Une tempête solaire pourrait perturber les réseaux électriques et les télécoms

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Washington - Deux éruptions solaires survenues dimanche ont provoqué une forte tempête géomagnétique qui a frappé l'atmosphère terrestre mardi et pourrait perturber les réseaux électriques et les télécommunications, a indiqué l'Agence américaine océanique et atmosphérique (NOAA) qui à ce stade n'a signalé aucun problème.

Cette tempête solaire pourrait provoquer des problèmes étendus de contrôle de voltage et affecter des systèmes de protection sur le réseau électrique, a mis en garde la NOAA dans un bulletin d'alerte.

 Photo d'archive AP / NASA

Les systèmes de transmission radio à haute fréquence pourraient aussi être perturbés et le fonctionnement des satellites de navigation risque également de connaître des pannes pendant plusieurs heures, ajoute l'agence.

Cette tempête sévère a été observée à 13H58 GMT et a atteint une force 4 pendant au moins une heure sur une échelle maximum de 5, a indiqué Thomas Berger, directeur du centre de prédiction de météorologie spatiale (Space Weather Prediction Center, SWPC) lors d'une conférence de presse. Ce phénomène pourrait durer de 24 à 36 heures, a-t-il dit, ajoutant qu'à ce stade aucun problème n'avait été signalé sur le réseau électrique et dans le fonctionnement des satellites de télécommunication.

Des aurores boréales ont été observées avant le lever du soleil dans le nord des Etats-Unis, a ajouté Thomas Berger et seront visibles ce soir en Europe.

Cette tempête solaire n'a pas provoqué de niveaux de radiations dangereux pour les astronautes à bord de la Station spatiale internationale (ISS), a par ailleurs indiqué la Nasa.

L'intensité de cette tempête devrait continuer à diminuer dans les prochaines heures mais nous ne pouvons pas dire exactement comment cela va se produire, a expliqué Bob Ruthlege, le responsable des prévisions au SWPC lors de la même conférence de presse téléphonique. Lors du précédent cycle solaire qui s'est achevé en 2008, on a observé 45 tempêtes solaires de cette puissance, a-t-il dit. Il s'agit pour le cycle actuel, particulièrement inactif, de la deuxième de cette ampleur. C'est un peu inhabituel pour ce cycle marqué par une faible activité solaire, a jugé le scientifique.

Le Soleil connaît actuellement sa période la moins active depuis plus d'un siècle. Le nombre de taches décomptées depuis le début du cycle actuel amorcé en décembre 2008, est très faible par rapport à la moyenne quotidienne observée ces 250 dernières années, en fait moins de la moitié.

Les cycles solaires ont une durée moyenne de 22 ans, onze ans qui amènent au maximum et onze autres années ramenant au minimum après quoi un nouveau cycle commence.

Les éruptions solaires ou éjections de masse coronale projettent du plasma solaire à très grande vitesse dans l'espace qui vient frapper la haute atmosphère de la Terre et interagit avec son champ magnétique. La Nasa a lancé le 13 mars quatre vaisseaux spatiaux identiques (MMS) destinés à étudier ces interactions, mal comprises, entre les vents solaires et le champ magnétique terrestre.

Le champ magnétique de la Terre protège normalement de ces particules mais quand il y a des éruptions solaires de forte puissance comme celle de mardi, il se produit un phénomène dit de reconnexion magnétique dans la magnétosphère terrestre. Ce phénomène est responsable des aurores boréales mais aussi des orages magnétiques pouvant perturber le fonctionnement des satellites de communications et le réseau électrique.

La reconnexion magnétique est l'un des facteurs les plus importants dans les phénomènes météorologiques spatiaux, avait souligné Jeff Newmark, directeur par intérim de la division d'héliophysique de la Nasa avant le lancement de cette mission.


Romandie 18/3/2015

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Une éruption solaire est un événement primordial de l'activité du Soleil. La variation du nombre d'éruptions solaires permet de définir un cycle solaire d'une période moyenne de 11,2 ans.

Elle se produit périodiquement à la surface de la photosphère et projette au travers de la chromosphère des jets de matière ionisée qui se perdent dans la couronne à des centaines de milliers de kilomètres d'altitude. Elle est provoquée par une accumulation d'énergie magnétique dans des zones de champs magnétiques intenses, au niveau de l'équateur solaire, probablement suite à un phénomène de reconnexion magnétique.

 Éruption solaire, avec panaches émis en anneau. NASA / domaine public

Les éruptions solaires suivent trois stades, chacun d'eux pouvant durer de quelques secondes à quelques heures selon l'intensité de l'éruption. 

- Durant le stade précurseur, l'énergie commence à être libérée sous la forme de rayons X. 

- Puis les électrons, protons et ions accélèrent jusqu'à approcher la vitesse de la lumière lors du stade impulsif. Le plasma se réchauffe rapidement, passant de quelque 10 millions à 100 millions de kelvins. Une éruption donne non seulement un flash de lumière visible et une projection relativement dirigée dans l'espace circum-stellaire de plasma, mais émet également des radiations dans le reste du spectre électromagnétique : des rayons gamma aux ondes radio, en passant bien sûr par les rayons X. 

