Comment les câbles sous-marins relient les continents pour assurer Internet et les communications

Internet ne se trouve pas dans les nuages (le « cloud »), il transite sous les océans !

En effet, 99 % des données sont acheminées par des câbles en fibre optique sous la mer. Ceci concerne les conversations téléphoniques, messages instantanés, e-mails, navigation sur le web, etc.

Le fait que le trafic internet s’effectue par câbles sous-marins va à l’encontre de l’idée que la plupart des gens se font d’un Internet accessible via Wi-Fi ou par satellite.

Les câbles à fibres optiques utilisent la lumière (99.7% de la vitesse de la lumière pour être exact) pour coder les informations et ne sont pas affectés par les conditions météorologiques, les câbles transportent les données plus rapidement et à moindre coût que les satellites.

Le système de câbles sous-marins existe depuis près de 170 ans.

Plongeons pour mieux comprendre !

Qu’est-ce qu’un câble sous-marin ?

Un câble de communication sous-marin est un câble posé au fond de la mer entre des stations terrestres pour transporter des signaux de télécommunication sur des étendues d’océan et de mer. Les premiers câbles de communication sous-marins posés à partir des années 1850 transportaient du trafic télégraphique, établissant ainsi les premières liaisons de télécommunications instantanées entre les continents, comme le premier câble télégraphique transatlantique qui est devenu opérationnel le 16 août 1858. Les générations suivantes de câbles ont transporté du trafic téléphonique, puis du trafic de communication de données. Les câbles modernes utilisent la technologie de la fibre optique pour transporter les données numériques, qui comprennent le trafic téléphonique, Internet et les données privées.

carte des câbles sous-marins au 19ème siècle
Carte datant de la fin du XIXème siècle montrant le déploiement des câbles sous-marins pour assurer les communications autour du globe. Ces câbles sont à l’époque contrôlés par l’empire britannique qui assure sa domination des communications sur terre.

Les câbles modernes ont généralement un diamètre d’environ 25 mm et pèsent environ 1,4 tonne par kilomètre pour les sections en eaux profondes qui constituent la majorité du parcours, bien que des câbles plus grands et plus lourds soient utilisés pour les sections en eaux peu profondes près des côtes. Comme nous le montre la carte ci-dessus, les câbles sous-marins ont été les premiers à relier tous les continents du monde (à l’exception de l’Antarctique) lorsque Java a été relié à Darwin, dans le Territoire du Nord de l’Australie, en 1871, en prévision de l’achèvement de l’Australian Overland Telegraph Line en 1872, qui reliait Adélaïde, en Australie-Méridionale, et de là, le reste de l’Australie.

De quoi se compose un câble sous-marin ?

Les premiers câbles étaient constitués d’une couche extérieure de fil de fer, puis d’acier, enveloppant du caoutchouc des Indes, enveloppant du gutta-percha (une gomme issue du latex), qui entourait un fil de cuivre à plusieurs brins.
De nombreux premiers câbles ont souffert des attaques de la vie marine. L’isolant pouvait être mangé par certains poissons !
Le gutta-percha et le caoutchouc n’ont pas été remplacés comme isolant de câble avant l’introduction du polyéthylène dans les années 1930. Même à cette époque, le matériau n’était disponible que pour les militaires et le premier câble sous-marin utilisant ce matériau n’a été posé qu’en 1945, à la fin de la Seconde Guerre mondiale, à travers la Manche

Dans les années 1980, les câbles à fibres optiques ont été développés. Le premier câble téléphonique transatlantique à utiliser la fibre optique était le TAT-8, qui a été mis en service en 1988. Un câble à fibres optiques comprend plusieurs paires de fibres. Chaque paire comporte une fibre dans chaque direction. TAT-8 avait deux paires opérationnelles et une paire de secours. À l’exception des lignes très courtes, les câbles sous-marins à fibres optiques comportent des répéteurs à intervalles réguliers.

De quoi se compose un câble sous-marin ?
Coupe transversale d’un câble sous-marin de communication. Couches: polyéthylène, bande en mylar, fils métalliques toronnés en acier, barrière étanche en aluminium, polycarbonate, tube en cuivre ou en aluminium, paraffine ou vaseline, et enfin les fibres optiques qui transmettent l’information.

