AVIS DE TEMPETE SUR LA PLANETE

Mardi 28 octobre 2003 – 11 heures du matin en France – Plusieurs observatoires de la planète enregistrent une augmentation exceptionnelle du rayonnement X venant de l’espace. Les radiations sont tellement fortes qu’on les estime à plus de mille fois supérieures à la moyenne. En fait, elles sont tellement puissantes qu’elles laissent les instruments de mesure bloqués, incapables de donner la juste ampleur de l’événement. L’éruption solaire qui est à l’origine du phénomène est exceptionnelle !

Au niveau de la mer, les particules éjectées par notre étoile atteignent la vitesse de 2125 km/s, soit 7,25 millions de kilomètres par heure, alors que leur vitesse classique en pareil cas va de 400 à 800 km/s.
Ce qui se passe sur le Soleil à ce moment là dépasse ce que nous connaissons alors. L’éruption se produit sur le bord du disque, ce qui limite l’impact sur la Terre ; mais le flux est tout de même dirigé vers nous et on attend un orage magnétique en conséquence. Il arrive avec deux heures d’avance ! C’est un nuage de particules d’une densité cent fois plus importante que la moyenne qui déferle sur nous, écrasant de moitié le champ magnétique terrestre au passage.

A partir de 18 heures, des aurores polaires se forment, visibles jusqu’au Nouveau Mexique et dans le Nord de la France …

La tempête solaire dure trois jours. Elle n’avait pas été prévue ; elle n’a pas pu être quantifiée.

On sait seulement qu’elle est le pic de la période d’activité solaire la plus importante du millénaire écoulé. Durant ces dix siècles, les temps les plus calmes se situent dans la seconde moitié du XVIIème siècle. Au passage, on remarquera que c’est une période froide de l’histoire, qu’on baptisera « petit âge glaciaire » en Europe, alors que le réchauffement actuel peut être corrélé avec une activité intense.

Que s’est-il passé durant ces trois jours d’octobre 2003 ?

Le Soleil envoie en permanence des particules vers l’espace. Ce mouvement de matière est appelé « vent solaire ». Habituellement, ce vent solaire est peu dense puisqu’il est constitué d’une dizaine de protons et d’électrons par centimètre cube. Cependant, le déplacement de ces particules est très rapide : de 400 à 800 kilomètres par seconde. La Terre est protégée de ces radiations par la magnétosphère, sorte d’enveloppe magnétique qui fait glisser les particules au-delà de notre planète. Les manifestations connues de longue date de ces vents solaires sont les aurores polaires ; les pôles étant les points « dégarnis » de la magnétosphère.

Si la brillance et la chaleur dégagée par le Soleil sont d’une constance remarquable sur l’échelle historique, notre étoile est pourtant animée d’un pic d’activité tous les onze ans environ. Des cycles plus amples existent aussi, mais sont mal connus. Durant ces périodes d’activité intense, des tâches sont visibles sur le Soleil. Elle correspondent à des éruptions liées à de gigantesques phénomènes magnétiques dont nous subissons les effets. Si les éruptions sont fortes et qu’elles trouvent la Terre dans leurs directions, nous nous trouvons dans la situation d’octobre 2003.

Tant que les conséquences n’étaient autres que l’apparitions d’aurores polaires, les humeurs du Soleil étaient plutôt agréables (à condition de ne pas attacher de superstitions néfastes à ces spectacles). Mais la technologie de nos sociétés nous a rendu sensible à ces manifestations au point que des sursauts d’activité pourraient affecter gravement notre fonctionnement quotidien. C’est dans ce risque que réside l’intérêt très concret de l’étude de la météorologie de l'espace, solaire en particulier.   

Les radiations solaires peuvent être dangereuses pour les astronautes qui ne seraient pas protégés : un épisode violent peut tuer un homme en sortie dans l’espace en quelques minutes.

Les personnels navigants des compagnies aériennes sont soumis également à ces risques. Bien que volant à des altitudes de seulement quelques kilomètres, ils passent beaucoup de temps en vol et la quantité de radiations reçue fait l’objet d’un suivi depuis plusieurs années en Europe et en Amérique du Nord.

