« La Chine sous le choc » : l’armée américaine obtient un réseau ultra-rapide avec 90 % d’énergie en moins grâce à une technologie secrète

La technologie des réseaux mobiles évolue à une vitesse fulgurante. Avec l’émergence des réseaux 5G, la demande en énergie a considérablement augmenté, posant des défis économiques et écologiques. Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université de Notre Dame, financés par l’armée américaine, développent une antenne innovante qui promet de révolutionner le secteur. Cette antenne, utilisant la technologie de l’index de gradient d’ondes millimétriques (GRIN), vise à réduire la consommation énergétique des réseaux 5G à seulement dix pour cent de celle des systèmes actuels. Ce projet pourrait non seulement alléger les coûts opérationnels des réseaux mobiles mais aussi offrir une solution plus durable pour l’avenir.

Une antenne à faible consommation d’énergie

Les chercheurs ont dévoilé une nouvelle antenne à faible consommation d’énergie, basée sur la technologie GRIN. Bien que les lentilles GRIN existent depuis plus d’un siècle, leur application aux réseaux 5G était jusqu’à récemment considérée comme irréalisable par de nombreux experts en technologie sans fil. Jonathan Chisum, professeur associé en ingénierie électrique, explique que l’un des principaux coûts d’exploitation d’un réseau cellulaire réside dans l’électricité, car chaque tour cellulaire utilise une antenne différente pour chaque bande, alimentée par des puces gourmandes en énergie. L’idée initiale était simple : concevoir une antenne à large bande capable de réaliser le travail de plusieurs puces énergivores grâce à la physique des matériaux. Benjamin Davis, étudiant en doctorat, travaille sur ces composants dans le laboratoire des circuits et systèmes micro-ondes et millimétriques.

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Pilotage de faisceau à large bande

Au cours des huit dernières années, Chisum et son équipe ont fait des découvertes majeures dans la science fondamentale du pilotage de faisceau à large bande. Ces avancées ont permis de créer une antenne capable de fonctionner sur toutes les bandes de fréquence pour la 5G, un exploit autrefois jugé impossible. Cette antenne à large bande et faible consommation est particulièrement utile pour l’armée américaine, qui doit gérer des réseaux 5G dans le monde entier, chaque région utilisant différentes fréquences. C’est une solution essentielle, car elle consomme très peu d’énergie et est suffisamment compacte pour être intégrée dans une plate-forme mobile, souligne Chisum.

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Solution 5G-en-mouvement

La technologie offre une solution « 5G-en-mouvement » avec une efficacité, sécurité et polyvalence accrues. Le développement de cette technologie est la première étape pour son intégration dans les réseaux mobiles à usage civil. Dans le laboratoire de Chisum, les chercheurs affinent les modèles numériques de l’antenne à lentille à l’aide de logiciels de conception assistée par ordinateur. Pour passer du laboratoire au terrain, une équipe de partenaires industriels, incluant des experts en réseaux sans fil et en fabrication additive, a été formée pour soutenir ce projet révolutionnaire.

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Prototype construit couche par couche

Les chercheurs ont également présenté un prototype d’antenne construit couche par couche, suivant un processus détaillé de 100 heures. Chaque antenne utilise un matériau diélectrique imprimé en 3D avec un motif répétitif de cellules gyroides. Nicolas Garcia, PDG de Cheshir Industries, a exprimé sa fierté de mener les efforts de conception de lentilles et d’array pour le programme de développement d’antennes 5G-en-mouvement de Notre Dame. Ce projet représente une étape importante dans l’avancement des capacités sans fil de notre nation, a-t-il conclu, marquant un jalon majeur dans la commercialisation des systèmes d’antennes GRIN à large bande.

Avec ces avancées technologiques, le paysage des réseaux sans fil pourrait être transformé, offrant des solutions plus respectueuses de l’environnement et économiquement viables. Comment cette nouvelle technologie influencera-t-elle l’avenir des réseaux mobiles et quelles implications aura-t-elle sur notre société ?