Les États-Unis se préparent à des guerres sans GPS : l’horloge qui pourrait changer les règles

La branche de recherche du Pentagone expérimente une nouvelle génération d’horloges ultra précises, dans l’espoir de pouvoir un jour les intégrer aux avions militaires et aux radars. L’objectif est de fournir aux forces américaines une solution de secours fiable lorsque le système mondial de positionnement, ou GPS, fait l’objet d’un brouillage ou d’une opération de leurrage.

Pour y parvenir, l’Agence américaine pour les projets de recherche avancée de défense, la DARPA, cherche à remédier à une vulnérabilité reposant sur un principe complexe et encore peu connu du grand public : le fonctionnement du GPS dépend entièrement d’une mesure extrêmement précise du temps, rapporte le site américain Business Insider.

« Le positionnement, la navigation et la synchronisation constituent les services que nous obtenons grâce au GPS », explique Dana Goward, président de la Resilient Navigation and Timing Foundation.

Selon lui, les satellites GPS fonctionnent en diffusant en permanence des horodatages d’une extrême précision. Le récepteur — qu’il s’agisse d’un téléphone portable ou d’un système d’armes militaire — compare les signaux provenant de plusieurs satellites et exploite les infimes différences dans leur temps de propagation pour déterminer sa position.

Toutefois, ces signaux sont extrêmement faibles lorsqu’ils atteignent la surface terrestre, ce qui les rend vulnérables aux interférences, souligne Goward. Celles-ci peuvent être intentionnelles, comme le brouillage qui empêche un récepteur de capter les signaux, ou le leurrage électronique, qui consiste à lui transmettre de fausses informations. Elles peuvent également être accidentelles, notamment lorsqu’elles résultent de perturbations provoquées par l’activité solaire naturelle.

Ces perturbations, en particulier lorsqu’elles sont délibérément provoquées en temps de guerre, suscitent une inquiétude croissante au Pentagone. Le GPS est désormais si profondément intégré aux technologies militaires et civiles qu’il n’existe aucun système équivalent capable d’offrir le même niveau de précision, affirme Goward.

Avec ses nouvelles horloges, la DARPA cherche à renforcer la résilience des capacités de positionnement, de navigation et de synchronisation — désignées par l’acronyme PNT — de l’armée américaine. Ses recherches pourraient néanmoins avoir des répercussions beaucoup plus larges sur d’autres systèmes dépendant du GPS, notamment dans les secteurs bancaire, numérique et électrique.

L’agence a déjà testé ces horloges à bord d’avions, de navires et de véhicules militaires, dépassant ainsi le stade des essais en laboratoire pour les évaluer dans des environnements opérationnels.

Mukund Vengalattore, directeur de programme à la DARPA, a déclaré à Business Insider que les horloges développées par l’agence dans le cadre du programme ROCkN pouvaient conserver une précision temporelle équivalente à celle du GPS pendant plus de deux à trois semaines, sans avoir besoin d’être resynchronisées.

À titre de comparaison, les technologies similaires actuellement disponibles ne peuvent préserver un tel niveau de précision que durant quelques heures, a-t-il ajouté.

La prochaine étape de ce programme, baptisée « It’s About Time », consistera à rendre ces horloges suffisamment pratiques pour être utilisées en dehors des environnements de recherche, tout en déterminant dans quelle mesure elles pourraient être produites à grande échelle et intégrées aux plateformes militaires existantes.

Goward explique que les horloges les plus perfectionnées actuellement disponibles présentent plusieurs contraintes liées à leur taille, à leur poids, à leurs besoins énergétiques et à leur coût, ce qui limite leur utilisation dans des conditions réelles.

L’enjeu consiste désormais à surmonter ces obstacles. « Un prototype n’est pas une technologie », résume Vengalattore, ancien professeur de physique à l’université Cornell.

Un rapport publié en 2021 par un organisme gouvernemental de contrôle avait déjà soulevé des préoccupations concernant les programmes militaires destinés à créer une architecture de positionnement, de navigation et de synchronisation plus résiliente.

Le rapport soulignait qu’aucune technologie de remplacement ne pouvait, à elle seule, fournir l’ensemble des capacités que l’armée obtient grâce au GPS. Le Pentagone devrait donc probablement recourir à plusieurs solutions innovantes et complémentaires.

Un niveau de précision accru, comme celui que pourraient offrir les horloges de la DARPA, permettrait aux forces armées de synchroniser les informations provenant d’un très grand nombre de capteurs. Cet enjeu prend une importance croissante à tous les échelons militaires, car une meilleure synchronisation permettrait également d’établir plus rapidement une représentation cohérente de la situation sur les champs de bataille.

« Nous savons que le GPS peut être brouillé et leurré, et cela a des conséquences considérables sur la manière dont nos forces opèrent dans ce que l’on appelle des environnements électromagnétiques contestés », explique Vengalattore.

Le New York Times a récemment rapporté que des satellites russes auraient provoqué des perturbations des communications GPS sous la forme de brèves interruptions d’environ dix secondes, enregistrées dans plusieurs régions du monde depuis au moins 2019. Il reste toutefois difficile de déterminer si ces perturbations étaient intentionnelles. Ces courtes interruptions ne semblent pas avoir entraîné de conséquences majeures.

Selon Vengalattore, si la DARPA parvient à développer ses horloges conformément aux spécifications visées, cette technologie pourrait à terme fournir non seulement une solution de remplacement fiable au GPS, mais aussi une mesure du temps entre 1 000 et 100 000 fois plus précise que celle offerte par ce système.

L’un des défis auxquels la DARPA est actuellement confrontée consiste à faire comprendre à l’institution militaire les implications concrètes d’un tel progrès.

« Il ne s’agit pas seulement d’améliorer la résilience face au brouillage ou au largage du GPS, mais aussi de développer des capacités entièrement nouvelles susceptibles de procurer aux forces interarmées un avantage stratégique fondamental », affirme-t-il.

Il poursuit : « Nous ne nous sommes pas suffisamment posé la question suivante : que pourrais-je accomplir de manière plus efficace, ou fondamentalement différente, si je disposais d’une synchronisation plus précise que celle du GPS ? »

« Si vous avez utilisé des lampes de poche toute votre vie et que je vous donne soudainement un laser de forte puissance, vous ne saurez pas immédiatement à quoi il pourrait vous servir », conclut-il.