Envoi d’un signal d’horloge atomique via une fibre de télécommunication longue de 1 000 km : que se passe-t-il à l’autre bout ? Au cours de la dernière décennie, les métrologues français ont construit un réseau national de fibre optique, Refimeve, capable de distribuer des signaux horaires et fréquentiels atomiques avec des erreurs résiduelles étonnamment faibles, inférieures à 10⁻1⁹. Les performances de Refimeve ont été vérifiées en bouclant les signaux fréquentiels provenant de la source horloge à Paris à travers le réseau Refimeve et en les renvoyant à Paris. Bien que techniquement fiable, cette vérification laisse une question cruciale sans réponse : Quelle est la qualité réelle du signal Refimeve à l’autre bout, à mille kilomètres de Paris ?

Dans cet article de recherche, les développeurs de Refimeve se sont associés à des chercheurs de l’université d’Aix-Marseille pour répondre directement à cette question. En comparant le signal Refimeve à un signal de référence indépendant généré à Marseille à partir de lasers ultra-stables et d’un laser à peigne de fréquences, les auteurs ont réussi à valider le signal Refimeve à 1 000 km de la source.

Pourquoi Refimeve est-il important si Marseille dispose déjà de sa propre fréquence de référence ultra-stable ? Parce qu’avoir un signal de fréquence très stable n’est pas la même chose qu’avoir une fréquence de référence traçable, c’est-à-dire une fréquence absolue exprimée en Hertz (qui est l’inverse de l’unité de temps SI, la seconde). Garantir la traçabilité est une responsabilité légale des instituts nationaux de métrologie tels que l’Observatoire de Paris, qui a co-rédigé cet article. La capacité à diffuser des données temporelles et fréquentielles traçables via des réseaux tels que Refimeve, comme le démontrent ici avec brio les auteurs, permettra de mener de nouvelles recherches dans les domaines de la mesure de précision, de la géodésie et de la physique fondamentale, et contribuera directement à l’effort international en cours visant à redéfinir la seconde SI à l’aide d’horloges optiques.

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Références de l’article :

• Performance and uses of the Refimeve metrological signal, 1000 km from the source
• Mathieu Collombon, Etienne Cantin, Gaëtan Hagel, Paul-Eric Pottie, Marie Houssin, and Caroline Champenois
• Opt. Soc. Am. B 42(11) 2429-2435 (2025)