L’histoire du câble sous-marin
Les câbles actuels transmettent jusqu’à 250 térabits de données par seconde, mais leur technologie remonte aux années 1800, lorsque des scientifiques et des ingénieurs comme Werner Siemens ont trouvé le moyen de poser du câble sous-marin sous les fleuves, la Manche et la mer Méditerranée.
Bon nombre des premiers câbles ont échoué, notamment parce que le poids d’un câble posé au fond de l’océan l’aurait déchiré en deux.
Le premier projet de câble transatlantique qui a réussi n’a fonctionné que pendant trois mois en 1858 avant de tomber en panne, ne pouvant envoyer qu’un peu plus d’un mot par minute.
Mais les investisseurs désireux de profiter de la rapidité des communications ont financé le développement d’une meilleure technologie.
Une plus grande pureté du cuivre a amélioré la transmission du signal, une gaine plus solide a réduit les ruptures de câble, des répéteurs installés périodiquement le long du câble ont augmenté la force du signal et l’isolation en polyéthylène a remplacé le matériau caoutchouteux récolté sur les arbres à gutta-percha.
Les appels téléphoniques ont fini par remplacer les messages télégraphiques, poussant la technologie encore plus loin.
Un câble transatlantique installé en 1973 pouvait gérer 1 800 conversations simultanées.
En 1988, AT&T a installé le premier câble transatlantique utilisant des brins de fibre optique au lieu de fils de cuivre, une innovation qui a permis de porter la capacité à 40 000 appels téléphoniques simultanés.
L’usine de câbles sous-marins de SubCom remonte à ses origines, dans les années 1800, où elle fabriquait des cordes.
“À l’époque, la plupart des câbles étaient utilisés sur des navires ou devaient être transportés par des navires”, explique M. Coughlan, PDG de SubCom.
“Une usine dans un port profond, avec un accès rapide à l’océan et des capacités d’enroulement, c’est ce qu’il fallait pour se transformer en entreprise de câbles téléphoniques.
La technologie des câbles sous-marins
Les lignes à fibres optiques transmettent les données sous forme d’impulsions de lumière laser.
Comme pour les lignes terrestres à fibre optique, l’utilisation de plusieurs fréquences de lumière – des couleurs, pour vous et moi – permet d’envoyer plus de données à la fois.
Les équipements de réseau situés à chaque extrémité d’un câble codent les données dans la lumière pour la transmission et les décodent après réception.
La fibre optique est idéale pour la transmission rapide de données à haut débit et sur de longues distances, mais cette technologie a ses limites.
C’est pourquoi le câble comporte tous les 30 à 60 kilomètres un gros renflement appelé répéteur, qui permet d’augmenter la puissance du signal.
Les répéteurs ont besoin d’énergie, et c’est là qu’une autre partie de la construction du câble entre en jeu.
À l’extérieur des brins de fibre optique, une couche de cuivre transporte de l’électricité à une tension pouvant atteindre 18 000 volts.
C’est suffisant pour alimenter des répéteurs tout au long de l’océan Pacifique à partir d’une seule extrémité du câble, bien que l’alimentation soit généralement disponible aux deux extrémités pour une plus grande fiabilité.
Pourquoi ne pas continuer à augmenter la puissance du laser pour ne pas avoir besoin de répéteurs aussi souvent ?
Parce qu’une augmentation trop importante finirait par faire fondre les fibres, explique Brian Lavallée, directeur principal chez Ciena, le géant des technologies de réseau.
Son entreprise fabrique l’équipement de réseau à chaque extrémité des câbles sous-marins, employant différentes méthodes de codage des données – manipulant la fréquence, la phase et l’amplitude des ondes lumineuses – pour comprimer autant de données que possible sur chaque fibre.
“Nous sommes parvenus à nous approcher de très près de la limite de Shannon, qui est la quantité maximale d’informations que l’on peut envoyer par un moyen de communication”, a déclaré M. Lavallée.
Comment les navires installent un câble sous-marin
Les entreprises qui installent un câble commencent par choisir un itinéraire, en faisant des relevés pour éviter les problèmes marins tels que les réserves naturelles, les fonds marins accidentés et les autres câbles.
Lorsque plusieurs pays, sociétés de télécommunications et entreprises sont concernés, la recherche d’un tracé acceptable et l’obtention de permis peuvent s’avérer très complexes.
Les câbles eux-mêmes sont progressivement acheminés à partir de navires spécialisés.
Ce n’est pas aussi simple que de dérouler sa ficelle lorsqu’on fait voler un cerf-volant un jour de grand vent.
