Les systèmes de positionnement par satellites (GNSS) révèlent la nature intrinsèquement relativiste de l’espace-temps. Le GPS est le premier système à grande échelle pour lequel les ingénieurs ont dû prendre en compte la théorie de la Relativité Générale d’Einstein. En effet, cette théorie prédit que le temps à bord des satellites s’écoule plus rapidement que pour des horloges au sol. Ainsi, la différence de temps entre une horloge au sol et une horloge dans un satellite GNSS atteint environ 38 microsecondes après une journée, ce qui correspond à une erreur en positionnement d’environ 11 km si cet effet n’est pas pris en compte.

Les GNSS ont été utilisés pour faire des tests de physique fondamentale : d’une part un test de l’invariance de Lorentz, et d’autre part un test de l’effet combiné du décalage vers le rouge gravitationnel et de l’effet Doppler du second ordre. Sur le court terme, nous analysons les données des satellites Galileo 5 et 6 pour améliorer le test du décalage vers le rouge gravitationnel. A plus long terme, l’introduction de liens inter-satellites dans la constellation Galileo pourrait rendre le test de l’invariance de Lorentz compétitif avec les meilleures limites actuelles.

L’introduction de liens inter-satellites dans les GNSS permettra la réalisation d’un référentiel autonome basé sur la constellation de satellite (référentiel ABC), et faire des GNSS un véritable senseur de la géométrie spatio-temporel, ouvrant la voie à la gravimétrie relativiste. D’autres effets relativistes pourront alors être testés. Cependant la précision ultime d’un tel « instrument » dépendra de notre connaissance précise des forces non-gravitationnelles, et des bruits instrumentaux. L’ajout d’accéléromètres à bord d’un ou plusieurs satellites permettrait d’améliorer grandement notre connaissance des forces non-gravitationnelles, tandis que l’introduction d’horloges et de liens plus performants réduirait les bruits instrumentaux.