de décalage est fixé arbitrairement.

En clair, GPSD « attend » une seconde de décalage (avant le 23 octobre 2021 ou avant le 31 décembre 2022 selon les versions) qui n'arrivera pas. Et pourrait, si la correction n'est pas appliquée prochainement, indiquer une date en 2002. Sans compter que de nombreuses fonctions de vérifications (sur des serveurs par exemple) ne sont pas équipées pour gérer une seconde de soustraction…

Le système de temps universel pourrait-il lui-même générer son petit « bug de l'an 2000 » ? Heureusement, nous n'en sommes pas là, et les mises à jour pourront évidemment corriger d'éventuelles dérives. Mais le temps prouve une fois de plus qu'il est une variable bien relative…

Source : USA Today

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Proutie66
«&nbsp;Pourrait&nbsp;».<br /> Merci, à très vite,
Paul_Hewson
Pardon mais… Vous avez des sources sur votre histoire sur GPSd ? Désolé, mais la fin de l’article me semble complètement à côté de la plaque.<br /> GPSd est un service pour Linux (et les autres Unix) qui sert à récupérer l’heure donnée par les satellites GPS, et à l’exposer à travers un service (sur le port 2947 si je me souviens bien). Autrement dit, GPSd n’a rien à voir avec «&nbsp;une très large part des puces réceptrices GPS&nbsp;», mais seulement avec du matériel très spécifique.<br /> Les satellites GPS donnent le temps en TAI (Temps Atomique Universel), alors que l’heure communément utilisée est en UTC, qui correspond au TAI modifié d’une correction correspondant aux variations de la vitesse de rotation de la Terre.<br /> À chaque fois qu’une seconde intercalaire est décidée, GPSd doit être mis à jour pour la prendre en compte (car il convertit l’heure TAI en heure UTC). Je ne comprends pas du tout pourquoi ce serait un problème s’il n’y a pas de nouvelle seconde intercalaire d’ici 2022. Et je comprends encore moins cette histoire de «&nbsp;indiquer une date en 2002&nbsp;».
Zup_Arkhen
Mais lisez les issues sur Gitlab bon sang !<br /> C’est sourcé dans l’article même.
Asakha1
Son petit bogue de l’an 2000 ? Considérant que pratiquement rien n’a planté à l’an 2000, on peut dormir tranquille !
Paul_Hewson
Je n’avais pas vu l’issue linkée, effetivement ça éclaircit un peu mes questions.<br /> Mais c’est simplement un bug dans gpsd, qui sera corrigé. Je trouve que l’article fait dans le sensationnalisme : d’un bug dans gpsd, qui pourrait être déclenché par la présence ou non d’une seconde intercalaire, l’article en arrive à parler de changement climatique qui pourrait perturber tous les appareils équipés d’un récepteur GPS… C’est tiré par les cheveux à l’extrême.
soixante
C’est pourtant exactement ce qui est décrit dans l’issue gitlab
ebottlaender
On ne parle pas de «&nbsp;tous les appareils équipés d’un récepteur GPS&nbsp;» et dans l’article je précise bien que ce sera corrigé (à ceci près que tous les appareils équipés GPS ne peuvent pas toujours se mettre à jour). Il y a 2 aspects différents dans cette news, la partie liée au changement climatique qui entraine un décalage temporel sur les références UTC (une seconde par ci ou par là) et l’autre qui est liée à un exemple de souci lié au fait de «&nbsp;jouer&nbsp;» avec ces références, en particulier parce que des bibliothèques comme GPSD sont parfois écrites avec des fonctions de vérification qui attendent des décalages temporels futurs.<br /> Un problème qui n’est pas si tiré par les cheveux puisqu’il est évoqué justement sur le GitLab qui est mis en lien dans l’article.
Nmut
Tu es peut-être trop jeune pour avoir du travailler sur le «&nbsp;bug&nbsp;» de l’an 2000, mais il a bien existé. J’ai fait des tonnes d’heures de boulot dessus, et je peux te dire que dans certains cas, on était pas loin de la catastrophe (la plupart du temps pour des décisions de mise à jour prises au dernier moment sur des systèmes complexes et méchamment datés).<br /> Et je pense que comme d’habitude, les erreurs du passé vont se reproduire dans quelques temps (bug Y2038), ceux qui étaient là en 2000 ne seront plus là à ce moment là et les mêmes problèmes causeront les mêmes soucis, même si on peut penser que l’on sera mieux préparé: le renouvellement du matériel et du logiciel est bien plus rapide maintenant et ça fait plus de 10 ans que l’on travaille à la mise à jour petit à petit des systèmes.
