A la fin de cette lecture, vous ne regarderez plus les smartphones de la même manière. Avec leurs capteurs de mouvement, on les savait capables de mesurer les tremblements de terre. Avec leurs lentilles photographiques, ils se transforment en microscopes. Certains parlent même de « smartphonique » pour désigner toutes les expériences, optiques, magnétiques, mécaniques réalisables avec ces appareils.
Désormais, grâce à une équipe de Google en Californie, associée aux universités Harvard (Massachusetts) et du Colorado, on apprend, dans Nature du 13 novembre, qu’ils peuvent aussi servir à voir ce qui se passe au-dessus de nos têtes, à des centaines de kilomètres d’altitude, dans l’ionosphère. Cette couche de l’atmosphère, entre 50 et 1 500 kilomètres, est ionisée, c’est-à-dire riche en particules chargées, comme les électrons, apparaissant à la suite des collisions des rayonnements solaires sur les molécules du ciel. Elle aide les ondes radio à traverser de grandes distances et est le siège des magnifiques aurores boréales. Bon nombre de satellites y circulent.
Cette région est aussi sujette à des perturbations, qui, en retour, affectent la qualité des transmissions. Les 3 et 4 février 2022, trente-huit satellites de la constellation Starlink de la société SpaceX ont été perdus à cause d’un surplus d’électrons apportés par un vent solaire. Le 18 novembre 2023, l’explosion à 149 kilomètres d’altitude du lanceur Starship de la même entreprise a « troué » l’ionosphère pendant une heure. Le 15 janvier 2022, l’éruption du volcan sous-marin Hunga Tonga (Tonga) dépouillait pendant un temps une zone de l’ionosphère de ses électrons.
Pour suivre ces aléas aux conséquences non négligeables, les terriens disposent de satellites et de 9 000 stations au sol captant les signaux des satellites de localisation (GPS, Galileo, Glonass…). Ces derniers ont, en effet, besoin de connaître l’état de l’ionosphère entre la station et le satellite pour permettre une localisation précise. Car les particules peuvent retarder le signal et donc rendre plus incertaine cette position. Quelques centaines de nanosecondes en moins se transforment en dizaines de mètres d’erreur au sol… En permanence, ces stations estiment l’état de l’atmosphère et permettent de compenser les défauts créés par ses humeurs.
L’union fait la force
Mais la couverture du globe n’est pas complète. D’où l’idée de se servir des smartphones qui sont dotés de puces GPS pour faire ces mesures partout et facilement. Elle repose sur deux atouts. Le premier est que les puces modernes utilisent au moins deux fréquences, qui ne sont pas affectées de la même manière par les perturbations de l’ionosphère. La concentration en électrons est évaluée en comparant les temps d’arrivée de ces deux signaux.
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