Personne ressource : Dr David Boteler (Chef de projet)

Les aléas naturels et les risques qui en découlent peuvent avoir leur origine dans des perturbations qui se produisent dans l'espace. Les éruptions solaires projettent un jet de matière ionisée qui, au contact du champ magnétique de la Terre, produit des aurores boréales et d'autres phénomènes. Au cours des périodes d'activité solaire, le flux de plasma à haute énergie en provenance du soleil se propage à une grande vitesse jusqu'à la Terre, où il peut nuire aux satellites, perturber les communications radio à haute fréquence et produire des orages magnétiques qui endommagent les réseaux d'électricité et contribuent à la corrosion des pipelines. Le projet d'évaluation des aléas spatiométéorologiques a pour but d'étudier ces phénomènes, d'évaluer les risques qu'ils comportent et d'aider l'industrie canadienne à en atténuer les effets.

Détermination et caractérisation des aléas spatiométéorologiques

• Étudier les causes solaires des phénomènes spatiométéorologiques en collaboration avec l'Université de Montréal et le CNRC, afin de mieux définir les tendances à long terme de l'activité solaire et de la météo spatiale.
• De concert avec l'Université de l'Alberta, examiner comment les jets de matière solaire évoluent durant leur propagation dans l'espace interplanétaire, de manière à mieux comprendre leur impact sur notre planète.
• Examiner les données satellitaires pour y trouver des signes précurseurs de l'activité géomagnétique, de manière à ce que les industries à risque puissent mieux se préparer à l'éventualité d'un orage magnétique majeur.
• En collaboration avec l'Université de Calgary, étudier les déclencheurs des sous orages magnétiques, qui causent le plus de problèmes aux infrastructures terriennes.

Figure 1. Les éruptions solaires projettent un flux de matière ionisée qui, au contact du champ magnétique terrestre, produit des orages magnétiques, des perturbations ionosphériques et des aurores boréales.

Évaluation de la vulnérabilité des infrastructures essentielles

• En collaboration avec NAV CANADA et l'Université de Calgary, étudier les conditions ionosphériques qui perturbent les communications radio à haute fréquence (HF) et réduisent l'exactitude des positions GPS.
• Déterminer l'influence des limites de conductivité de la Terre sur la protection des pipelines contre la corrosion. Élaborer des lignes directrices générales pour évaluer les effets électriques naturels sur tous les pipelines canadiens.
• En collaboration avec Hydro One (Ontario), organiser une simulation en temps réel des courants induits géomagnétiquement (CIG) dans les réseaux d'électricité. Ce réseau sert de banc d'essai à une nouvelle technologie que l'on compte transférer aux autres services d'électricité.
• Évaluer les antécédents opérationnels des satellites géostationnaires et examiner les conditions de l'environnement spatial qui causent les pannes. Les leçons apprises pourront ensuite être mises à profit dans la conception des futurs astronefs.

Figure 2. Plusieurs technologies sont affectées par les phénomènes de la météorologie spatiale : des électrons et des protons énergétiques peuvent endommager l'électronique des satellites et des aéronefs volant à haute altitude; les perturbations ionosphériques affectent le positionnement GPS et les communications radio HF; les orages magnétiques causent des interférences dans les levés aéromagnétiques et induisent des courants dans les réseaux d'électricité, les pipelines et les câbles sous marins. image agrandie [GIF, 106.0 ko, 750 X 545, avis]

Éducation et planification des interventions

• Analyser des données couvrant un cycle solaire complet, recueillies partout au Canada, afin de mieux connaître la variabilité des perturbations magnétiques. Les résultats serviront à déterminer les seuils à partir desquels l'industrie des levés aéromagnétiques peut recueillir des données exactes.
• Développer le réseau d'étude des anomalies spatiométéorologiques, afin d'augmenter la quantité de données accessibles en ligne. Le réseau sera ainsi plus efficace et les ingénieurs pourront s'en servir davantage pour déterminer si les problèmes de leurs systèmes sont attribuables à la météo spatiale.
• Développer un réseau de surveillance de la météo spatiale qui met à notre disposition un jeu commun d'outils servant à visualiser et à manipuler les diverses données spatiométéorologiques qui sont maintenant disponibles. Il facilitera l'extraction de renseignements au sujet des conditions dangereuses.
• Trouver, dans les événements de la météo spatiale, des exemples distincts de la chaîne des processus spatiométéorologiques et s'en servir pour déterminer les conditions qui constituent une menace pour les technologies et les systèmes.

Figure 3. Variation de l'activité solaire (nombre de taches solaires) et du nombre d'orages magnétiques d'une année à l'autre. Les diamants signalent les effets géomagnétiques sur les infrastructures au sol : réseaux de télégraphie, câbles de communication, réseaux d'électricité. Les effets sur les pipelines sont représentés par une barre, car ils s'accumulent sur un grand nombre d'années. image agrandie [GIF, 15.8 ko, 600 X 464, avis]

Résultats: Ce projet permettra d'accroître l'exactitude et la précision des évaluations des perturbations spatiométéorologiques et de leurs effets sur les infrastructures canadiennes. Il contribuera à faire connaître la météorologie spatiale et les connaissances que nous pouvons apporter à l'industrie afin de l'aider à réduire le risque pour les infrastructures canadiennes.

Pour des renseignements sur…

• Météo spatiale Canada
• Géomagnétisme