De la Ola des stades au soliton dans les fibres optiques

    Les ondes de toute nature, mécaniques, électriques, optiques, acoustiques. jouent un rôle important dans la pratique du sport. Citons quelques exemples fascinants: au cours d’une course de voilier en haute mer, le skipper doit recueillir un certain nombre d’informations stratégiques, telle que sa position à chaque instant. Pour se faire il utilise la navigation par satellite (GPS) exploitant les micro-ondes. Il peut être également victime d’ondes scélérates, vagues gigantesques de 30 mètres de haut, véritables monstres des mers qui ont détruit le Manureva. Les ondes, vecteurs de communication, sont également exploitées en spéléologie. Les ondes de choc radiales acoustiques de haute énergie constituent une thérapie efficace pour le traitement des tendinites...

    La Ola des stades constitue un phénomène spectaculaire et correspond à une onde hu-maine solitaire et persistante se propageant sans déformation sur de grandes distances (plu-sieurs tours de stade). Cette onde, véritable cadeau de la nature que l’on appelle soliton, est remarquable puisqu’elle permet de s’affranchir de deux phénomènes physiques néfastes : la dispersion qui provoque un étalement de l’onde, tel l’étirement d’un peloton cycliste, et la non linéarité, qui quant à elle, provoque une distorsion de l’onde, tel le déferlement des va-gues sur une plage, bien connu des surfeurs.

    D’un point de vue historique, les solitons ont été découverts en hydrodynamique par un ingénieur écossais, John Scott Russell en 1834. Pour l’anecdote, il est à noter que la seconde observation du soliton hydrodynamique fut ensuite réalisée à Dijon par Henri Bazin en 1863. Mais le soliton connaît ses lettres de noblesse depuis sa première observation dans les fibres optiques en 1980. Comme nous le verrons, la robustesse du soliton optique en fait un bit d’information idéal pour les systèmes de communication de nouvelle génération.

    Nous montrerons que les fibres optiques sont à l’origine d’une révolution technologique en matière de télécommunications sous-marines et terrestres car elles sont capables de transmettre des informations (son, vidéo ou texte) à la vitesse de la lumière sur plusieurs mil-liers de kilomètres. La plupart des grands opérateurs des télécommunications offrent au-jourd’hui des services à des débits de plus en plus élevés sur les réseaux d’accès, impliquant le déploiement sur ceux-ci de techniques optiques jusqu’à l’utilisateur (FTTH : Fiber To The Home). Cette forte croissance du débit dans les réseaux d’accès va entraîner une augmenta-tion du débit global sur les réseaux longues distances.

    L’objectif de la conférence est de montrer comment les solitons optiques constituent une technologie de transmission originale avec une augmentation des débits pour les trans-missions à très longue distance. C’est ainsi que les communications numériques par fibres op-tiques autorisent des débits de transmission dépassant désormais de plus d'un ordre de gran-deur la vitesse des dispositifs électroniques disponibles pour la génération et le traitement des signaux. Une description complète d’une ligne de transmission par fibres optiques per-mettra de comprendre quelles sont les limites imposées par l’électronique et les solutions pour les dépasser. Notons que les communications par fibres optiques à hauts débits permet-tent la retransmission en direct de très haute qualité d’évènements sportifs telles que les épreuves de ski Alpin ou de Formule 1. Les solitons pourraient servir également pour faire fonctionner les muscles artificiels de robots, constitués de polymères organiques.

    Nous mentionnerons également d’autres applications des fibres optiques, tels que les capteurs à fibres optiques qui peuvent servir dans le contrôle des freins d’une voiture de course, ou bien encore le vêtement communicant tissé à base de fibres optiques qui trouve tout son intérêt dans la tenue vestimentaire du sportif.