Les fils de fibre optique sont étroits, mais les câbles sous-marins sont plus épais, plus lourds et plus volumineux.
Ils sont stockés dans des cylindres métalliques qui les enroulent et les déroulent lorsqu’ils sont déplacés de la terre au navire ou d’un navire à l’autre.
Les trois “réservoirs” d’un seul navire peuvent contenir 5 000 tonnes de câbles, soit environ 1 800 miles de câbles légers et 600 miles de câbles blindés pour les eaux très fréquentées.
SubCom doit déterminer l’ordre d’installation de chaque segment de câble et s’assurer qu’au début de l’installation, la bonne extrémité du câble se trouve en haut de la bobine.
Cela signifie qu’avant d’être chargé sur le navire, le câble doit être stocké à l’entrepôt de SubCom, “retourné” dans l’autre sens.
Il s’inverse pour retrouver la bonne configuration lorsqu’il est transféré boucle par boucle sur le navire, a expliqué M. Coughlan de SubCom.
C’est déjà compliqué, mais les conditions météorologiques, les permis ou d’autres problèmes peuvent obliger à modifier l’ordre d’installation.
Cela peut nécessiter le retournement d’un câble en mer avec deux navires côte à côte.
Dans un secteur très numérique, il s’agit en fait d’un problème très analogique, car il faut tenir compte de facteurs tels que les embardées des navires en haute mer, le poids du câble et ses limites de flexion.
“Nous avons un homme en particulier qui est un véritable savant en la matière”, explique M. Coughlan.
“Il doit d’abord être capable de résoudre le problème à la main avec de la ficelle, car nous avons constaté que la modélisation informatique ne fonctionne jamais.
Près de la côte, les câbles sont armés de câbles d’acier et enfouis dans le fond marin à l’aide d’une charrue spéciale remorquée derrière le navire.
La charrue remonte dans l’eau chaque fois que le nouveau câble croise un autre déjà installé.
Dans les eaux plus profondes, où les équipements de pêche et les ancres ne posent pas de problème, le câble est moins bien protégé et est simplement posé sur le fond de la mer.
Réparation d’un câble sous-marin sectionné
Le câble sous-marin est très résistant, mais tous les trois jours environ, un câble est sectionné, selon TeleGeography.
Les principaux coupables, qui représentent environ 85 % des coupures, sont les équipements de pêche et les ancres.
Les navires s’ancrent souvent pour résister aux tempêtes, mais celles-ci les poussent et ils traînent leurs ancres.
La plupart des autres coupures sont dues à la Terre elle-même, comme les tremblements de terre et les coulées de boue.
Les Tonga, dont l’unique connexion par câble sous-marin a été coupée par une éruption volcanique, en sont un autre exemple.
Le changement climatique provoqué par l’homme, qui engendre des tempêtes plus extrêmes, inquiète Rey de Microsoft.
“Ce qui m’empêche de dormir la nuit, ce sont les événements climatiques à grande échelle”, a-t-il déclaré.
En 2012, l’ouragan Sandy a coupé 11 des 12 câbles à haute capacité qui relient les États-Unis et l’Europe.
La plupart des coupures se produisent plus près de la terre, où le trafic maritime est plus important et où l’eau est moins profonde.
Là, les câbles sont recouverts d’une armure métallique et enfouis dans le fond marin, mais même dans ce cas, les coupures de câbles sont une question de temps, et non de probabilité.
À tout moment, plus de dix câbles sont généralement coupés dans le monde, a indiqué M. Quigley, de Google.
La pire saison pour les coupures se situe entre octobre et décembre, en raison d’une combinaison de conditions météorologiques plus rudes et d’activités de pêche.
Les câblo-opérateurs peuvent localiser avec précision les endroits où les câbles sont coupés, mais les navires de réparation doivent souvent attendre les autorisations gouvernementales.
Les réparations durent en moyenne deux semaines, selon M. Rey, mais il est fréquent qu’elles durent trois ou quatre semaines, d’après Takahiro Sumimoto, chef de la division des câbles marins de la société japonaise de télécommunications NTT.
Après le tremblement de terre de Fukushima en 2011, il a fallu deux mois.
“La profondeur était trop importante et le câble a été coupé en morceaux”, explique M. Sumimoto.
La réparation nécessite qu’un navire remonte une extrémité du câble cassé, souvent à l’aide d’un grappin utilisé depuis des siècles.
Le navire fait flotter cette extrémité du câble à l’aide d’une bouée pendant que l’autre extrémité est récupérée.
Le navire raccorde les fibres optiques, les épissures étant logées dans un emballage plus épais.
