Esters

Etude de sites en Polynésie

Carine Briand — 2024-10-01T23:54:11Z

Cet article expose les résultats de la mission de prospection de sites VLF à Tahiti et Moorea. La mission s'est déroulée du 25 Septembre au 8 Octobre 2025. Six sites ont été explorés entre Tahiti et Moorea. Le site de l'OG2T est actuellement le meilleur, suivi par celui de l'IFREMER. Tous les autres sites sont trop pollués aux basses fréquences. Les deux sites retenus présentent aussi des limitations qu'il faudra apprendre à dépasser pour une implantation au printemps 2025.

Route isolée de Papenoo

Une seule route traverse l'ile d'Est en Ouest. A mi distance, un restaurant (touristique), mais isolé. Très déterminés à faire une mesure au milieu de l'ile, sur un site très isolé, nous nous sommes engagés sur ce que la carte appelait une route. Il s'agit plutot d'un chemin forestier très endommagé. Nous avons dû renoncer à nous aventurer trop loin sous peine de nous embourber ou de casser notre superbe voiture MG3 (c'est de l'humour).

Spectre obtenu sur la route de Papenoo, avec un zoom sur la bande 15-27kHz

Les codes de trois lettres identifient les stations émettrices

@C.Briand & A. Loh

Les signaux que nous attendions sont bien observables avec l'antenne portable, donc à fortiori le seront-elles avec AWESOME. Il s'agit en particulier des émissions en provenance d'Hawaii, d'Australie, du Japon et de la côte Ouest des Etats-Unis.

Les chemins des signaux VLF

Tracé des chemins de propagation des ondes VLF pour les stations identifées lors des mesures à l'OG2T

@C.Briand & A. Loh

Observatoire de Géophysique et Géodésie de Tahiti (OG2T)

OG2T : la référence du site idéal en Polynésie

Le point rouge situe la position des meilleures données réalisées dans un site très isolé.
La végétation est omni-présente

@C.Briand & A. Loh

Exploration du site de l'OG2T, près de Papenoo, sur la zone Nord de Tahiti. Le site est actuellement recouvert d'une végétation luxuriante et très dense. C'est la première fois que j'entends cette phrase pour aller travailler : "As-tu bien pris la machette ?"

Spectres dynamiques qui servent de base aux calculs des spectres moyens

Deux spectres dynamiques pour l'antenne dans la direction Nord-Sud (figure supérieure) et Est-Ouest (figure inférieure), pour 10 secondes de mesure. Les émissions continues à fréquence fixe (traits horizontaux) correspondent aux émetteurs sur Terre. Les émissions à temps fixe mais étendu dans le domaine spectral (vertical) sont dues aux éclairs d'orage quelque part dans le monde. Les éclairs les plus intenses peuvent conduire à des émissions jusqu'à quelques Hz seulement

@C.Briand & A. Loh

La contribution des éclairs d'orage au niveau de bruit de fond est soustraite pour estimer correctement le niveau des émissions des transmetteurs d'intérêt. Le spectre ci-dessous a été obtenu le 30 Septembre 2024, dans la partie haute du site de l'OG2T. Il montre ce que l'on peut attendre de mieux en Polynésie, compte tenu de l'isolement total du site par rapport à toute pollution électromagnétique. Contrairement au spectre sur la route de Papenoo, le niveau à très basses fréquences reste très faible et présente la forme caractéristique avec un minimum vers 5kHz.

Le spectre de référence

Spectre obtenu le 30/09/2024 depuis l'OG2T. Chaque pic correspond à une station émettrice. Leur nom est indiqué en regard. Le niveau très bas du bruit de fond permet de distinguer de nombreux émeteurs

@C.Briand & A. Loh

Météo France

Vue sur Moorea depuis le site de mesure de Météo France

Au pied du lagon, la vue sur Moorea est superbe

@C.Briand & A. Loh

Situé entre les pistes et le lagon, ce site de mesure de Météo France offre un paysage exceptionnel.

Spectre dynamique obtenu sur le site de Météo France

Le site se révèle très pollué en basses fréquences. Les éclairs d'orage sont invisibles et les stations émettrices en VLF quasi indiscernable du bruit

@C.Briand & A. Loh

Par contre, la présence de câbles électriques enterrés rend le site totalement impossible pour nous. Le niveau de bruit est beaucoup trop important pour permettre de détecter les émetteurs recherchés, et les éclairs d'orage sont invisibles sur les spectres dynamiques. Dommage !

Spectre sur le site de Météo France

Le niveau de bruit de fond est de l'ordre de 5.E-4 et les fluctuations RMS très importantes. Les stations identifiées à l'OG2T (remises ici pour mémoire) ne sont quasiment plus discernables

@C.Briand & A. Loh

Laboratoire de Géophyisque de Tahiti

Situé sur les hauteurs de Pamatai, le laboratoire héberge de nombreux instruments de mesure, passifs pour la plupart. Malheureusement, des sources de pollution non identifiées polluent jusque dans la partie haute du site

Spectre au laboratoire de Géophysique

Les stations principales peinent à sortir du bruit

@C. Briand & A. Loh

CRIOBE

Centre de Recherches Insulaires et OBservatoire de l'Environnement (CRIOBE) est installé dans la baie de ‘Opunohu, sur l'ile de Moorea pour sa composante polynésienne. C'est une unité d'appui à la recherche de l'EPHE – PSL, de l'Université Perpignan Via Domitia et du CNRS.

Malheureusement, la présence d'armoire électrique de haut voltage ainsi que de nombreux climatiseurs et moteurs rendent également ce site impropre à l'installation de l'antenne VLF.

