Comment se préparer pour la prochaine grosse tempête solaire ?
Les réseaux de transport d'électricité et les systèmes électroniques actuels sont vulnérables aux tempêtes solaires
© NASA
L'une des plus grosses tempêtes solaires jamais observées depuis des siècles a frappé la Terre en septembre 1859, à la veille d'un cycle solaire d'intensité inférieure à la moyenne(1). La destruction solaire associée est tellement atypique que les chercheurs ne savent toujours pas comme la classer. L'explosion aspergea la Terre d'un déluge de protons inédit depuis un demi-millénaire, accompagnée de courants électriques qui incendièrent les télégraphes et envahirent le ciel de Cuba et d'Hawaii d'aurores boréales.
En juin de cette année, des responsables réunis au National Press Club de Washington DC se sont posés la question : Que se passera-t-il si ça devait de nouveau arriver ?
"Un orage magnétique de cette ampleur pourrait nous mettre KO," affirme Lika Guhathakurta, spécialiste en physique solaire de la NASA. "La société moderne s'appuie sur des systèmes sophistiqués tels que les réseaux électriques intelligents, les GPS, et les communications par satellite, qui sont tous vulnérables aux tempêtes solaires." Lika était présente au cinquième forum annuel de l'espace dédié au climat, le Space Weather Enterprise Forum (SWEF) en compagnie d'une centaine de collègues. Le but de SWEF est de mettre en lumière les phénomènes climatiques de l'espace et leurs conséquences pour l'homme, pour interpeller les politiques et responsables de la prévention des catastrophes. Le forum a réuni des élus du Congrès américain, de la Federal Emergency Management Agency (FEMA), des opérateurs électriciens, des représentants des Nations Unies, de la NASA, du NOAA et de nombreuses personnalités de tous horizons.
Au cours de l'année 2011, les prévisionnistes estiment que le soleil va entamer un cycle plus court que la moyenne des cycles. En 1859 "l'événement de Carrington" (du nom de l'astronome Richard Carrington qui décrivit la destruction solaire) montre que les cycles faibles peuvent s'accompagner de fortes tempêtes magnétiques.
En 1859, tout ce que l'on pouvait craindre de pire était une mise hors service des télégraphes pendant un ou deux jours tandis que les observateurs des îles tropicales ont pu admirer des phénomènes inouïs dans le ciel.
Mais en 2011 il en irait bien autrement. Les pannes en cascade des lignes à haute tension et transformateurs électriques intercontinentaux priveraient la Terre d'électricité pendant des semaines, voire des mois avant que les ingénieurs puissent réparer les avaries. La navigation aérienne et par bateau serait privée de GPS, les réseaux bancaires et financiers s'arrêteraient de fonctionner, avec toutes les conséquences qu'on peut imaginer pour le commerce, bref : un scénario catastrophe à l'ère du tout informatique. Selon un rapport de 2008 de la National Academy of Sciences, un événement solaire exceptionnel comme il en est recensé tous les cent ans pourrait avoir un impact économique égal à l'ouragan "Katrina" puissance 20 !
Alors que les décideurs se réunissaient pour prendre conscience des risques, non loin de là, les chercheurs de la NASA tentent activement de les circonscrire : "Nous sommes désormais capables de suivre la trajectoire des tempêtes solaires et leur progression vers la Terre en 3D," rapporte Michael Hesse, intervenant au forum et directeur du GSFC Space Weather Lab. "C'est l'amorce d'un système opérationel d'alerte aux catastrophes climatiques provenant de l'espace en vue de la protection des réseaux électriques et des infrastructures de haute technologie en cas d'activité solaire intense."
Le modèle est réalisé à partir de données collectées par une flotte de satellites de la NASA en orbite autour du soleil. Les analystes du laboratoire alimentent une base de données stockée dans des super ordinateurs qui traitent les données. Quelques heures après une éruption majeure, les ordinateurs produisent un film en 3D montrant la trajectoire de la tempête, quels planètes et satellites seront touchés et quand. Ce type de "prévisions interplanétaires" est sans précédent dans la courte histoire de la climatologie spatiale.
"Nous vivons une époque privilégiée de la climatologie de l'espace," note Antti Pulkkinen, chercheur au laboratoire climatologique de l'Espace Space Weather Lab. "Le développement récent de modèles scientifiques basés sur la physique nous permet d'anticiper ces cataclysmes."
Certains de nos modèles informatiques sont tellement pointus qu'ils peuvent anticiper la pénétration dans le sol terrestre de courants électriques générés par une éruption solaire. L'enjeu est de taille pour les transformateurs électriques et le projet expérimental "Solar Shield" dirigé par le Dr Pulkkinen a pour mission d'identifier les transformateurs les plus menacés par chaque éruption solaire. "Il suffit de déconnecter pendant quelques heures tel ou tel transformateur à haut risque pour prévenir des pannes qui peuvent durer plusieurs semaines et plonger dans le noir un continent entier," souligne le Dr Pulkkinen.
Un autre intervenant au SWEF, le Dr John Allen du Directorat de la Mission opérations spatiales de la NASA, a mis en lumière les risques pris par les astronautes face aux intempéries de l'espace. "Si personne n'est à l'abri de ces risques, les astronautes sont en première ligne et sont exposés à des niveaux de radiation quatre fois plus élevés que les travailleurs du nucléaire sur Terre," a-t-il dit. "Il s'agit d'un risque professionnel très élevé."
La NASA consigne scrupuleusement les dosages accumulés par chaque astronaute au cours de sa carrière. Chaque décollage, chaque sortie dans l'espace, chaque destruction solaire sont enregistrés. Lorsqu'un astronaute atteint des niveaux proches de la limite... Il ou elle peut se voir interdire de quitter la station spatiale ! L'exactitude des alertes aux tempêtes de l'espace peut permettre de contrôler ces expositions, par exemple en reprogrammant les sorties dans l'espace lorsqu'il existe un risque d'éruption solaire.
Le Dr Allen s'est aussi prononcé pour un nouveau type de bulletin météo : "Les messages du type 'RAS'. Outre une information sur les périodes pendant lesquelles il faudrait s'abstenir de sortir, on aimerait connaître celles qui sont sans danger. Il s'agit de nouvelles perspectives pour les climatologues de l'espace : prévoir non seulement les périodes à haut risque d'éruption d'une tâche noire mais aussi les périodes sans risque."
Le SWEF a un rôle pédagogique clé dans la création des conditions d'une bonne anticipation des tempêtes solaires. C'est ce que soulignent le Dr Lika Guhathakurta et son collègue Dan Baker de l'Université du Colorado dans un édito du New York Times en date du 17 juin dernier : "Les alertes météo de l'espace c'est bien ... expliquer ce qu'elles veulent dire et comment y réagir c'est mieux"
Notes
Le cycle solaire de 1859 (le cycle solaire 10) était un cycle faible, typique des cycles solaires du 19ème siècle. Ces cycles étaient largement inférieurs à la moyenne des cycles solaires de l'ère spatiale, qui étaient des cycles intenses. Le cycle solaire 24, celui que nous traversons actuellement, présente un nombre de tâches noires en régression, proche de celui du cycle 10.
