PLAN 2009-3 - Ordre des ingénieurs du Québec

«LES TRAVAUX REALISES PAR NOS
CHERCHEURS VISENT À DÉVELOPPER
DES COMPÉTENCES ET DES CAPA-
CITÉS QUI SERVIRONT AUX FUTURES
MISSIONS CANADIENNES.»
des capacités qui serviront aux futures
missions canadiennes. »
Pour toutes ses activités de recherche,
l'ASC effectue des transferts de technologies
vers des entreprises ou des universités
afin d'accroître l'expertise canadienne dans
le domaine spatial. Ces transferts ne sont
pas exclusifs, c'est-à-dire que plus d'une
entreprise ou plus d'une université peut
avoir accès aux détails des travaux effectués
par les chercheurs de l'ASC.
Gilles Brassard brosse un bref portrait
de quelques-uns de ces projets qui nous
amènent aux portes du futur.
CAPTURER LA LUMIÈRE
Qu'ils servent de relais à des fins de télécommunications
ou de plateformes d'observation
de la planète, les satellites en orbite
autour de la Terre utilisent des ondes radio
pour transmettre les données. Les systèmes
utilisés actuellement fonctionnent bien,
sauf que la largeur de la bande passante
est plutôt limitée. Ainsi, pour augmenter
la capacité et la vitesse de transmission des
données, les chercheurs du monde entier
s'intéressent aux propriétés de la lumière,
plus précisément à celles du laser, comme
moyen de communication. La communication
optique se contente également de récepteurs
et d'émetteurs relativement plus petits
que les fréquences radio, ce qui constitue
un avantage de taille puisqu'on vise toujours
à réduire le poids des équipements
à bord des satellites.
À l'ASC, des chercheurs travaillent à
mettre au point un système de poursuite
non linéaire capable d'établir et de maintenir
un lien de communication optique,
principalement entre les satellites, mais
aussi entre ceux-ci et les stations terrestres.
« Le lien optique offre évidemment l'avantage
Dispositif expérimental
pour communications
intersatellitaires au
moyen de lasers.
d'une largeur de bande plus intéressante que les liens radio,
indique Gilles Brassard. Par contre, l'acquisition, ou la réception,
et la poursuite posent des difficultés. » C'est particulièrement vrai
lorsque deux satellites se déplacent très rapidement autour de la
Terre, à des dizaines de milliers de kilomètres à l'heure. C'est déjà
un défi d'établir le contact, c'est un tour de force de le maintenir.
SAISIR LES NUANCES
Il s'agit donc de mettre au point une technologie qui permet la
réception, puis le verrouillage du faisceau, l'antenne étant en
mesure de suivre constamment ce dernier. « Nous avons élaboré
une méthode qui met à profit les propriétés non linéaires de certains
matériaux optiques, soient des cristaux liquides nématiques
», mentionne Gilles Brassard. Ces cristaux peuvent changer
de propriétés selon l'environnement auquel ils sont exposés, ce
qui en fait des matériaux intéressants pour les systèmes optiques
actifs. «Dans ce cas-ci, exphque l'ingénieur, nous avons choisi
un cristal sensible à la température. L'indice de réfraction change
en fonction de cette dernière. »
Le cristal est placé entre le point focal et la lentille du récepteur
optique. «Avec ce système, nous obtenons une poursuite
intrinsèque du système sans mouvement mécanique du récepteur,
à l'intérieur d'une plage angulaire intéressante. » Pour des
faisceaux optiques entre satellites, la plage angulaire nécessaire
est plutôt mince. « Une fois que le faisceau est capté, précise Gilles
Brassard, il suffit d'une fenêtre d'environ 5 milliradians. » Lorsque
le faisceau tombe à l'intérieur de cette plage angulaire, le cristal,
grâce à ses propriétés non linéaires, est en mesure de le ramener
automatiquement dans le plan focal du récepteur, pour effectuer
une sorte de mise au point. Pour y arriver, l'appareil analyse les
petites différences de températures induites par le faisceau
optique, petites nuances que le cristal liquide nématique permet
de saisir, étant donné qu'il s'agit d'im cristal plus voisin de l'état
liquide que de l'état cristallin, dans lequel les molécules, très
allongées, peuvent se déplacer parallèlement les unes par rapport
aux autres.
Le système conçu par l'ASC permet de garder le signal optique
au point focal sans qu'il soit nécessaire de se servir d'un système
mécanique (comme im mécanisme vernier), im avantage supplémentaire
quand on cherche à réduire le poids à bord.
COMPENSER LE MOUVEMENT INCESSANT
Pour mieux saisir l'enjeu, il faut comprendre que pour établir ime
commimication optique entre deux satellites, la première phase
consiste à capter le signal. «Nous avons alors besoin de connaissances
PLAN : AVRIL 2009 : : 15