Communication chAotique à base de Lasers et détecteurs à cascade Quantique – CaLQ

L’objectif du projet CaLQ repose sur la démonstration d’une communication atmosphérique déterministe à clef secrète opérant dans le domaine du moyen infrarouge. La transmission de l’information sera réalisée en encodant le message dans un signal chaotique émis par un Laser à Cascade Quantique lequel sera ensuite enregistré à l’aide d’un Détecteur à Cascade Quantique. Le chaos est un type d’oscillations riches intrinsèque aux lasers, lesquels peuvent aisément présenter des instabilités spatiales ou temporelles. La route vers les chaos évolue selon un processus déterministe ce qui constitue une différence fondamentale par rapport aux processus stochastiques liés aux différentes sources de bruit du laser. La communication par chaos est une technologie éprouvée dans le proche infra-rouge (télécoms) mais qui n’a encore jamais été appliquée au moyen infra-rouge. Le choix de la longueur d’onde utilisée pour réaliser une communication en espace libre dépend à la fois de la transmission de l’atmosphère et de la diffusion par les aérosols. Les longueurs d’onde inférieures à la bande 8-12µm souffrent d’une diffusion importante (poussières, brouillards, nuages, etc) et les longueurs d’onde supérieures à cette bande sont absorbées jusqu’au domaine micro-onde. La gamme spectrale idéale étant donc 8-12 µm, le projet argue la réalisation de la toute première transmission sécurisée dans cette bande de transmission de l’atmosphère en exploitant le chaos généré par un laser à cascades quantiques. La première observation de chaos dans des structures à cascades fut le résultat du projet initial (thèse de L. Jumpertz doctorante 100% DGA). Tous ces éléments confèrent donc au projet CaLQ un caractère fortement innovant. Outre la preuve de concept, le projet vise à étudier la problématique des communications chaotiques au moyen infrarouge ainsi qu’à identifier les mécanismes et les paramètres clés. L’articulation du projet repose sur un consortium d’experts solide avec une très bonne complémentarité. Télécom ParisTech (TPT) est responsable de la réalisation du système de communication en espace libre utilisant le régime chaotique du laser. Pour ce faire, les deux briques technologiques essentielles à la réalisation d’un tel système seront développées par mirSense (MIRS) pour la partie laser et par le III-V Lab pour la partie détecteur. Enfin, Thales Alenia Space (TAS) apportera son expertise dans la définition du système de communication chaotique ainsi que dans sa validation. Les applications de la technologie développée dans le cadre du projet permettront d’établir une communication sécurisée et furtive sur des terrains dépourvus de toutes infrastructures. Si le système est suffisamment compact et efficace énergétiquement, son déploiement sur les différentes unités au sol ou dans les airs pourrait être envisagé afin d’établir un réseau sécurisé de communication. La faculté de communication haut débit est primordiale dans le cas où les informations doivent transiter très rapidement comme par exemple dans le cas d’une communication entre un drone et son centre de pilotage.