Hedy Lamarr, de la MGM…au GPS et au Wi-Fi

Les cinéphiles connaissent Hedy Lamarr comme l’actrice de renom, ayant côtoyé Marlène Dietrich et les plus grands réalisateurs de son temps, de King Vidor à Jack Conway ou Jacques Tourneur. Derrière les paillettes d’Hollywood des années 40 et 50, ou de ses rôles (parfois controversés), Hedy Lamarr (née Hedwig Eva Maria Kiesler) est avant tout une des pionnières de l’IT. 

Elle s’illustre tout particulièrement dans le domaine des transmissions et de leur sécurité… Pour schématiser, elle est la marraine du Wi-Fi.

Une inventrice en avance sur son temps

Hedy Lamarr est une inventrice exceptionnelle pour son temps. Le 10 juin 1941, en collaboration avec George Antheil, elle dépose une demande de brevet sur le « Secret Communication System », permettant aux récepteurs des torpilles radioguidées de sous-marin de changer de fréquence.

Ce principe de transmission, appelé aussi « étalement de spectre par saut de fréquence », rend alors impossible la détection de l’attaque par l’ennemi. Plus encore, cette trouvaille permet alors aux radios des navires américains d’être impossibles à brouiller par les bateaux allemands. Le brevet est tellement innovant que la marine américaine n’en saisit pas la portée. Il n’est utilisé qu’en 1962, pendant la crise des missiles de Cuba, avant d’être déclassifié et utilisé – notamment – par les constructeurs de matériel de communication durant les années 80. Cette technologie révolutionnaire est toujours d’actualité puisqu’elle contribue au positionnement par satellites (GPS pour les Etats-Unis ou GLONASS pour la Russie) ; est utilisée dans les liaisons militaires ou le chiffrement des communications entre les véhicules spatiaux et la terre.

Enfin, et c’est certainement sur ces domaines que l’invention d’Hedy Lamarr est la plus ancrée dans notre univers technologique : la variation simultanée des fréquences de l’émetteur et du récepteur, selon le même code enregistré, s’applique à la téléphonie mobile ou dans la technologie Wi-Fi.

L’étalement de spectre par saut de fréquence

Fonctionnement

L’étalement de spectre par saut de fréquence (FHSS pour Frequency-Hopping Spread Spectrum) est une technique de transmission radio à fréquences plurielles. Cette méthode utilise plusieurs canaux d’une bande choisie de fréquences radio. La séquence d’utilisation des fréquences de la bande est pseudo-aléatoire – « sautant continuellement d’une fréquence à une autre ». Cette séquence est uniquement connue de l’émetteur et du récepteur. L’étalement de spectre par saut de fréquence apporte au système émetteur-récepteur de nombreux avantages :

  • en changeant continuellement de fréquences, la détection de la transmission devient pratiquement impossible par un tiers ;
  • les signaux émis avec cette méthode utilisent des bandes de fréquences utilisées pour d’autres transmissions, ce qui implique une utilisation optimisée de la bande passante ;
  • ce faisant, le partage des fréquences ajoute un bruit réduit aux autres transmissions ;
  • l’écoute par un tiers, ne disposant pas la combinaison des fréquences utilisées, est impossible ;
  • cette transmission offre une forte résistance aux attaques éventuelles par interférence radio, concentrées sur une fréquence précise (et non un spectre de plus large amplitude).

Applications

A l’origine, l’étalement de spectre par saut de fréquence est une invention à usage militaire, afin de rendre impossible l’écoute des transmissions radio.

A partir des années 80, cette technologie a été utilisé dans différents produits :

  • Wi-Fi : Dans les normes 802.11 initiales du Wi-Fi, la bande de fréquences 2,4-2,485 GHz permettait de supporter jusqu’à 79 canaux distincts de 1 MHz chacun. L’étalement de spectre par saut de fréquence, ou sa version modernisée DSSS (étalement de spectre à séquence directe ou Direct-Sequence Spread Spectrum), réduisait drastiquement les interférences. La transmission utilisant ces technologies, émettait par bond de fréquence successivement sur chaque canal – avec une période courte, d’un maximum de 400 millisecondes, par canal.
    Les normes plus récentes (802.11 G, N et AC) utilisent une nouvelle technique de codage : l’OFDM.
  • Bluetooth (adaptation) : la transmission Bluetooth, basée justement sur une fréquence de 2,4 Ghz utilise le FHSS pour sécuriser – à courte distance – les communications. Par ailleurs, l’utilisation du FHSS accroît la résistance du signal. Par ailleurs, le système FHSS est plus facile à utiliser que son homologue le DSSS.
  • Le système GPS : Développé par les Etats-Unis sous la présidence de Richard Nixon à la fin des années 60, le GPS repose sur l’émission – via des satellites – d’ondes radio UHF. Le signal civil correspond au code C/A, émis sur 1575 MHz. Sur cette fréquence, le signal de modulation est une séquence résultant de l’addition modulo 2 du code pseudo-aléatoire C/A à 1 Mbit/s et des données à 50 bit/s, contenant les éphémérides des satellites et d’autres informations de navigation. C’est le code C/A qui sert dans les récepteurs par corrélation avec le signal reçu à déterminer l’instant exact d’émission de celui-ci. On retrouve donc ici une adaptation de l’étalement de spectre par saut de fréquence, conçu par Hedy Lamarr et George Antheil.

Publiquement, Hedy Lamarr reste très discrète sur sa vie en dehors des tournages. Pourtant, l’inventrice de génie est très lucide quant à son intelligence et son époque : « Les gens se font l’idée que je suis une chose stupide. Je n’ai jamais su que j’étais jolie pour commencer, parce que ma mère voulait un garçon qu’elle aurait appelé Georg« , raconte-t-elle. « Peut-être que je viens d’une autre planète, qui sait ? Mais, quoiqu’il en soit, les inventions c’est facile pour moi« .


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