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D'où venons-nous? Où allons-nous? Seul le GPS le sait

Introduction

De tout temps, l'homme a voulu connaître sa position sur la terre. Il a commencé par utiliser des moyens élémentaires comme le sextant en navigation, la boussole pour indiquer le nord magnétique, le compas magnétique pour tenir un cap. Ces moyens sont utiles si on dispose des cartes du monde. Depuis peu, on dispose d'outils beaucoup plus sophistiqués comme le GPS.

Définition

Le terme GPS est une abbréviation de "Global Positionning System" qui signifie Système de Positionnement Général. Comme son nom l'indique, le GPS est un système de localisation par satellite.
Il permet de déterminer les coordonnées géographiques d'un point situé n'importe où dans le monde, 24 heures sur 24.
Le GPS est aussi de plus en plus utile pour de nombreuses personnes, puisqu'il est nécessaire dans leurs loisirs ou dans leur vie quotidienne en leur permettant de se situer en temps réel . En effet, le GPS permet de connaître une position géographique avec une plus ou moins grande précision. Ainsi, le camionneur, le capitaine de bateau, le marcheur en forêt ou le pilote d'avion n'auront pas les mêmes exigences envers la précision du système, car leur tolérance quant à l'exactitude de l'information fournie varie énormément.

Historique

Le GPS est à l'origine un système de navigation par satellite inventé par l'armée américaine qui contrôlait et finançait totalement le projet. Il est issu d'un programme de la défense qui a débuté en 1958 soit un an après le lancement du premier satellite, dans le contexte de la Guerre Froide. Ce programme visait au départ à obtenir la position d'un mobile terrestre à partir d'émissions radio en provenance d'un satellite. Il peut donc parfaitement faire suivre un itinéraire bien précis à des missiles téléguidés.
En 1960, les ingénieurs de la marine mettent au point le système Transit. Fonctionnant sur le même principe que les radars, il permet de positionner un point fixe avec une précision métrique. Cependant, des problèmes majeurs le rendent inutilisable : des temps de mesures très petits et deux survols du récepteur sont nécessaires. Le premier concept réalisé par le département de la Défense est apparu en 1965. Il fallut 13 ans pour arriver à la validation du modèle avec un essai de tir de missiles.
Le projet NAVSTAR venait de naître. Il consistait à envoyer 24 satellites dans l’espace, mais il dut s’arrêter en 1986 après l’explosion de la navette Challenger, qui a cloué au sol toutes les navettes durant plusieurs années. Le projet fut remis en question, mais relancé en 1989 pour terminer la mise en place des satellites en 1994. Le système fut finalement opérationnel en 1995.
De leur côté, les Soviétiques ont tenté de réaliser un projet similaire nommé Glonass. Il a débuté en 1982, fut complété en 1993. Ce ne fut cependant pas un grand succès, car de nos jours, seulement 8 satellites sont encore présents, mais on ne connaît pas leur état.
Dans un premier temps réservé aux militaires, qui envisageaient d'en crypter les émissions, le GPS sera ouvert à une utilisation civile sous la pression du marché. Puisque le contrôle de ce système est tout de même gardé par l’armée américaine, les Européens ont décidé de créer le projet Galileo. Il consiste en un système plus efficace utilisant plus de satellites. Ce système devrait être opérationnel en 2008.

Exemples reliés à l'utilisation du GPS

Comme nous l’avons mentionné précédemment, le GPS avait d’abord des applications militaires. Le but était de fournir un moyen de positionnement totalement furtif, de faire disparaître les problèmes dus aux stations terrestres et de couvrir la planète entière à l’aide d’un seul et même système. Puisque l’on peut connaître la position d’un missile ou d’un avion en tout temps, on peut même aller jusqu’à piloter à distance un appareil, permettant ainsi d’éviter les pertes humaines.
Puisqu’il le système est maintenant public, il a aussi beaucoup d’autres utilisations. Il permet notamment de retrouver son chemin dans la nature, ce qui est très utile pour les pêcheurs et les amateurs de plein air. La présence du GPS dans le pilotage des avions a permis de réduire la largeur des couloirs aériens, qui était plus large pour éviter les collisions en plein ciel. Ainsi, il peut y avoir plus d’avions à la fois dans le ciel et de plus, cela allège la tâche des contrôleurs aériens. Cette invention permet aussi de connaître en tout temps la position d’une flotte de véhicules, par exemple les taxis parisiens. Cela permet à la personne qui distribue les courses aux chauffeurs d’envoyer la personne la plus proche, pour ainsi économiser sur du temps et de l’argent. L’une des utilisations les plus connues du GPS est celle faite par les automobilistes. Des petits appareils permettent de se localiser grâce au GPS et de donner les indications sur le trajet, la distance et le temps nécessaire pour se rendre à une adresse précise.
Le système a aussi des applications qui permettent de faciliter la vie des gens souffrants de maladie ou d’handicaps et de leurs proches. On a ainsi développé un système pour aider les non-voyants à se localiser et un autre pour pouvoir localiser les personnes souffrants de la maladie d’Alzheimer en tout temps et ainsi de pouvoir les retrouver s’ils se perdent. Il existe même un système qui, mis en parallèle avec une puce qui détecte les signes précurseurs d’une crise cardiaque, envoie directement un signal à l’ambulance via le GPS pour situer la personne à l’endroit où elle va faire sa crise cardiaque. L’ambulance partirait alors beaucoup plus vite que s’il fallait lui téléphoner et maximisera alors les chances de survie de la personne, qui, à la limite, pourrait être envoyé à l’hôpital avant même de faire son infarctus.
La compagnie Hydro Québec, une société d’état qui a le monopole sur la production électrique du Québec, utilise aussi le GPS de manière très ingénieuse. Elle utilise cette technologie pour détecter l’endroit exact où s’est abattue la foudre et pour ainsi détourner le courant des lignes qui passent près des zones orageuses vers des zones moins dangereuses. Un détecteur d’onde électromagnétique est placé dans 13 endroits précis de la province (en grande majorité dans le sud, là où vivent plus de 90% de la population). Ils sont combinés avec des récepteurs GPS, qui sont en lien direct avec les satellites et qui peuvent donc avoir accès à l’heure sur des horloges atomiques. Le temps entre la détection du signal d’un coup de tonnerre dans chacune des stations et la synchronisation parfaite des horloges permet à Hydro Québec d’agir rapidement dans des situations potentiellement critiques.

