Projet de recherche IM/RT/23/BOOSTED (Action de recherche IM)
La technique la plus couramment utilisée pour la synchronisation précise du temps et de la fréquence (T&F) utilise les signaux métrologiques diffusés par les constellations globales de satellites de positionnement comme le GPS (États-Unis) ou Galileo (Europe). Elles déterminent le décalage de fréquence entre des horloges distantes avec une incertitude de 10-16 en fréquence relative, moyennée sur un jour. C'est la technique la plus précise utilisée jusqu'à présent par l'Observatoire royal de Belgique (ORB) pour diffuser UTC(ORB), base du temps légal belge. Cependant, le transfert T&F utilisant les signaux GPS/Galileo est vulnérable à diverses interférences telles que le brouillage et le piratage. Il n'est donc pas adapté aux applications exigeant une précision et une sécurité accrues.
L'alternative la plus prometteuse est le transfert T&F par fibres optiques, utilisant les réseaux existants dédiés aux télécommunications. Il surpasse de plusieurs ordres de grandeur les performances des autres techniques de transfert T&F, grâce au support de transmission au sein duquel les effets systématiques modifiant le délai de propagation sont compensés. L’objectif de ce projet est de déployer une nouvelle infrastructure de transfert de T&F à travers les fibres optiques en Belgique, appelée BOOSTED (Belgium Optical network for Optical frequency Standards and TimE Dissemination), voir fig. 1, et de la connecter au réseau métrologique européen de fibres optiques via le réseau français REFIMEVE.
Un premier volet du projet BOOSTED est de diffuser UTC(ORB) avec une précision de l'ordre de la nanoseconde, en utilisant le protocole White Rabbit, une évolution de NTP/PTP. Une liaison Gand < Bruxelles (ORB) > Louvain - Hasselt - Mol - Liège sera opérationnelle d'ici 2026.
En parallèle, un second volet du projet BOOSTED consiste à connecter l’ORB au réseau français REFIMEVE afin de bénéficier d’une fréquence ultrastable, de l'ordre de 10-18 en fréquence relative à un jour. Ainsi, une deuxième liaison Paris - Bruxelles (ORB) - Louvain-la-Neuve acheminera ce signal ultrastable à l'horizon 2026. A terme, le signal REFIMEVE sera diffusé pour toutes les parties prenantes belges sous l'impulsion du projet BOOSTED.
La stabilité relative de la fréquence en dessous de 10-18 (à 1 jour) a des applications en physique appliquée, par exemple dans la caractérisation des lasers, la mécanique quantique appliquée ou la fabrication d'horloges. L'accès au signal ultra-stable permettra également de développer des recherches de pointe dans divers domaines tels que le traitement des déchets nucléaires, la photonique, la cryptographie quantique, les peignes de fréquence ou la spectroscopie de haute précision. Un premier comité de futurs utilisateurs a déjà été mis en place et rassemble des centres de recherche et des parties prenantes de la KU Leuven, de l’ORB, du SCK-CEN, du SMD, de l'UGent, de l'UCLouvain et de l'ULB.
Enfin, un réseau européen de transfert de T&F par fibre optique relie actuellement le Royaume-Uni, la France, l'Italie et l'Allemagne, tandis que des projets existent pour relier les réseaux locaux opérationnels d'autres pays de l'UE, dans une phase de préparation pour une intégration dans le paysage européen des infrastructures de recherche. Ce projet intégrera le réseau belge en devenir dans l'infrastructure de l'UE, en jouant un rôle stratégique et central.