sebstein
Quand la Terre est en avance<br /> La terre peut difficilement être en avance sur le temps, puisque le temps est une graduation arbitraire qui se base sur la vitesse de rotation de la terre. Je vois mal comment on pourrait être en avance sur soi-même. Sur les précédentes rotations, oui.
nirgal76
Que vaut une seconde ?<br /> La durée de 9,192 631 770 milliards d’oscillations de la radiation émise lorsqu’un atome de césium excité change de niveau d’énergie : telle est la définition aujourd’hui de la seconde<br /> Ce n’est depuis longtemps (depuis 1967) plus la terre qui sert de référence.
cyrano66
Peut-être que ces micro variations sont normales et naturelles.<br /> 60 ans c’est un peu court pour en juger.
ebottlaender
C’est juste un intertitre… Qui joue sur le fait que la Terre est en «&nbsp;avance&nbsp;» sur le nombre de secondes défini par le standard des horloges atomiques (UTC).<br /> Bien sûr la Terre n’est pas physiquement en avance, c’est bien d’ailleurs pour ça qu’on joue sur l’UTC et pas qu’on cherche à faire tourner la Terre à la «&nbsp;bonne&nbsp;» vitesse
nirgal76
Pour être dans l’air du temps, je dirais que l’on manque de recul !
Alberic_Briot
C’est un peu comme si tu disais. Bon la dernière fois que j’ai roulé à 250 km/h j’ai réussi a éviter l’accident donc je peux recommencer, il y a rien à craindre…<br /> Sache quand même qu’en 2000 il y a eu de très gros moyen s’investit car le risque était sérieux. Et d’ailleurs il y a bien eu quelques logiciels d’oublié. Mais en 2000 il y avait 1 000 000 de fois moins de puces et de logiciels qu’aujourd’hui… Alors bon ce n’est pas la fin du monde mais c’est quand même hyper critique et donc la moindre erreur aurait des conséquences imprévisible.<br /> Je prends un exemple au hasard on a oublié de mettre à jour les Peugeot 208, et du coup l’ABS a bloqué les roues pendant 1 secondes. C’est embêtant que pour ceux qui prenaient un virage pendant cette seconde…
Alberic_Briot
La Terre ne sert évidemment pas de référence à la seconde, mais la durée de la rotation sert au satellites GPS a prédire sa position (donc la savoir). Si ton réveil sonne tous les matins a 7h, c’est parce qu’il compte 24h entre 2 sonnerie. Si à partir de demain la journée terrestre dure 23h55, tu va te réveiller de plus en plus tard et si en plus ton voisin est a l’heure terrestre (car il s’est mis a jour) vous risquez de ne pas être d’accord.
Alberic_Briot
L’article met bien des bémols, néanmoins,<br /> 60 ans, c’est 21900 jours ça permet quand même d’avoir un bon échantillon surtout quand on est à cette précision.<br /> Quand les modèles sont en accord avec les prévisions les doutes s’effacent beaucoup.<br /> Quand tu lâche un aimant et qu’il tombe, tu peux toujours te demander s’il est tombé a cause du champ magnétique ou a cause du champ gravitationnel mais bon on a le droit d’avoir un consensus autour de la gravité.<br /> Dans le cas de la rotation de la terre, il est tout a fait normal qu’elle perde de l’énergie et donc qu’elle ralentisse. C’est ce qui se passe. La l’effet s’est a priori un tout petit peu accéléré.<br />
LeToi
J’ai tout lu mais honnêtement pas forcément tout tout compris, article passionnant, merci
Voigt-Kampf
Comme ont l’a signalé plus haut, il faut absolument caser PARTOUT la propag… euh enfin l’histoire du changement climatique, qui sait peut-être que les errements de Macron sont due au changement climatique <br /> Ne pas oublier aussi que la rotation de la Terre (même si ici ce n’est probablement pas le cas) ralentit inexorablement. Au temps des dinos, une journée durait entre 22 et 23 heures.
cbubu67
" CLUBIC - La meilleur source d’information Tech ".<br /> Ouf on est sauvé, heureusement que ce n’est qu’un titre et non la réalité.<br /> Il manque beaucoup de précisions dans votre article. Heureusement que vous n’êtes pas de vrais scientifiques …
MattS32
Alberic_Briot:<br /> Dans le cas de la rotation de la terre, il est tout a fait normal qu’elle perde de l’énergie et donc qu’elle ralentisse. C’est ce qui se passe. La l’effet s’est a priori un tout petit peu accéléré.<br /> Pas accéléré, inversé : si on doit soustraire une seconde, c’est que la vitesse de rotation de la Terre s’est accélérée, puisqu’elle a fait des tours en moins de 24h.
