Un ciel illuminé de l’Europe aux Etats-Unis et des clichés aussi rares qu’époustouflants. Le week-end a été marqué par des aurores boréales exceptionnelles visibles dans une majeure partie de la France, au grand plaisir des astronomes et des curieux qui ont pu observer ce phénomène rare en dehors des pôles.

Provoquées par une tempête solaire historique alors que le Soleil est rentré dans la phase d’activité maximale de son cycle – qui dure environ onze ans –, ces apparitions ont suscité de nombreuses questions. Pour y voir plus clair, on fait le point avec Miho Janvier, astrophysicienne de l’Institut d’Astrophysique Spatiale (université Paris-Saclay, CNRS), spécialiste de la physique du Soleil et des tempêtes solaires.

Pourquoi les tempêtes solaires déclenchent-elles des aurores boréales ?

Pour comprendre le phénomène, il faut reprendre les bases. Lors d’une tempête solaire, notre étoile éjecte « une sorte de nuage qui transporte du matériel du Soleil sous forme d’un plasma, d’une sorte de soupe de particules », décrit l’astrophysicienne, coautrice du livre Les Secrets du Soleil (éd. Alisio), paru en 2023.

La tempête solaire va alors « faire résonner le cocon magnétique de la Terre, la magnétosphère, et les fluctuations de ce champ magnétique provoquent des orages géomagnétiques sur notre planète », poursuit Miho Janvier. Les particules autour de la Terre vont accélérer et « rentrer en collision avec les atomes de notre atmosphère, en particulier l’oxygène et l’azote », résume-t-elle. Et paf, ça fait des aurores boréales, qui sont « les états excités et désexcités des atomes de l’atmosphère terrestre ». Pas simple, hein ? Mais esthétique…

Pourquoi a-t-on vu des aurores boréales là où on n’en voit pas (ou peu) d’habitude ?

Si les aurores boréales sont fréquentes autour des pôles – dans une zone assez bien définie appelée « ovale auroral » – au moment du pic d’activité du Soleil, les dernières tempêtes solaires sont « exceptionnelles » car elles ont permis de « voir des aurores boréales à des latitudes vraiment basses », explique la spécialiste.

« C’est la succession et l’intensité de ces tempêtes solaires qui ont fait que la pénétration des particules et leur collision au sein de l’atmosphère terrestre sont survenues à des latitudes beaucoup plus basses que ce dont on a l’habitude », comme en France métropolitaine, décrit Miho Janvier. Concrètement, « les premières tempêtes qui sont arrivées au niveau de la Terre ont commencé à affaiblir la magnétosphère, puis on en a eu une assez importante, qui est venue faire vibrer de manière très importante le champ magnétique », poursuit l’astrophysicienne.

Pourquoi les aurores boréales étaient roses et violettes et non vertes ?

Si plusieurs phénomènes rentrent en jeu, comme la latitude à laquelle se produisent les aurores boréales, leur couleur est principalement due à l’intensité des orages géomagnétiques qui les provoquent. « Plus on a de l’énergie, plus les collisions des particules dans l’atmosphère sont importantes », détaille Miho Janvier. Suivant les niveaux d’excitation et de désexcitation des particules, les aurores boréales auront des couleurs différentes. La spécialiste du Soleil illustre : « Avec l’atome d’oxygène, généralement, on a plutôt un phénomène dans le vert, mais il peut aussi permettre des couleurs plutôt rouges. Avec les atomes d’azote, on a du bleu-violet, voire des nuances rosées. »

Le phénomène peut-il se reproduire ?

Mauvaise nouvelle pour les curieux qui ont raté le spectacle dans la nuit de vendredi à samedi : même s’il est très difficile de prédire les aurores boréales, les chances d’en voir en France métropolitaine dans les prochains jours sont faibles. En cause, selon Miho Janvier, « la région qui a donné lieu à plusieurs éruptions et tempêtes solaires », qui « va passer derrière le Soleil ». Même si elle continue d’être active, les éventuelles tempêtes solaires « ne seront donc pas dirigées vers la Terre, donc les effets seront moins conséquents, prévient la spécialiste. Ça ne veut pas dire qu’on n’aura pas d’aurores boréales et australes, mais ce ne sera sûrement pas à des latitudes de France métropolitaine ».

Quant aux mois qui viennent, « on s’attend chaque semaine à avoir beaucoup d’activité au niveau du Soleil, mais ça ne se traduit pas forcément par une activité aurorale aussi intense que celle que l’on a vue dans la nuit de vendredi à samedi », tempère l’astrophysicienne.

Les tempêtes solaires sont-elles dangereuses pour l’homme ?

Les aurores boréales en elles-mêmes « n’ont pas d’effet » sur nous, citoyens lambda sur Terre, rassure Miho Janvier. En revanche, les tempêtes géomagnétiques « peuvent s’accompagner d’une intensité de radiations un peu plus forte, poursuit-elle. Ce peut être dangereux quand on est dans des vols qui passent près des pôles, car on peut recevoir une dose de radiations plus importante. Si on ne prend qu’un avion, ça n’a pratiquement aucun effet, mais pour le personnel navigant, c’est quelque chose à prendre en compte ». Pas d’inquiétude, pour autant, assure l’astrophysicienne : « L’aviation civile monitore les doses de radiation, et le personnel navigant suit des protocoles de manière à ne pas dépasser un certain seuil de radiations au cours de l’année. »

Peut-on s’attendre à des perturbations des réseaux électriques, de communication ou de navigation ?

Même si aucune perturbation majeure n’a été observée ce week-end, une forte activité solaire peut perturber les réseaux humains. Les orages géomagnétiques peuvent par exemple « s’accompagner de problèmes de télécommunication ou de GPS », indique Miho Janvier. Les satellites risquent aussi d’être « un peu plus difficiles à manœuvrer » car leurs orbites peuvent « être affectées par la densification de l’ionosphère », la couche supérieure de notre atmosphère, entraînée par les tempêtes solaires.

Les réseaux électriques sont également sensibles aux changements du champ magnétique terrestre. « Il y a plus de courant qui circule sur les réseaux, ce qui peut amener à des black-outs sur les circuits électriques ». C’est notamment pour cela qu’il existe des bureaux de météorologie de l’espace un peu partout dans le monde, afin de surveiller les phénomènes pouvant causer d’éventuels problèmes.