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Impacts des éruptions solaires sur la vie – Les répercussions sur Terre - Par : Jonathan Landry,

Impacts des éruptions solaires sur la vie – Les répercussions sur Terre


Jonathan Landry
Jonathan Landry Profil de l'auteur(e)
Jonathan Landry est un étudiant à la maîtrise en aérospatiale à l’ÉTS. Dans le cadre de son mémoire, il développe un logiciel d’éléments finis capable de résoudre des problèmes multi-physiques à l’aide d’algorithmes de mouvement de mailles.
Programme : Génie aérospatial 

Image d’entête provenant de la NASA’s Marshall Space Flight Center, Creative Common Licence. Source

Introduction

Cet article est la suite de Impacts des éruptions solaires sur la vie – Le Soleil publié récemment. Dans cette seconde partie, les répercussions potentiels sur Terre sont analysées. Cet article résume le premier chapitre de SolarMAX : a space weather survival guide, un projet d’équipe du programme d’études spatiales 2013 (SSP13) de l’International Space University (ISU).

Les impacts potentiels des éruptions solaires sont nombreux. Voici la liste des principaux impacts des éruptions solaires tirée du rapport d’équipe de SolarMax :

impacts des éruptions solaires

Fig. 1 L’impact d’une éruption solaire sur un satellite. Source [Img1].

1. Systèmes électroniques des satellites : les événements singuliers (SE)  d’enclenchement du thyristor parasite (SEL), de rupture de la grille (SEGR), d’enclenchement du bipolaire parasite (SEB),  de corruption d’un élément mémoire (SEU),  la dégradation de la performance causée par l’exposition aux radiations et l’augmentation de la traînée (figure 1).

2. Impacts sur la Terre : interruption ou perte de signal des systèmes de localisation (GPS), interruption de diffusion de nouvelles et de la télévision, des ondes radio, des télécommunications mobiles, des services internet, des guichets automatiques (ATM), des services de cartes de crédit en plus des communications militaires ou publiques critiques. Comme montré à la figure 2, notre quotidien dépend des satellites en service; une interruption de service toucherait tout le monde.

impacts des éruptions solaires

Fig. 2 : Satellites (et débris) en rotation autour de la Terre (vue du Pôle Nord). Source [Img2].

impacts des éruptions solaires

Fig. 3 : Charte comparative des doses de radiation. Source [Img3].

3. Êtres humains dans l’espace : les niveaux de radiation (figure 3) affecteraient la santé humaine, compromettant les missions avec équipage pour des raisons d’éthique.

4. Aviation : les avions volant au-dessus de l’océan, dans les régions polaires, pourraient subir une interruption totale des radiocommunications pour quelques heures (éruption solaire) ou quelques jours (tempête géomagnétique violente). L’équipage et les passagers seraient aussi exposés aux radiations, même lors de vols réguliers. Les auteurs de la référence [1] ont calculé qu’en février 1956, l’activité solaire a augmenté les niveaux de radiation en haute altitude de trois cents fois. Selon la réglementation actuelle, les équipages exposés à cette intensité de radiation excéderaient la limite de dose professionnelle annuelle en un seul vol [1].

5. Climat : rayonnement ultraviolet, température moyenne, formation de nuages et d’aurores boréales (Image 1).

impacts des éruptions solaires

Image 1 : Aurores boréales au-dessus du lagon du glacier Jokulsarlon en Islande. Source [Img4].

6. Pipelines : les perturbations du champ magnétique peuvent induire des courants à la terre (GIC), comme montré à la figure 4. Les pipelines sont préservés de la corrosion par protection cathodique; les GIC réduisent la performance de cette protection, favorisant la corrosion et raccourcissant la vie utile des pipelines.

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Fig 4 Génération des courants à la terre (GIC) : une variation du courant présent dans l’ionosphère (I(t)) crée un champ électrique (E(t)), induisant les GIC qui se retrouvent par exemple dans les pipelines. Aussi montré, données réelles d’un pipeline de gaz naturel en Finlande. Source [Iimg5].

7. Distribution de l’électricité : les GIC peuvent gagner les réseaux de distribution et ajouter une charge inductive non prévue qui entraîne la saturation et la surchauffe des transformateurs. Les transformateurs endommagés ou brisés peuvent causer des pannes d’électricité importantes [2]. Le remplacement des unités touchées (et le rétablissement du service normal) peut prendre de 40 jours jusqu’à un an si la conception d’un nouveau type de transformateur sur mesure s’avère nécessaire [3]. Comme plusieurs secteurs d’activités sont interreliés (figure 5), plusieurs autres problèmes peuvent survenir.

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Fig. 5: L’interdépendance de plusieurs infrastructures. Source [Img6].

Information supplémentaire

Nous vous suggérons de lire le rapport source et de regarder notre mise en scène vidéo du rapport suivant : ISU Team Project Reports (2013). SolarMAX : a Space Weather Survival Guide. International Space University (ISU) Space Study Program.

Remerciements

L’auteur, à titre de membre de l’équipe SolarMax, souhaite remercier tous les employés de ISU qui les ont aidés à rédiger le rapport en moins d’un mois. Il aimerait remercier les chefs de départements, le Dr Simon Pete Worden et le Dr Rogan Shimmin de NASA Ames, de même que leur infatigable et toujours optimiste assistant, David Haslam.

 

 

 

Jonathan Landry

Profil de l'auteur(e)

Jonathan Landry est un étudiant à la maîtrise en aérospatiale à l’ÉTS. Dans le cadre de son mémoire, il développe un logiciel d’éléments finis capable de résoudre des problèmes multi-physiques à l’aide d’algorithmes de mouvement de mailles.

Programme : Génie aérospatial 

Laboratoires de recherche : LASSENA – Laboratoire des technologies spatiales, systèmes embarqués, navigation et avionique 

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