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Météo solaire, tempêtes et black-out

par assistant com’ - 28 juillet 2015

Article publié sur CNRS Le journal le 23 juillet 2015 par Vahé Ter Minassian

Les sautes d’humeur du Soleil peuvent provoquer des black-out électriques et des pannes informatiques généralisées. Sauf... si on les prévoit grâce à la météo de l’espace. Gros plan sur cette discipline émergente qui fait l’objet d’un documentaire diffusé samedi sur France 5.

Cette vue d’artiste montre les échanges entre le Soleil et le Terre. Une éruption solaire peut venir perturber le champ magnétique terrestre
© NASA

« Mesdames, messieurs, bonsoir. La nuit dernière, un peu après minuit, une éruption solaire très intense s’est produite à la surface du Soleil. Dans les prochains jours, des vents solaires pourraient souffler à des vitesses supérieures à la normale en direction de la Terre. Une énorme tempête géomagnétique est à prévoir sur l’hémisphère Nord. Par mesure de précaution, pensez à sauvegarder vos données informatiques. » La diffusion de tels bulletins sera peut-être un jour la norme à la télévision, à l’instar de la météo ou des points trafic de Bison Futé.

Une discipline émergente

Vue de l’activité du Soleil par la sonde SDO (Solar Dynamics Observatory) de la Nasa, en 2010 puis en 2015
© NASA/SDO

Théorisée aux États-Unis et en URSS au début des années 1990, la météo de l’espace est arrivée en Europe une dizaine d’années plus tard avec la publication des premiers rapports commandés par l’Agence spatiale européenne (ESA). Cette discipline émergente est la dernière-née des branches de la science dédiées à l’étude des aléas. Elle vise, détaille Jean Lilensten, directeur de recherche à l’IPAG et auteur d’un récent ouvrage sur le sujet, « d’une part, à comprendre et à prévoir l’état du Soleil et celui des environnements interplanétaires, ainsi que les perturbations qui les affectent ; et, d’autre part, à analyser en temps réel ou à anticiper d’éventuels effets sur les systèmes biologiques et technologiques ».

C’est que notre étoile a, elle aussi, ses humeurs. À certaines périodes, dites de forte activité, les éruptions qui s’y produisent peuvent engendrer un supplément de rayonnement dans les domaines visibles, UV, X et radio, voire se traduire par l’émission de particules de hautes énergies. Plus haut dans l’atmosphère du Soleil, d’autres événements comme les éjections de masse coronale aboutissent, quant à eux, à la formation de bulles de plasma. Ces énormes nuages, constitués de centaines de millions de tonnes d’électrons et de protons, se superposent au vent solaire, voyagent à travers l’espace et, s’ils croisent le chemin de la Terre, perturbent la magnétosphère, sa barrière de protection naturelle.

Les dangereuses sautes d’humeur du Soleil

Or, explique Jean Lilensten, de tels phénomènes n’ont pas toujours pour la Terre des conséquences aussi anodines et indolores que l’apparition dans le ciel d’aurores boréales : « Il est notoire qu’ils sont également susceptibles d’occasionner des pannes du réseau électrique, de dégrader ou d’interrompre la navigation GPS et les transmissions radio et de données, d’endommager ou de détruire des satellites, de provoquer, sur certaines lignes, des pannes à bord des avions ou de soumettre le personnel de bord à un surplus de radiation. »

"En 1859, deux énormes éruptions solaires ont perturbé gravement les télécommunications par télégraphe."

Le 1er septembre 1859, deux énormes éruptions solaires, observées par l’astronome anglais Richard Carrington, ont abouti à la destruction de 5 % de l’ozone atmosphérique terrestre et perturbé gravement les télécommunications par télégraphe électrique en Amérique du Nord et en Europe. Et, le 15 mars 1989, une autre de ces colères astrales provoqua un black-out dans la ville de Montréal (Québec). Celle-ci fut plongée dans le noir à la suite de surtensions survenues sur le réseau dues au passage dans le sol de grandes quantités de particules chargées ayant pénétré l’ionosphère terrestre.

Mais que se produirait-il si des événements de ce genre venaient à se répéter ?

Dans nos sociétés devenues encore plus dépendantes du bon fonctionnement des réseaux de communication et d’énergie, les dégâts seraient probablement considérables. En 2009, un rapport de l’Académie américaine des sciences chiffrait ainsi à plus de 6 000 milliards de dollars le coût des dommages que provoquerait, sur la seule économie des États-Unis, une tempête comparable à celle de 1859 décrite par Richard Carrington ! Autant de raisons pour panique ? « Non, plutôt de se préparer », juge Jean Lilensten. De fait, des débuts de solution ont été trouvés.

Une aurore se développe au-dessus du radar EISCAT en Finlande, instrument d’observation de l’ionosphère à haute latitude
© C. SIMON/AALTO

De nouveaux outils pour anticiper les tempêtes solaires

Si bien des progrès restent encore à faire, les scientifiques sont aujourd’hui en mesure, sinon de prévoir, du moins de repérer suffisamment tôt le déclenchement d’une de ces tempêtes. Ensuite, placées de l’autre côté du Soleil, les sondes Stereo 1 et Stereo 2 de la Nasa complètent, depuis quelques années, le dispositif du suivi de l’activité de notre étoile.

"Les scientifiques sont aujourd’hui en mesure de repérer suffisamment tôt le déclenchement de ces tempêtes."

Elles permettent aux chercheurs d’évaluer, jusqu’à 27 jours à l’avance, les risques qu’une éruption survienne à sa surface. Déployés au sol ou dans l’espace, toute une série d’instruments – comme les satellites ACE (Nasa) et Soho (ESA-Nasa) ou l’installation Orfées [1] de la Station de radioastronomie de Nançay [2] – peuvent également être mis à profit pour suivre le déplacement des nuages de plasma issus des éjections de masse coronale.

Ces nuées mettant en moyenne deux jours et demi à atteindre la Terre, elles pourraient être un jour utilisées pour lancer l’alerte tant auprès des opérateurs que des particuliers.

Des réponses institutionnelles

Si Paris a pris du retard par rapport à d’autres capitales comme Washington ou Bruxelles, qui disposent sur le centre de la NOAA de Boulder (Colorado) et dans les locaux de l’Académie royale de Belgique de structures opérationnelles à même de produire des bulletins, diverses initiatives ont été prises dans l’Hexagone. Au côté du Cnes qui continue à travers sa start-up CLS à jouer son rôle historique de promoteur du domaine, le Programme national Soleil-Terre du CNRS, placé sous l’égide de Ludwig Klein, représente une force de frappe de plus de cent scientifiques à Paris-Meudon, Toulouse, Nice, Grenoble ou Orléans. D’autres acteurs comme l’Armée de l’air, qui finance Fedome [3], un projet ouvert aux chercheurs du civil, sont apparus. Tandis que des institutions nationales, comme Météo-France, manifestent de plus en plus d’intérêt pour cette activité. Autant d’initiatives qui pourraient un jour finir par faire de la « météo de l’espace » une réalité concrète en France.

Pour aller plus loin
- Documentaire La météo de l’espace, l’émergence d’une nouvelle science
- Livre Chasseur d’aurores par Jean Lilensten


[1Observation radio-fréquences pour l’étude des éruptions solaires

[2Unité CNRS/Observatoire de Paris/Univ. d’Orléans

[3Fédération des données de météorologie de l’espace


       

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