La seconde va changer autour de 2030 : pourquoi notre unité de temps va-t-elle être redéfinie ?
Nous calculons l'équivalent d'une seconde selon une convention qui fêtera l'an prochain, son soixantième anniversaire. Depuis, de l'eau a coulé sous les ponts, et nos technologies permettraient de la définir beaucoup plus précisément : la plus haute instance mondiale de métrologie estime ainsi qu'il serait absurde de continuer à mesurer le temps avec un outil que ses propres successeurs surpassent d'un facteur cent..
Le Temps Universel Coordonné (UTC) est une norme internationale adoptée en 1972 pour synchroniser les horloges du monde entier. Elle repose sur la seconde atomique, une unité de temps ultra-précise définie par des horloges atomiques. Ces horloges mesurent le temps en observant les vibrations d’atomes, comme le césium 133, dont les électrons émettent un signal micro-onde à une fréquence constante de 9 192 631 770 oscillations par seconde. Cette définition a été fixée en 1967 par la 13ᵉ Conférence générale des poids et mesures (CGPM). Le UTC est essentiel pour des infrastructures critiques comme les réseaux télécoms (4G/5G), le système bancaire, les satellites ou le GPS. Sans cette synchronisation, des services comme les transactions financières ou la navigation par satellite deviendraient imprécis.
Depuis les années 2000, les scientifiques ont développé des horloges optiques, bien plus précises que celles au césium. Ces instruments mesurent le temps en utilisant des atomes comme le strontium 87 ou l’ytterbium 171, dont les fréquences de vibration sont dans le spectre de la lumière visible, soit cent mille fois plus élevées que celles du césium. Une horloge optique peut ainsi découper une seconde en plusieurs centaines de milliers de milliards de tranches, contre seulement 9,2 milliards pour une horloge à césium. Cette précision permet de détecter des écarts infimes, comme une dérive d’une seconde en 15 milliards d’années. Les horloges optiques sont déjà utilisées dans des laboratoires comme le NIST (États-Unis), le PTB (Allemagne) ou le LNE-SYRTE (France), mais elles restent des prototypes coûteux et complexes.
La définition actuelle de la seconde, basée sur le césium 133, date de 1967 et n’a plus la précision nécessaire pour les technologies modernes. Les horloges optiques offrent une stabilité et une exactitude inégalées, ce qui permettrait d’améliorer des domaines comme le GPS, la surveillance des séismes ou l’étude des trous noirs. La CGPM se réunira en octobre 2026 pour voter une feuille de route menant à une nouvelle définition de la seconde d’ici 2030. Cette redéfinition s’appuiera sur les fréquences optiques, mais elle nécessite des critères stricts : accord entre horloges du monde entier à une précision de 10⁻¹⁸, contribution régulière au Temps atomique international (TAI), et prise en compte des effets de la relativité générale, où le temps s’écoule différemment selon l’altitude.
Avant d’adopter une nouvelle définition, huit critères doivent être remplis, dont trois sont particulièrement exigeants. D’abord, les horloges optiques de différents continents doivent s’accorder à une précision de 10⁻¹⁸, soit une erreur maximale d’une seconde en 30 milliards d’années. Ensuite, elles doivent contribuer régulièrement au TAI, un temps de référence calculé à partir de plus de 400 horloges atomiques dans le monde. Enfin, la relativité générale impose de mesurer l’altitude des laboratoires à un centimètre près, car une différence de quelques centimètres suffit à fausser les mesures à cette échelle. Aucun de ces critères n’est encore rempli, et une redéfinition en 2030 reste incertaine. Si les obstacles persistent, le report à 2034 est envisagé.
La redéfinition de la seconde n’aura aucun effet visible dans la vie courante : une seconde restera une seconde. Cependant, cette avancée technologique aura des répercussions majeures sur des domaines scientifiques et techniques. Les horloges optiques permettront d’améliorer la précision du GPS, de mieux surveiller les phénomènes géologiques comme les séismes ou la montée des océans, et d’affiner les instruments d’astrophysique pour observer les trous noirs. Comme par le passé, chaque progrès dans la mesure du temps a ouvert la voie à des découvertes scientifiques majeures. Les horloges optiques pourraient ainsi contribuer à percer des mystères comme celui de la **matière noire**. Cette redéfinition s’inscrit donc dans une logique d’innovation continue, sans bouleverser notre perception immédiate du temps.
