Claude Berrou

Un code qui améliore les communications

En 1993, un ingénieur français fait une annonce stupéfiante. Il explique à la conférence IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) de Genève avoir créé une méthode de codage capable de transférer des données avec une fiabilité quasi parfaite à un débit incroyablement proche du maximum théorique, appelé limite de Shannon. Ces "turbocodes", affirme le chercheur, pourraient servir à transmettre les données près de deux fois plus vite que les autres codes, ou consommer moitié moins d'énergie de transmission pour aboutir aux mêmes débits de données.

De nombreux experts présents à la conférence ricanent à cette annonce et ne prennent pas la peine d'assister à la conférence de l'ingénieur. "Ils considéraient que nous avions sûrement fait une erreur dans nos simulations", se souvient Claude Berrou, professeur à l'École Nationale Supérieure des Télécommunications (ENST) de Bretagne à Brest, qui a inventé les turbocodes dans le cadre d'un accord de recherche avec France Telecom.

Cependant, en moins d'un an, les théoriciens du codage reproduisaient les résultats de l'ingénieur français. France Telecom dépose la demande de brevet, qui est accordé en 1995, tandis que l'inventeur partage une partie des bénéfices de la licence. En 2003, le fournisseur de technologies logicielles Qualcomm signe le premier contrat de licence. À ce jour, plus de 30 grandes entreprises internationales, notamment Broadcom et Freescale, en ont acquis la licence.

Toutes les informations, qu'il s'agisse de vidéo, de voix ou de données, sont sujettes à des altérations lorsqu'elles sont diffusées sur grandes distances. Ce phénomène peut être dû aux multiples réflexions sur les obstacles ou aux atténuations intrinsèques au milieu de diffusion. Pour résoudre ce problème, les turbocodes constituent une forme révolutionnaire de codage correcteur d'erreurs. La technique consiste à améliorer le décodage selon un processus itératif qui affine progressivement le résultat. Pour ce faire, les informations sont codées simultanément de deux manières au niveau de l'équipement de diffusion. Le décodage est effectué en tandem, en utilisant d'abord le premier code élémentaire, puis l'autre.

Toute l'originalité des turbocodes tient à ce deuxième décodage. Il contribue à des composants informationnels susceptibles d'améliorer le premier traitement des données, qui peut ensuite servir à reprendre le processus. Cette méthode de décodage itérative permet de corriger de plus en plus d'erreurs. C'est de là que vient le nom de cette technologie : les informations échangées entre les décodeurs au cours des itérations successives améliorent les performances, tout comme le turbocompresseur d'une voiture augmente la puissance du moteur par couplage entre l'échappement et l'admission d'air.

Les turbocodes sont utilisables dans tous les systèmes de communication nécessitant une consommation d'énergie très réduite ou dont le rapport signal sur bruit est très faible en service. Plus de 500 millions de téléphones portables de troisième génération en Europe, aux États-Unis et en Asie font appel aux turbocodes. En 2003, l'Agence spatiale européenne a lancé SMART-1, la première sonde spatiale dont la transmission des données repose sur les turbocodes. Les missions Mars Reconnaissance Orbiter et Messenger de la NASA ont été les premières à utiliser les turbocodes.

En comblant l'écart de capacité entre les codes de dernière génération et la limite de Shannon, les agences spatiales pourraient économiser des dizaines de millions d'euros à chaque mission en allégeant les émetteurs de données avec des batteries et des antennes plus petites. Pour la téléphonie cellulaire et les autres technologies sans fil, les turbocodes pourraient réduire le nombre de zones dépourvues de signal dans le monde et réduire le coût du service.

M. Berrou est né en 1951 à Penmarc'h en France. En 1978, il intègre l'École nationale supérieure des télécommunications à Brest, où il est actuellement directeur de recherche dans le département Électronique. En novembre 2005, M. Berrou reçoit le prix Marconi 2005 pour sa découverte des turbocodes. Pour cette invention, il est récompensé par de nombreux prix nationaux et internationaux, notamment la médaille Ampère de la SEE en 1997, l'un des Golden Awards d'IEEE dans la catégorie Innovation technologique en 1998, la médaille Haming d'IEEE en 2000 et le Grand prix France Telecom de l'Académie des sciences en 2003.