Une seconde de sommeil en plus le 30 juin

Métrologie Mardi prochain, la journée sera prolongée d’une seconde, afin de faire coïncider les horloges atomiques avec la rotation de la Terre

Une astuce récurrente dont certains scientifiques voudraient se débarrasser

«Au prochain top, il sera 23 heures 59 minutes et 60 secondes». Voilà ce que pourrait annoncer l’horloge parlante, dans la nuit du 30 juin prochain. C’est la date qui a été retenue par le Service international de la rotation terrestre et des systèmes de référence (IERS) pour glisser une «seconde intercalaire» dans les rouages huilés du temps. Pas de quoi rattraper du sommeil perdu, certes, mais cette seconde a son utilité: faire coïncider deux échelles de temps, celle basée sur la cadence immuable des horloges atomiques, et celle basée sur la rotation de la Terre, qui connaît quelques fluctuations. Utilisée 25 fois depuis 1972, cette petite astuce est cependant régulièrement remise en question par certains métrologues. Son sort doit d’ailleurs être décidé en novembre prochain à Genève, lors de l’assemblée de l’Union internationale des télécommunications.

Pourquoi cette petite seconde suscite-t-elle pareil débat? Il faut remonter à la seconde moitié du XXe siècle, lorsque fut redéfinie la seconde. Avant cette date, les métrologues mesuraient le temps grâce à des paramètres astronomiques. Un jour correspondait ainsi à la durée moyenne prise par le Soleil pour passer deux fois consécutivement au-dessus du méridien de Greenwich à midi. Ainsi défini par le GMT (Greenwich Mean Time), chaque jour pouvait être divisé en 24 heures égales, puis en 1440 minutes, et enfin en 86 400 secondes.

Mais la donne change en 1955 avec l’arrivée sur le marché des horloges atomiques au césium, popularisées par les Britanniques Louis Essen et Jack Parry. Grossièrement résumé, le principe de ces instruments consiste à exciter des atomes de césium-133. Ce faisant, ces derniers émettent une radiation pérenne et mesurable, qui se répète très exactement 9 192 631 830 fois en une seconde astronomique.

Avec un décalage d’une seconde tous les trois millions d’années, cette mesure du temps dit atomique (ou TAI) est infiniment plus précise que le temps astronomique. Le Bureau international de l’heure, alors en charge de l’établissement de l’heure universelle, l’adopta en 1967, faisant de la seconde atomique la référence du temps au sein du système international d’unités (SI). Près de 500 horloges atomiques réparties dans divers laboratoires contribuent depuis à sa détermination.

Problème, ces instruments ont beau être de parfaits métronomes, la Terre, elle, ne tourne pas sur elle-même avec une précision aussi diabolique. «La rotation de la Terre a tendance à ralentir», explique Daniel Gambis, de l’IERS à Paris-Meudon. En cause, divers phénomènes tels que les marées, les vents, les tremblements de terre, ou encore la répartition de l’eau. «Le réchauffement des océans entraîne une redistribution de l’eau des pôles vers l’équateur, ce qui modifie l’énergie cinétique de la Terre et contribue à son ralentissement», mentionne Michel Grenon, de l’Observatoire de Genève.

En levant le pied, la Terre nous offre donc des jours plus longs. Pas de beaucoup: à peine 2 millisecondes par siècle. Cela suffit néanmoins à désynchroniser les deux échelles de temps. C’est pour y remédier qu’est née l’idée d’une seconde intercalaire en 1972. En suspendant un peu le temps atomique, on comble le retard pris par la Terre, et le tour est joué. C’est ce qu’on appelle le temps UTC (pour Temps universel coordonné, la base du temps civil international), correspondant au TAI ajusté en fonction de ce décalage.

Reste à savoir quand introduire une seconde intercalaire. L’opération ne peut pas se faire sur une base régulière, comme on ajoute tous les quatre ans une année bissextile au calendrier. Le ralentissement de la Terre variant de manière irrégulière et aléatoire, la solution consiste à le prévoir le plus fidèlement possible, à partir d’une multitude de paramètres géophysiques. C’est à l’IERS qu’il revient d’effectuer ces prédictions et d’en déduire l’écart présumé entre temps astronomique et temps atomique. Si l’écart attendu dépasse 0,9 seconde, l’IERS annonce alors l’ajout, sous un délai de six mois, d’une seconde intercalaire, insérée le 30 juin ou le 31 décembre. «Notre tâche consiste à remettre les pendules à l’heure», sourit Daniel Gambis.