Pertinence du GPS

À travers les nombreux exemples du concept, nous avons déjà survolé les utilités multiples du GPS. Par contre, sa pertinence peut être remise en cause lorsqu'il est question des enjeux éthiques reliés à ce système:

Questions sur la pertinence du GPS:
1. Comment les GPS pourraient améliorer votre vie de tous les jours?
2. Comme l'armée américaine est l'investigatrice du système actuel, elle a un droit de véto final sur les régions du globe accessibles par le GPS. Par exemple, la région de la prison militaire de Guantanamo à Cuba est inaccessible par un GPS. Que pensez-vous du fait que les États-Unis détiennent ce contrôle?
3. Le GPS peut aussi servir à guider des avions sans pilote qui ont comme objectif d'atteindre des cibles avec des missiles. Ceci permet d'éviter de perdre un pilote au combat, mais aussi, de déshumaniser l'action de tuer, puisque personne n'est directement responsable du missile lâché. Comment jugez-vous cette pratique? Est-ce acceptable pour vous?

Promesses, limites et enjeux

Le GPS est voué à un avenir prometteur. En effet, les nombreuses applications qu'on lui trouve aujourd'hui ne sont que la pointe de l'iceberg. On ne cesse de découvrir d'autres utilités dans des champs de plus en plus variés comme la médecine, les transports et la recherche environnementale. L'utilisation du GPS se développe aussi dans le secteur privé à une vitesse fulgurante.
Par contre, ce système a également certaines limites. On ne s'en sert que pour se situer à très grande échelle. Le marché du GPS est immense et compétitif, alors certaines compagnies en profitent pour vendre des récepteurs de moindre qualité. Le nouvel utilisateur qui ne connaît pas les normes de qualité d'un GPS achètera son récepteur à moindre coût, mais la précision de ce dernier diminuera certainement. Le système global de positionnement est prévu pour qu'un grand nombre de satellites soient orientés vers les zones urbaines populeuses. À ces endroits, le manque de précision d'un GPS est minime. Cependant, les zones plus isolées du globe sont moins bien couvertes par les satellites, ce qui augmente grandement les risques d'erreur sur un récepteur de moins bonnes qualités.
Comme nous l'avons soulevé précédemment dans une des questions, le système actuel fut créé par l'armée américaine qui en détient toujours le contrôle total. Ce contrôle soulève des enjeux politiques et éthiques. Le gouvernement américain peut décider de brouiller une région du globe selon ses propres intérêts (surtout militaires) et possède donc un avantage sur tous les autres utilisateurs du système. C'est pour ces raisons que l'Union Européenne a lancé le projet Galileo, dont nous avons fait mention dans l'historique. Nous ne savons toujours pas si le système fera l'objet d'un contrôle aussi grands que celui des États-Unis, mais les intentions des dirigeants européens sont de rendre leur système le plus libre et accessible possible.

Concepts reliés

Si l'armée américaine est importante dans ce système, l'Agence Spatiale Américaine (NASA) l'est tout autant. C'est elle qui conçoit et envoie les satellites dans l'espace, qui doit les placer sur les bons orbites et qui doit assurer, par des missions spatiales, l'entretien de ces satellites.
Le GPS est maintenant l'outil de référence quant à la reconnaissance du terrain sur la Terre. Il offre une précison remarquable pour les chercheurs et scientifiques. C'est d'ailleurs grâce au GPS que l'on a pu confirmer au monde entier que l'Everest était bel et bien la plus haute montagne du monde.

Conclusion

Le GPS est certainement un outil qui risque de révolutionner nos vies, à sa manière. Il faudra être prudent dans les applications que nous lui prèteront, afin d'éviter les excès que pourraient amener un système si complet et polyvalent.

Bibliographie

Internet

1. Mathématiques et technologie ( avril 2007 ), http://www.travaux.fse.ulaval.ca/ten-22149/TEN-22149-52/gps.html

2. Topographie:découvrir le fonctionnement du GPS (avril 2007), http://www.futura-sciences.com/comprendre/d/dossier504-1.php

3. Présentation du GPS ( avril 2007 ), http://reperageterrestre.free.fr/gps.html

Livre

1. Gervais, Jean-Jacques ( Janvier 2005 ), Mathématiques et technologie, Presse Université Laval, notes de cours.

Concepteurs

L'équipe: LesFlocons

Notre site Internet: http://www.travaux.fse.ulaval.ca/ten-22149/ten-22149-52/index.html

Dernière mise à jour : 20 avril 2007