Les risques d’avaries matérielles liées aux éruptions solaires sont variés :

Pour les satellites en orbite autour de la Terre, l’altération des équipements électroniques de transmission des données s’ajoute aux dysfonctionnements des appareils de guidage. Lorsque le Soleil est actif, ce sont deux à trois satellites qui peuvent être perdus chaque année.

Par ailleurs, ces vents solaires, lorsqu’ils sont très actifs, chauffent les hautes couches de l’atmosphère qui se dilatent. Les satellites qui orbitent sur les trajectoires les plus basses – 350 à 400 kilomètres – sont freinés, éventuellement déroutés. Il faut, dans le meilleur des cas, plusieurs heures pour les retrouver. Ce qui mobilise des centres de recherche comme il en existe un aux Etats-Unis et un en Allemagne, à Darmstadt.

Tout ce qui a un rapport avec le repérage par satellite, comme les GPS ou Galiléo, devient vulnérable lors des tempêtes électromagnétiques venant de notre étoile. Lorsqu’un automobiliste est trompé d’une centaine de mètres par son GPS, le préjudice est réparable, mais lorsqu’il concerne un cargo qui entre dans un port par temps de brouillard … !

Le réseau électrique irrigue en énergie nos régions industrialisées. Pour cela, des fils sont interconnectés et forment de gigantesques antennes à l’échelle des continents. Avec de telles dimensions, ces câbles deviennent des capteurs puissants des anomalies solaires. Le courant ainsi véhiculé est continu, alors que les installations sont faites pour fonctionner avec du courant alternatif. Les transformateurs, incapables de gérer ces courants, chauffent et fondent. C’est la cause de la grande panne électrique américaine de mars 1980.

Le même effet de réseau se retrouve sur les oléoducs qui se corrodent prématurément, victimes des effets électriques sur les soudures.  

Ces exemples de dégradations occasionnées par les radiations solaires lorsqu’elles atteignent des intensités importantes montrent bien la nécessité de s’en prémunir, de prévoir leur avènement et leur puissance. Or, si nous connaissons les régions susceptibles d’activité de notre Soleil, nous ne savons prédire ni le moment ni l’intensité d’une éruption solaire. De plus, il faut comprendre que les conséquences que nous avons évoqué relèvent d’interactions entre les événements solaires, notre planète et son environnement, et le milieu cosmique. Certains effets sont donc immédiats quand d’autres se présentent avec plusieurs jours de décalage.

Avec le lancement du satellite Soho en 1995 (collaboration NASA-ESA), on s’est aperçu que l’activité solaire était encore bien plus complexe qu’on ne l’avait observé jusqu’alors. Depuis une petite dizaine d’années, des satellites sont dédiés à l’étude des phénomènes solaires et aux réactions de l’environnement terrestre. Des programmes concertés commencent à se structurer, mais sont très loin d’être comparables à ce qui existe en matière de météorologie atmosphérique.

Dernier acte : le 5 septembre dernier (2008), l’Agence Spatiale Canadienne annonçait l’attribution de 6,5 milliards de $ à la recherche sur la météorologie de l’espace. Il est prévu que cette étude se fera au moyen d’instruments terrestres répartis sur le territoire canadien et sera constitué de radars, magnétomètres, GPS, photomètres et d’imageurs plein ciel. 

Poussée par une nécessité économique à laquelle les pays développés (principalement ceux qui sont proches des régions polaires) sont sensibles, cette discipline toute nouvelle a un avenir prometteur, mais nous n’en sommes qu’aux balbutiements. Pour preuve : le portail européen internet est encore en plein développement : www.spacewaether.eu.

On peut signaler, en attendant, un site américain très intéressant : spaceweather.com.

Une précision terminologique n’est pas inutile pour conclure ce sujet : à défaut d’un vocable plus approprié, il semble qu’il faille préférer l’expression « météorologie de l’espace » pour évoquer la présente discipline plutôt que « météorologie spatiale » qui, elle, renvoie à la technologie orbitale d’étude des mouvements de l’atmosphère terrestre.