C’est ce qui va se passer mardi 30 juin à 23:59:59 UTC (soit le 1er juillet à 1:59:59 heure suisse). Officiellement, cette dernière seconde avant minuit durera deux secondes, durant lesquelles l’UTC «attendra» un peu la Terre.

Certains voudraient en finir avec ce système. Et tant pis si d’ici mille ans le Soleil pourrait être au zénith non plus à midi, mais à treize heures. Mais pourquoi vouloir découpler nos horloges des cycles naturels? Les partisans de l’abolition invoquent des difficultés grandissantes vis-à-vis des systèmes informatiques. «Synchroniser les milliers de serveurs qui indiquent le temps au monde entier est une manipulation humaine qui comporte des risques», estime Felicitas Arias, directrice du Département Temps au Bureau international des poids et mesures (Paris).

C’est surtout le caractère irrégulier de la manipulation qui perturbe les ordinateurs. «Les systèmes informatiques ne sont pas conçus pour les secondes intercalaires. Pour éviter les plantages, nombre d’entre eux doivent être arrêtés.» Et la responsable de citer le cas du Japon, où de nombreux serveurs sont arrêtés «durant deux heures, en pleine matinée», ce qui empêche notamment toute production de documents officiels, qui doivent être dûment datés. Le monde de la bourse, avec ses transactions à haute fréquence effectuées par des machines (des milliers d’ordres sont passés chaque ­seconde), ou celui des télécommunications sont autant d’exemples de secteurs pouvant être affectés par une panne des serveurs de temps.

De quoi rappeler de mauvais souvenirs à la compagnie aérienne australienne Qantas. Le 30 juin 2012, lors de la précédente seconde intercalaire, celle-ci a vu s’effondrer son système de réservation en ligne Amadeus, retardant quelque 400 vols durant plusieurs heures. Des sites tels que Reddit ou LinkedIn avaient également subi des ralentissements dus aux crashs de certains serveurs.

Pourtant, de tels exemples demeurent rares. «Il n’y a eu que trois ou quatre incidents majeurs depuis 1972, rappelle Jacques Morel, de l’Institut fédéral de métrologie à Berne. La seconde intercalaire nécessite une reconfiguration des serveurs de temps, soit rien de plus qu’un petit bricolage software.» Même son de cloche du côté de Swisscom, où la fameuse seconde est glissée via «une petite mise à jour de routine, en tout cas pas un grand projet», confirme l’un des porte-parole, Christian Neuhaus. Alors, pour ou contre la seconde intercalaire? La Suisse opte pour la neutralité. «Mais supprimer une source d’erreurs potentielles, pourquoi pas», estime, à titre personnel, Jacques Morel.

Les astronomes, eux, sont d’un tout autre avis. «Ce serait faire fi de notre lien avec le milieu naturel. Nos vies sont calquées sur le temps solaire, il n’y a aucune raison d’abandonner la seconde intercalaire», s’agace Michel Grenon. «La seconde intercalaire est le meilleur compromis. C’est la technologie qui doit être au service de l’être humain, et pas l’inverse», lance Daniel Gambis, qui voit dans cette offensive l’œuvre des milieux militaires et financiers. Les ordinateurs sont-ils vraiment incapables de s’adapter à la seconde intercalaire? Difficile de l’imaginer, au vu des progrès accomplis en informatique. Si aucune solution satisfaisante n’a pour l’instant vu le jour, ce serait à cause de «la paresse intellectuelle des ingénieurs en informatique, comme lors du passage à l’an 2000», attaque Michel Grenon.

Il n’empêche: «le système actuel n’est pas adapté», assène Felicitas Arias, qui ira plaider sa cause à Genève en novembre. Un rassemblement auquel, étrangement, Daniel Gambis n’a pas été invité. Une manière de lui faire comprendre que le sort de la seconde intercalaire est déjà scellé? «Le débat a de toute façon quitté le versant scientifique pour un aspect politique», regrette le cadre de l’IERS. Les choses pourraient alors prendre une vilaine tournure. «Chacun veut désormais lancer sa propre échelle de temps, reconnaît Felicitas Arias, malgré les conséquences catastrophiques que cela pourrait avoir. Les unités doivent être discutées lors d’un débat scientifique et technique, et pas politique ou culturel.» D’ici là, la seconde intercalaire est en sursis.

«Ne plus synchroniser l’heure sur le Soleil serait faire fi de notre lien avec le milieu naturel»