Depuis 1967, une seconde correspond très exactement à 9 192 631 770 oscillations d’un atome de césium 133. Cet étalon, invisible dans notre quotidien, règle pourtant nos GPS, nos réseaux télécoms et les marchés financiers. Or il vit peut-être ses dernières années : les métrologues préparent la redéfinition de la seconde autour de 2030, au profit d’une nouvelle génération d’instruments, les horloges optiques. Explications sur une révolution discrète qui se joue en partie dans les laboratoires français.
Pourquoi changer un étalon qui fonctionne ?
Les horloges au césium restent remarquables, mais elles sont désormais dépassées. Les horloges optiques, qui interrogent les atomes à des fréquences beaucoup plus élevées (celles de la lumière visible plutôt que des micro-ondes), sont environ cent fois plus précises. Les meilleures atteignent une exactitude de l’ordre de 10⁻¹⁸, c’est-à-dire qu’elles ne dériveraient que d’une seconde sur plusieurs milliards d’années. Un tel écart de performance crée un décalage croissant entre la définition officielle et ce que la technologie sait réellement mesurer.
Ce n’est pas qu’une affaire de laboratoire. Une mesure du temps plus fine profite directement à la navigation par satellite, aux télécommunications, à la synchronisation des réseaux électriques, mais aussi à la géodésie — mesurer la forme de la Terre — et aux tests de physique fondamentale, comme la vérification de la relativité générale.
Une décision internationale qui s’accélère en 2026
Le calendrier est cadré par la Conférence générale des poids et mesures (CGPM), qui se réunit tous les quatre ans. Sa 28ᵉ session, en 2026, doit examiner une feuille de route : si un consensus se dégage sur l’option retenue et si les critères techniques peuvent être remplis à temps, une redéfinition officielle pourrait intervenir vers 2030. Rien n’est encore acté, mais la dynamique est lancée.
Pour préparer ce basculement, une équipe internationale dédiée a été mise en place dès juin 2020 au sein du Comité consultatif du temps et des fréquences, réunissant une quarantaine de contributeurs à travers le monde. La recherche française y tient une place de premier plan, notamment via le laboratoire SYRTE de l’Observatoire de Paris et le Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE).
Strontium, ytterbium ou plusieurs atomes à la fois ?
Reste une question de taille : sur quel atome fonder la nouvelle seconde ? Plusieurs candidats sont en lice, parmi lesquels le strontium, l’ytterbium ou encore des ions aluminium. Les horloges à réseau optique, qui piègent des milliers d’atomes dans un maillage de lumière laser, figurent parmi les favorites pour leur stabilité.
Une piste séduisante consiste à ne pas trancher pour un seul atome. La seconde serait alors définie à partir d’une combinaison de plusieurs transitions optiques pondérées entre elles. L’avantage : adopter le nouvel étalon sans attendre qu’une technologie unique s’impose définitivement sur toutes les autres.
Ce que cela changera (ou pas) pour vous
- Au quotidien, rien de visible : une seconde restera une seconde, votre montre ne sautera pas.
- En coulisses, des services critiques (positionnement, finance, énergie) gagneront en robustesse et en précision.
- À plus long terme, des capteurs de temps ultra-précis pourraient détecter d’infimes variations de gravité, utiles pour surveiller volcans, nappes phréatiques ou fonte des glaces.
Cette évolution illustre une tendance de fond de la science et de la technologie : redéfinir nos unités de mesure à mesure que les instruments progressent, comme cela avait déjà été fait pour le kilogramme en 2019. Un chantier qui relie recherche fondamentale et applications très concrètes du numérique, et que suit de près l’actualité scientifique.
Questions fréquentes
Qu’est-ce qu’une horloge optique ?
C’est une horloge atomique qui mesure le temps à partir des oscillations d’atomes excités par de la lumière laser, à des fréquences bien plus élevées que les micro-ondes utilisées par les horloges au césium. Résultat : une précision environ cent fois supérieure.
La seconde va-t-elle vraiment changer de durée ?
Non. L’objectif est de conserver la même durée de la seconde, mais de la définir à partir d’un étalon plus stable et plus précis. Le changement concerne la référence physique, pas la durée ressentie au quotidien.
Quand la redéfinition sera-t-elle effective ?
La CGPM de 2026 doit valider une feuille de route. Une adoption officielle n’est pas attendue avant 2030, et seulement si les conditions techniques et le consensus scientifique sont réunis.
