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

Eric Bottlaender
Spécialiste espace
03 août 2021 à 14h45
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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

Modifié le 03/08/2021 à 14h55
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