Le TAT-8 était le 8ème câble de communication transatlantique et le premier câble transatlantique à fibre optique, transportant 280 Mbit/s (40 000 circuits téléphoniques) entre les États-Unis, le Royaume-Uni et la France. Il a été construit en 1988 par un consortium de sociétés dirigé par AT&T Corporation, France Télécom et British Telecom. Le système a été rendu possible par des amplificateurs optiques agissant comme des répéteurs présentant des avantages par rapport aux répéteurs électriques des câbles précédents.

Comment se déroulent l’entretien et la réparation des câbles sous-marins ?

Les câbles peuvent être rompus par des chalutiers de pêche, des ancres, des tremblements de terre, des courants de turbidité, le sabotage, et même des morsures de requin.
Entre 1959 et 1996, moins de 9% des détériorations étaient dues à des événements naturels. En réponse à cette menace pour le réseau de communication, la pratique de l’enfouissement des câbles s’est développée. L’incidence moyenne des défauts de câbles était de 3,7 par 1 000 km par an entre 1959 et 1979. Ce taux a été réduit à 0,44 défaut par 1 000 km par an après 1985, en raison de l’enfouissement généralisé des câbles à partir de 1980. Pourtant, les ruptures de câbles sont loin d’appartenir au passé, avec plus de 50 réparations par an dans le seul Atlantique et des ruptures importantes en 2006, 2008, 2009 et 2011.

Lors d’un incident, un navire de réparation de câbles (appelé câblier) est envoyé sur place pour larguer une bouée de marquage près de la rupture. Plusieurs types de grappins sont utilisés en fonction de la situation. Si le fond marin en question est sablonneux, un grappin à dents rigides est utilisé pour passer sous la surface et attraper le câble. Si le câble se trouve sur une surface rocheuse, le grappin est plus flexible, avec des crochets sur toute sa longueur afin qu’il puisse s’adapter aux changements de surface.
Le câble réparé est plus long que l’original, aussi l’excédent est-il délibérément posé en forme de « U » sur le fond marin. Un submersible peut être utilisé pour réparer les câbles qui se trouvent dans des eaux moins profondes.

Comment les câbles sous-marins sont-ils réparés ?
Le navire-câblier drague le fond au moyen d’un grappin, teste chaque extrémité, met le côté sain sur une bouée et relève l’autre jusqu’au défaut. Par grand fond, le câble doit être physiquement coupé et chaque extrémité est séparément ramenée à bord du navire. Une nouvelle section au moins égale à deux fois la hauteur d’eau est insérée et soudée avant d’être reposée au fond sur le côté de l’axe du tracé.

Les câbles sous-marins peuvent-ils être espionnés et coupés pendant les guerres ?

Les câbles sous-marins, qui ne peuvent être maintenus sous surveillance constante, tentent les organisations de collecte de renseignements depuis la fin du XIXème siècle. Souvent, au début des guerres, les nations ont coupé les câbles de l’autre camp pour rediriger le flux d’informations vers les câbles qui étaient surveillés. Les efforts les plus ambitieux ont eu lieu pendant la Première Guerre mondiale, lorsque les forces britanniques et allemandes ont systématiquement tenté de détruire les systèmes de communication mondiaux des autres en coupant leurs câbles avec des navires de surface ou des sous-marins.

Pendant la Guerre froide, la marine américaine et la National Security Agency (NSA) ont réussi à placer des écoutes sur les lignes de communication sous-marines soviétiques dans le cadre de l’opération Ivy Bells.

Plus récemment, suite aux Printemps arabes, en Égypte en 2013. des hommes en combinaison de plongée ont été appréhendés au Nord d’Alexandrie après avoir intentionnellement coupé le câble Sud-Est-Asie-Moyen-Orient-Ouest-Europe 4, qui s’étend sur près de 20000 kilomètres et relie trois continents. Les vitesses d’Internet en Égypte ont été réduites de 60% jusqu’à ce que la ligne puisse être réparée.

Aujourd’hui, suite à l’invasion de l’Ukraine par les troupes russes de Vladimir Poutine, des craintes de coupures des câbles sous-marins ressurgissent avec la crainte de ne plus pouvoir se connecter à Internet.
Si des câbles stratégiques étaient coupés, il pourrait résulter une perte partielle de connectivité à Internet. Cependant, le risque est faible car d’une part, ces câbles sont surveillés, et d’autre part un relai satellite (pensons à Starlink, la constellation de satellites lancée par Elon Musk) peut assurer la transition le temps des réparations.

 

Sam Zylberberg
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