Deux capteurs quantiques créés par l’entreprise québécoise SBQuantum ont été lancés dans l’espace avec succès lundi. Ces capteurs mesureront avec une précision inégalée le champ magnétique terrestre qui se déplace de plus en plus rapidement vers la Sibérie. À terme, ces magnétomètres quantiques à diamant viendront supplanter l’usage du GPS comme aide à la navigation.

« C’est un moment historique que nous vivons avec les technologies quantiques au Québec », lance avec jubilation David Roy-Guay, qui a fondé SBQuantum après un doctorat en physique quantique à l’Université de Sherbrooke et un stage postdoctoral sur la technologie des boussoles à base de diamant.

Depuis 2019, l’équipe de SBQuantum basée à Sherbrooke s’applique à relever le défi MagQuest lancé par l’Agence nationale de renseignement géospatial (NGA, une branche de la Défense américaine) et qui vise le développement de nouvelles technologies permettant de surveiller de près l’évolution du champ magnétique terrestre et ainsi de maintenir à jour et avec une grande précision la carte du champ magnétique planétaire, appelé Modèle magnétique mondial.

Cette fameuse carte du champ magnétique planétaire est utilisée par tous les systèmes de navigation, dont celui présent dans nos téléphones intelligents. Les avions, les bateaux et les voitures aussi se servent de magnétomètres, qui sont en quelque sorte des boussoles qui leur indiquent leur orientation par rapport au nord magnétique de la Terre. Les magnétomètres sont habituellement utilisés de manière conjointe avec le GPS. Ce dernier nous dit simplement où nous sommes, mais pas vers où nous allons.

« Mais il y a certains environnements, comme l’Arctique ou des zones de conflit, où le signal GPS peut être de piètre qualité, ou falsifié, ou simplement brouillé par des opposants. Dans ces cas-là, le GPS ne fonctionne pas assez bien pour faire de la navigation. Ce que nous avons lancé dans l’espace, c’est un premier pas vers une navigation basée uniquement sur les cartes du champ magnétique terrestre, sans le GPS », souligne M. Roy-Guay.

En ce moment, la carte du champ magnétique planétaire est produite par la constellation de satellites européens Swarm qui sont en fin de vie. « Les Américains voulaient remplacer ces satellites-là, qui sont essentiels à tous les instruments de navigation, et développer leur propre capacité souveraine. Ils ont alors lancé un appel d’innovations dans le but d’avoir de plus petits satellites, plus agiles, pour produire cette carte. Et c’est à ce concours que nous avons appliqué, avec l’idée de le faire avec notre technologie quantique », explique M. Roy-Guay.

Parcours

Dans un premier temps, SBQuantum a été sélectionné parmi dix groupes en lice avec un prototype qu’elle avait mis au point avec une équipe d’ingénierie de l’Université de Sherbrooke. Lors de la deuxième phase, l’entreprise québécoise a engagé une collaboration avec Spire Global, une compagnie spécialisée dans le déploiement de satellites. Les satellites de Spire Global collecteront les mesures prises par le magnétomètre et les transmettront ensuite à la Terre.

Ensuite, SBQuantum a construit l’instrument, qui est de la taille d’un carton d’un litre de lait et qui comprend deux capteurs quantiques. Ceux-ci ont été montés sur un satellite CubeSat très compact (de 20 cm sur 40 cm sur 10 cm). Le satellite a été lancé par une fusée SpaceX depuis la base militaire de Vanderberg, en Californie. En fin d’avant-midi lundi, il avait atteint une altitude de 600 kilomètres — similaire à celle de la Station spatiale internationale —, où il demeurera sur une orbite synchronisée avec le Soleil. « Il sera donc en permanence face au Soleil et pourra ainsi cartographier l’ensemble de la Terre », précise M. Roy-Guay.

Cette dernière étape est « une mission de démonstration. Nous devons démontrer que notre appareil est capable de générer de bonnes données une fois en orbite. Au cours des six prochains mois, nous rencontrerons les experts de la NASA, de la NGA et de la National Oceanic and Atmospheric Administration [NOAA], qui nous donneront du feedback sur nos données. Et alors, nous démontrerons que nous pouvons recalibrer et rectifier nos données une fois en orbite », note le chercheur devenu entrepreneur, qui espère relever le défi, qui se conclurait par un contrat de 20 ans.

On imagine que leurs chances sont bonnes, car la technologie quantique utilisée permet des mesures d’« une précision et d’une fiabilité qu’il n’est pas possible d’atteindre avec des capteurs classiques ».

Les données fournies par ce magnétomètre quantique permettront de dresser de nouvelles cartes du champ magnétique terrestre plus fréquemment qu’en ce moment, ce qui rendra la navigation plus sécuritaire dans la mesure où le mouvement du champ magnétique terrestre s’accélère, et ce, particulièrement dans l’Arctique.

La précision de ce nouveau magnétomètre sera aussi d’une grande utilité en matière de sécurité et de défense, notamment pour détecter des sous-marins censés être indétectables, souligne M. Roy-Guay.