Au cours de la semaine dernière, notre soleil a craché des éruptions solaires assez puissantes alors qu’il s’attarde au pic de son cycle solaire de 11 ans. Mais à quel point faut-il s’inquiéter des rots radioactifs du soleil ?
D’abord, distinguons plusieurs types d’activité solaire :
Les taches solaires sont d’énormes zones sombres à la surface du soleil, formées lorsque des fluctuations du champ magnétique solaire remontent à la surface. Les taches sont sombres parce qu’elles sont plus froides que les autres parties de la surface solaire qui les entourent. La fraîcheur est ici assez relative – une tache solaire est toujours chaude comme la braise à 8 000 degrés Fahrenheit (4 500 Celsius), mais elle est entourée de matériaux qui atteignent des températures de 11 000 degrés F (6 000 C).
Les éruptions solaires sont des explosions gigantesques associées aux taches solaires, causées par la libération soudaine d’énergie provenant de « torsions » du champ magnétique du soleil. Ce sont des explosions intenses de radiations qui peuvent durer de quelques minutes à quelques heures.
Les éjections de masse coronale (CME) coïncident parfois avec les éruptions solaires. Ce sont d’énormes explosions de matière – gaz et plasma magnétisé – qui s’éloignent du soleil à des millions de kilomètres à l’heure.
Quel est le problème ?
Les éruptions solaires et les CME ne représentent aucune menace directe pour les humains – l’atmosphère terrestre nous protège des rayonnements de la météo spatiale. (Si un astronaute dans l’espace est bombardé par les particules à haute énergie d’une CME, il pourrait être gravement blessé ou tué. Mais la plupart d’entre nous n’auront pas à s’inquiéter de cette situation). Nous pourrions toutefois ressentir les effets des CME indirectement, à travers les perturbations de notre technologie – dont certaines pourraient avoir des effets dévastateurs et persistants sur la civilisation.
Lorsqu’une CME frappe la magnétosphère terrestre – le volume d’espace autour de notre planète influencé par notre champ magnétique – si elle est dirigée vers le sud, elle interagira fortement avec le champ magnétique terrestre orienté vers le nord. Lorsque cela se produit, le champ magnétique de la Terre est « ouvert comme un oignon, ce qui permet aux particules énergétiques du vent solaire de descendre le long des lignes de champ pour atteindre l’atmosphère au-dessus des pôles », explique la NASA. « À la surface de la Terre, un orage magnétique se manifeste par une baisse rapide de l’intensité du champ magnétique terrestre. Cette baisse dure environ 6 à 12 heures, après quoi le champ magnétique se rétablit progressivement sur une période de plusieurs jours. »
L’orage géomagnétique qui résulte des interactions CME-magnétosphère peut mettre à mal toutes sortes de technologies dont nous dépendons dans la vie moderne. Les satellites qui orbitent très haut sur des orbites géosynchrones – dont beaucoup de satellites de communication – sont vulnérables aux tempêtes géomagnétiques, soit parce qu’ils pourraient être pénétrés par des particules à haute énergie, soit parce que le satellite pourrait devenir très chargé, ce qui endommagerait des composants clés par des courants de décharge.
Plus grave encore, les CME peuvent endommager les réseaux électriques. Un orage géomagnétique produit des courants électriques dans les matériaux conducteurs au sol, notamment à travers les pipelines, les câbles de communication et les lignes électriques. Ces grands courants induits par la géomagnétisme peuvent surcharger les transformateurs et entraîner des coupures de courant généralisées.
« Imaginez de grandes villes sans électricité pendant une semaine, un mois ou un an », a déclaré Daniel Baker, physicien de l’université du Colorado, lors d’une réunion sur la géophysique en 2011, selon National Geographic. « Les pertes pourraient être de 1 à 2 000 milliards de dollars, et les effets pourraient se faire sentir pendant des années. »
Rien de tout cela n’est purement hypothétique. La tempête solaire de 1859 surnommée « événement Carrington », la plus forte jamais enregistrée, a déclenché des aurores boréales jusqu’à Cuba – et a rendu inopérantes les lignes télégraphiques à travers l’Amérique du Nord. Une CME de 2003 a perturbé les satellites, les communications radio à haute fréquence et a plongé dans le noir la ville suédoise de Malmö.
Dans le cadre d’un atelier financé par la NASA sur les impacts de la météo spatiale, l’ingénieur et expert en tempêtes géomagnétiques John Kappenmann a analysé comment une tempête géomagnétique à la hauteur d’une tempête particulièrement forte observée en mai 1921 endommagerait le réseau. M. Kappenmann a calculé que si l’événement solaire de 1921 se produisait aujourd’hui, plus de 130 millions de personnes seraient susceptibles de perdre de l’électricité et 350 transformateurs risqueraient d’être définitivement endommagés. Le remplacement ou la réparation de ces transformateurs pourrait prendre des semaines ou des mois ; dans l’intervalle, tout, de l’eau potable aux stations-service en passant par le service de téléphonie cellulaire et les transports, souffrirait dans les zones black-out.
« La physique du Soleil et du champ magnétique terrestre n’a pas fondamentalement changé, mais nous, si », a déclaré Kappenman à Popular Science. « Nous avons décidé de construire les réseaux électriques, et nous les avons progressivement rendus plus vulnérables à mesure que nous les avons connectés à tous les aspects de nos vies. Un autre événement Carrington va se produire un jour. »
Que pouvons-nous faire ?
Ironiquement, si les transformateurs à haute tension sont vulnérables aux orages géomagnétiques, c’est en partie à cause des mesures que nous avons prises pour les protéger de la foudre. Les connexions à la terre entre les transformateurs qui dissipent ces surtensions servent également de voie d’accès aux courants induits par les phénomènes géomagnétiques. Les entreprises de services publics peuvent se prémunir contre les phénomènes météorologiques spatiaux violents en équipant les principaux transformateurs critiques de résistances électriques ou de condensateurs – mais avec un prix de plusieurs centaines de milliers de dollars par transformateur, elles ne sautent pas sur l’occasion pour installer volontairement ces protections.
Un avertissement plus précoce des CME potentiellement dommageables qui se dirigent vers la Terre donnerait aux entreprises de services publics un peu de temps pour réduire la production d’électricité afin d’essayer d’atténuer les effets des courants géomagnétiques. Actuellement, le centre de prévision de la météo spatiale du National Weather Service ne peut vraiment donner qu’un préavis de 10 à 60 minutes en cas de fortes tempêtes géomagnétiques. Une meilleure prévision de la météo spatiale pourrait nous donner encore plus de temps pour nous préparer à affronter la tempête solaire. Malheureusement, notre système d’alarme commence déjà à avoir besoin d’une mise à jour. De nombreux satellites sur lesquels nous comptons pour surveiller l’activité du soleil approchent de la fin de leur durée de vie, et les plans de remplacement sont rares.
Dans l’ensemble, « nous commençons à voir une plus grande sensibilisation » des décideurs politiques aux risques posés par les tempêtes solaires, a déclaré Chris Beck, du Conseil de sécurité des infrastructures électriques, au Washington Post. « Bien que nous ne soyons pas tout à fait au point où nous mettons réellement en place des solutions. »
Image : NASA/SDO