Les scénarios catastrophes ne manquent pas dans le monde de l’énergie et surtout de l’écologie. Certains en ont d’ailleurs fait un fonds de commerce. La nature humaine fait aussi que les prophètes de l’apocalypse attirent toujours l’attention. Il n’est pas question ici d’annoncer la fin de notre monde, mais de se pencher sur un phénomène naturel bien réel et qui se produit à intervalles très régulier : les tempêtes ou éruptions solaires.
Elles surviennent lorsqu’une éruption magnétique à grande échelle accélère soudain les particules chargées dans l’atmosphère solaire et les propulse dans l’espace à des vitesses très élevées. Les protons peuvent ainsi se déplacer à des milliers de kilomètres heure et s’ils se dirigent vers nous parcourir les 150 millions de kilomètres qui séparent le soleil de la Terre en quelques dizaines de minutes. Ces protons en mouvement rapide traversent la magnétosphère qui protège la Terre des particules chargées de moindre énergie et atterrissent près des pôles nord et sud.
Orages géomagnétiques
Une perturbation majeure du champ magnétique terrestre, connue sous le nom d’orage géomagnétique, peut alors provoquer des surcharges des réseaux électriques, perturber grandement le fonctionnement des satellites et ainsi des systèmes de navigation, brouiller les ondes radio et créer de magnifiques aurores boréales. En général, ces tempêtes ne sont pas vraiment dangereuses pour l’homme. Le champ magnétique et l’atmosphère de la planète nous protègent. Mais il y a des exceptions. Les éruptions solaires sont classées en différentes catégories selon l’intensité de leur flux énergétique et quand elles sont extrêmement puissantes, nous sommes bien moins protégés.
Parmi les tempêtes solaires passées, citons celle de 1989 au Québec, qui a privé la province d’électricité pendant neuf heures. Celle de 1972 qui a fait exploser des dizaines de mines au large des côtes du Viêt Nam où l’armée américaine était stationnée, et surtout la tempête géomagnétique de 1859, connue sous le nom d’événement de Carrington du nom de l’astronome anglais (Richard Carrington) qui l’a décrite et expliquée. Elle est probablement la plus puissante des 200 dernières années. Et selon la NASA, nous sommes entrés aujourd’hui dans un maximum d’activité solaire d’une intensité comparable. Carrington a provoqué des aurore boréales et australes si brillantes qu’elles étaient visibles jusqu’au sud de la Colombie. Les « habitants du nord-est des Etats-Unis pouvaient lire leur journal à la seule lumière des aurores », expliquait Daniel Baker, du Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l’université du Colorado, lors d’une conférence en 2016.
Cette tempête a été provoquée par une vague de plasma magnétisé, lancée par le Soleil et qui a voyagé à une vitesse de plusieurs milliers de kilomètres à l’heure avant de frapper la Terre, ce qui a conduit le champ magnétique terrestre à libérer des térawatts d’énergie.
« Nous vivons avec le soleil »
Le risque d’une tempête solaire majeure est aujourd’hui bien plus élevé qu’il y a dix ans, car le Soleil atteint son pic d’activité. Le cycle de l’activité solaire est de 11 ans selon les calculs des astrophysiciens.
La principale difficulté pour limiter les conséquences d’une tempête solaire réside dans l’incapacité à prédire le moment où elle pourrait se produire. Les prévisions concernant le cycle solaire varient considérablement. Certains scientifiques estimant à environ 1% la probabilité d’une tempête de niveau Carrington, tandis que d’autres vont jusqu’à 25%.
« Honnêtement, nous ne savons pas quelle est la probabilité d’être frappé par une tempête aussi violente », explique Nour Rawafi, responsable scientifique de la mission Parker Solar Probe de la NASA. Nour Rawafi estime que cela n’a pas vraiment d’importance. Mais si les humains s’en sortiront sans dommages la plupart du temps, il suffirait d’un incident majeur pour que tout change. Selon lui, ce n’est qu’une question de temps avant que cela arrive un jour. « Il n’y a pas d’autre issue… Nous vivons avec le soleil ».
Des sociétés modernes incapables de fonctionner sans électricité pendant plusieurs jours
Les sociétés modernes sont bien plus vulnérables aujourd’hui que l’était l’Humanité dans les décennies et les siècles passés. Les réseaux électriques sont devenus essentiels et même vitaux et ne sont pas capables de résister à l’impact d’éruptions solaires de très grande intensité, Lorsqu’une tempête géomagnétique a touché la ville de New York en 1921, les lumières se sont éteintes. Rien de catastrophique. Mais la dépendance de la société moderne et plus particulièrement des grandes métropoles envers l’alimentation en électricité peut créer aujourd’hui des situations terribles si les réseaux disjonctent et sont paralysées pendant des jours voire des semaines. Car toute la vie moderne sera affectée: les transports, les communications, les systèmes de santé, les systèmes financiers, l’éclairage, le chauffage, l’alimentation en eau, les chaînes d’approvisionnement en nourriture…
Il pourrait aussi y avoir des problèmes de sécurité sur des installations nucléaires. Si des centrales perdent leur électricité hors site pendant de longues périodes, elles ne peuvent plus fonctionner en toute sécurité. Les générateurs diesel de secours ont la capacité d’alimenter les pompes de refroidissement pendant plusieurs jours, pas plus. En 2012, la Commission de régulation nucléaire des États-Unis avait averti qu’une très forte tempête solaire pourrait faire s’effondrer les réseaux électriques du pays et en conséquence endommager le cœur des réacteurs de plusieurs centrales nucléaires.
L’intelligence artificielle pour construire de meilleurs outils de prévision
Il y a moins d’un an, en octobre 2004, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) des États-Unis a émis un avis de tempête solaire après la détection d’une éruption de grande ampleur. La NOAA avait alors demandé aux opérateurs de centrales électriques et d’engins spatiaux en orbite de se préparer à la tempête. Elle avait également alerté l’Agence fédérale américaine de gestion des urgences (FEMA). Finalement, la tempête géomagnétique a eu peu impact en-dehors d’aurores boréales spectaculaires et particulièrement visibles. Mais cet épisode montre à quel point il est difficile pour les scientifiques de prévoir l’impact potentiel d’une tempête solaire.
Le monde n’est pas préparé à ce que des tempêtes géomagnétiques majeures frappent la Terre. Nous sommes incapables de prévoir de tels phénomènes. Mais l’intelligence artificielle pourrait aider à mieux comprendre et anticiper ces scénarios catastrophes. Un article publié il y a quelques années dans la revue scientifique Advancing Earth and Space Sciences (AGU), montre qu’un outil de prévision peut prédire l’orientation du champ magnétique (vers la terre) en évaluant les données des heures précédant une tempête solaire. Utiliser l’intelligence artificielle pour traiter plus rapidement un grand nombre de données provenant de l’observation solaire pourrait améliorer les outils de prévision.