- Le stade final est le déclin, pendant lequel des rayons X mous sont à nouveau les seules émissions détectées. 

Du fait de ces émissions de plasma, certaines éruptions solaires qui atteignent la Terre peuvent perturber les transmissions radioélectriques terrestres (orage magnétique) et provoquent l'apparition des aurores polaires en entrant en interaction avec le champ magnétique terrestre et la haute atmosphère.

 Image d'une éruption solaire prise par le satellite TRACE de la Nasa / domaine public

Les éruptions solaires sont classées en différentes catégories selon l'intensité maximale de leur flux énergétique (en watts par mètre carré, W/m2) dans la bande de rayonnement X de 1 à 8 angströms au voisinage de la Terre (en général, mesuré par l'un des satellites du programme GOES).

Les différentes classes sont nommées A, B, C, M et X. Chaque classe correspond à une éruption solaire d'une intensité dix fois plus importante que la précédente, où la classe X correspond aux éruptions solaires ayant une intensité de 10-4 W/m2. Au sein d'une même classe, les éruptions solaires sont classées de 1 à 10 selon une échelle linéaire (ainsi, une éruption solaire de classe X2 est deux fois plus puissante qu'une éruption de classe X1, et quatre fois plus puissante qu'une éruption de classe M5). Ces sigles correspondent à la mesure de la puissance du rayonnement X, telle que déterminée par le système GOES.

 Éruption, avec éjections en longs filaments.  Iantresman / domaine public

La plus puissante des éruptions solaires observées au cours des 5 derniers siècles est probablement l'éruption solaire de 1859, qui eut lieu fin août-début septembre de cette année, et dont le point de départ fut observé entre autres par l'astronome britannique Richard Carrington. Cette éruption aurait laissé des traces dans les glaces du Groenland sous forme de nitrates et de béryllium 10, ce qui a permis d'en évaluer la puissance.

Les risques induits : Les éruptions solaires peuvent provoquer des ondes de Moreton (une onde de Moreton peut être comparée à une onde de choc sur la chromosphère du Soleil) visibles depuis la surface de la Terre.

En dehors de la perturbation des transmissions radioélectriques terrestres déjà évoquée, les éruptions solaires ont certaines conséquences néfastes :

- Les rayons durs émis peuvent blesser les astronautes et endommager les engins spatiaux.

- Les radiations des UV et des rayons X peuvent réchauffer l'atmosphère extérieure, créant une résistance sur les satellites en orbite basse et réduisant leur durée de vie.

- Les éjections de masse coronale, provoquant des tempêtes géomagnétiques, peuvent déranger le champ magnétique terrestre dans son ensemble et endommager des satellites en orbite haute.

- Les fluctuations du champ magnétique terrestre peuvent induire des courants telluriques dans les longues lignes de transmission électriques, engendrant des tensions et des courants d'intensité considérable pouvant excéder les seuils de sécurité des équipements de réseau.

 Craquelure et zones d'éjections. La longueur de la structure active dépasse l'équivalent de la distance terre-lune. La tache brillante au centre (point chaud) émet une grande quantité d'ultraviolets. NASA / domaine public

Quelques unes des conséquences relevées :

- L'éruption solaire de 1859 a notamment produit de très nombreuses aurores polaires visibles jusque dans certaines régions tropicales et a fortement perturbé les télécommunications par télégraphe électrique.

- Le 10 mars 1989, un puissant nuage de particules ionisées quitte le Soleil à destination de la Terre, suite à une éruption solaire. Deux jours plus tard, les premières variations de tension sont observées sur le réseau de transport d'Hydro-Québec, dont les systèmes de protection se déclenchent le 13 mars à 2 h 44. Une panne générale plonge le Québec dans le noir pendant plus de neuf heures.

- Entre le 19 octobre et le 7 novembre 2003, des orages magnétiques obligent les contrôleurs aériens à modifier le trajet de certains avions. Ils occasionnent des perturbations dans les communications satellitaires, provoquent une coupure de courant d'environ une heure en Suède, et endommagent plusieurs transformateurs électriques en Afrique du Sud.

- A noter : Le 23 juillet 2012, la Terre a été confrontée à la tempête solaire la plus puissante depuis 150 ans. Manquant la Terre de justesse, elle aurait pu sérieusement perturber tous les réseaux électriques et «renvoyer la civilisation contemporaine au XVIII^ème siècle», a révélé la Nasa et la réparation des dégâts aurait coûté plus de 2 000 milliards de dollars à l'économie mondiale...

Ce qu'il est important de retenir c'est que les tempêtes solaires sont dues à l'éjection d'importantes masses coronales à la surface du soleil (EMC). Ces éjections projettent du plasma ionisé dans l'espace à très grande vitesse qui vient interférer avec le champ magnétique terrestre... Donc, pour faire simple, une tempête solaire est forcément liée à une éruption solaire.

Wikipedia