Un capteur quantique pour se repérer sans GPS
Une équipe de recherche du CNRS a développé le premier capteur inertiel quantique hybride, qui effectue des mesures ultrasensibles de l’accélération dans les trois dimensions.
Comment faire naviguer les avions de lignes, ou sécuriser des véhicules militaires, sans GPS ni signaux satellites ? Si les capteurs inertiels classiques fournissent des signaux en continu à haute cadence, ils dérivent toutefois dans le temps. Les capteurs quantiques, eux, sont extrêmement précis et sensibles, mais présentent notamment des temps morts lors des mesures.
En combinant pour la première fois ces deux technologies, une équipe de recherche dirigée par un chercheur du Laboratoire photonique, numérique et nanosciences (LP2N ; CNRS/Institut d’optique Graduate School/Université de Bordeaux) dans le cadre du Labcom iXAtom, laboratoire commun entre Exail, le CNRS, l’Institut d’Optique Graduate School et l’Université de Bordeaux, a développé le premier capteur inertiel quantique hybride et multidimensionnel.
© iXAtom
Ce dernier peut effectuer des mesures ultrasensibles de l’accélération dans les trois dimensions, quelque soit l’orientation du capteur. Dans l’article paru dans Science Advances, l’équipe de recherche montre que ce capteur inertiel quantique fournit un signal continu à la cadence d’un capteur classique, avec une précision 50 fois meilleure, grâce à une calibration in situ et en temps réel fournie par la mesure quantique.
Sur chacun des trois axes de mesure, un accéléromètre mécanique est fixé sur le miroir de référence de l’interféromètre atomique, formant l’hybridation classique/quantique (voir photographie) permettant une mesure continue sans biais de l’accélération. Les trois composantes permettent de mesurer le vecteur « accélération » suivant une direction arbitraire. Le capteur est fixé sur une plate-forme de rotation permettant la démonstration de la mesure pour différents angles.
Les propriétés d’un tel instrument pourraient révéler tout leur potentiel dans des applications embarquées, sur des avions par exemple, notamment pour la navigation sans système de positionnement par satellites GNSS.