ebottlaender
Heureusement que vous connaissez tout de nos vies et de nos formations pour affirmer ce genre d’inepties.<br /> S’il manque beaucoup de précisions dans cet article, vous pourriez aussi poliment les lister, parce qu’on fait quand même l’effort d’expliquer calmement ce qui se passe et de mettre les liens qui vont avec pour approfondir.
PaowZ
Je trouve cette intervention limite insultante. Clubic se veut vulgarisateur dans beaucoup de domaines. Á vous de creuser pour répondre à vos interrogations (Google, Nature, Science&amp;Vie/Avenir, etc…)
bennukem
Le temps c’est de l’argent. La terre perd t elle du fric ?
sebstein
Je ne savais pour la mesure de la seconde, merci. Par contre, comme le dit @Alberic_Briot, une journée c’est une journée, soit une rotation de la terre (après, il y a ± de secondes d’une journée à l’autre). Donc, la mesure du temps reste basée sur la rotation de la terre.
sebstein
Un intertitre je veux bien, mais ce n’est pas pour autant qu’il doit être incorrect…
MattS32
Non, une journée, c’est 24h, 86400 secondes. Toute la mesure du temps dans le monde moderne est basée sur la seconde, via les horloges atomiques. Il n’y a que si tu utilises encore un cadran solaire que c’est basé sur la rotation de la Terre.<br /> Et c’est pour ça que de temps en temps on doit ajouter ou supprimer une seconde, pour recaler notre mesure du temps par rapport à la rotation de la Terre (cela dit, on envisage de laisser tomber ce principe, puisque quelques secondes ou même quelques minutes de décalage ne sont pas problématique dans un monde qui ne vit plus au rythme du Soleil… l’idée serait de faire la correction moins souvent, par exemple quand le décalage atteint 1h au lieu de 1s).
Palou
MattS32:<br /> c’est que la vitesse de rotation de la Terre s’est accélérée, puisqu’elle a fait des tours en moins de 24h<br /> C’est de la faute des éoliennes, quand elles tournent elles accélèrent la rotation de la Terre (ne me cherches pas, je suis déjà dehors)
sebstein
Non, une journée, c’est 24h, 86400 secondes.<br /> Et c’est pour ça que de temps en temps on doit ajouter ou supprimer une seconde.<br /> En clair, c’est comme si tu me disais : un mois c’est toujours 30 jours, mais, parfois, on ajoute un jour ou on en enlève 1 voire 2 pour corriger…
MattS32
Non. Parce que le mois n’a justement pas de définition dans le SI, alors que le jour en a bien une.<br /> Dans le SI, l’unité de base pour la mesure du temps est la seconde, définie d’après la fréquence de radiation du césium. Et le SI défini 3 unités secondaires qui sont des multiples de la seconde : la minute (min), qui vaut 60 secondes, l’heure (h), qui vaut 60 minutes et le jour (d) qui vaut 24 heures. Il n’y a pas de multiples supérieurs dans le SI. La semaine aurait à la limite pu être incluse, mais avec seulement un rapport 7 par rapport au jour, ça a probablement été jugé peu utile, et le mois et l’année ne peuvent pas être des unités SI, puisque justement ils n’ont pas de définition «&nbsp;fixe&nbsp;», ce sont juste des outils pratiques pour le calendrier, mais ils ne peuvent pas avoir un usage scientifique (à la limite, il y a l’année julienne qui peut être utilisée, car elle a une définition fixe, elle vaut 365.25 jours, et c’est cette année qui est par exemple utilisée pour définir l’année-lumière, mais l’année julienne n’est pas une unité du SI).<br /> Le jour n’est donc plus défini comme étant la période de rotation de la Terre sur elle même. Et les corrections qui sont faites, c’est juste pour éviter que les jours calendaires dérivent par rapport à la rotation de la Terre (histoire de pas se retrouver un jour avec midi en pleine nuit, même si y a beaucoup de marge avant d’en arriver là), mais ça n’empêche pas que le jour soit bien défini comme une durée fixe en secondes (c’est simplement la date sur le calendrier qui des fois dure 1 jour + 1s ou 1 jour - 1s au lieu de durer 1 jour).
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