IFREMER

Situé dans la petite ile de Tahiti (Tahiti Iti), le site de l'IFREMER est sur deux parcelles séparées par la RT4. Un pilône électrique trône à l'entrée du site et pollue largement la parcelle vers la forêt. Par contre, l'espace près de la jetée reste tolérable

Jetée de l'IFREMER

Située tout prêt de l'eau du lagon, ce site nécessitera quelques adaptations pour protéger l'instrument des embruns salées voire des submersions.

@C. Briand & A. Loh

Spectre depuis la jetée de l'IFREMER

En bleu le spectre à l'IFREMER et en orange le spectre de référence. Le niveau de bruit est élevé mais les stations d'intérêt sont encore relativement isolées. Le filtre utilisé pour isoler les stations sur AWESOME est de 200Hz.

@C. Briand & A. Loh

Conclusions

Deux sites sont susceptibles d'accueillir AWESOME. Chacun présente cependant des limitations. Le site de l'OG2T est parfait du point de vue contamination EM, mais manque d'alimentation électrique et d'accès internet. Construire un abri autonome pour l'instrument est surement réalisable mais probablement pas dans les six mois à venir. Par ailleurs, des travaux majeurs pour accueillir l'antenne VLBI vont avoir lieu dans les prochaines années. Ces travaux et le fonctionnement du VLBI pourraient augmenter considérablement le niveau de bruit.

Le site de l'IFREMER présente un niveau de bruit acceptable pour les mesures narrowband. L'emplacement idéal est situé très proche du lagon. Il faut évaluer les risques de submersion de la zone et étudier le moyen de protéger l'électronique des embruns d'eau de mer.

VLF For Ionospheric Studies (VLF4IONS)

Carine Briand — 2024-08-26T16:01:43Z

Caractériser la réponse temporelle de l'ionosphère à un forçage solaire, estimer l'impact des phénomènes électriques au-dessus de cellules orageuses sur la couche-D ionosphérique, produire des alertes en temps (quasi)réel lors d'éruption solaire, estimer leur impact en terme d'absorption HF : voici les objectifs principaux de ce projet en météorologie de l'espace.

La couche-D ionosphérique (située entre 60 et 90 km) est également appelée « ignosphère », indiquant le niveau de connaissance de cette couche atmosphérique. Le rayonnement solaire UV Lyman-α contrôle est à l'origine de la formation de la couche D. Son contenu électronique suit donc un cycle journalier, mais aussi le cycle saisonnier du flux solaire UV. En plus de ces variations sur de longues périodes, la densité électronique de la couche D est soumise à un forçage beaucoup plus rapide, comme les tempêtes géomagnétiques et les éruptions solaires (heures) ou les éclairs et les événements transitoires liés aux zones orageuses (secondes ou moins).

Schéma des couches ionosphériques

Le rayonnement solaire UV Lyman-α atteint les basses couches de la thermosphère, photo-ionisant les molécules de NO et augmentant ainsi la densité électronique de la couche-D de plusieurs ordres. Pendant la nuit, les électrons se recombinent et la couche D s'affaiblit fortement.

Le contenu électronique de la couche D contrôle l'absorption de certaines ondes radio et relie l'atmosphère neutre à la magnétosphère et aux ceintures de radiation. Les perturbations de la densité électronique de la couche D peuvent entraîner une absorption des communications HF, une menace désormais identifiée par l'Organisation de l'Aviation Civile Internationale (OACI). Le projet se concentrera sur deux risques naturels : les éruptions solaires, car elles produisent le plus fort forçage de la couche D, ainsi que les éclairs et les phénomènes électriques au-dessus des zones orageuses, car leurs impact sur la couche D restent encore à étudier en détails. Le maximum du cycle solaire est prévu en 2025(±1 an), entraînant une augmentation significative du forçage solaire dans les quelques années à venir. Par ailleurs, le changement climatique semble provoquer des orages plus violents. Connaître les détails du couplage entre les zones orageuses et l'ionosphère est donc crucial.

Forçage solaire

Les éruptions solaires sont des phénomènes éruptifs générant une augmentation des rayonnements énergétiques de plusieurs ordres de grandeur en quelques minutes.

Exemple de flux X par enregistrés par les satellites GOES lors d'une éruption solaire

Evolution temporelle des flux X "mous" (rouge) et "durs" (bleu) enregistrés par le satellite GOES. Il s'agit de l'éruption du 28 Octobre 2003. En quelques minutes, les flux X ont augmenté d'un facteur 100 !

GOES

Après la phase impulsive, l'émission reste bien au-dessus du niveau de repos pendant plusieurs heures. Le nombre d'éruptions suit le cycle solaire de 11 ans, étant plus nombreux autour du maximum solaire. Ce rayonnement énergétique augmente l'ionisation de la couche D d'un à deux ordres de grandeur. Le taux d'ionisation augmente avec l'intensité de l'éruption, mais la question des niveaux de saturation pour les éruptions les plus intenses fait encore débat. Les rayonnements EUV et X jouent un rôle important dans l'ionisation, avec une réponse ionosphérique retardée. Identifier les paramètres contrôlant l'évolution temporelle de la couche D, du forçage à la phase de retour à l'équilibre, ainsi qu'estimer la réponse de l'ionosphère restent des défis. Une autre question cruciale est l'estimation de l'étendue spatiale du pic de perturbation (critique pour l'aviation civile). Pour répondre à ces questions, nous avons besoin de mesures continues sur Terre pour enregistrer de nombreux événements solaires, donc de nombreuses conditions de forçage, et d'une couverture spatiale étendue pour modéliser l'ionosphère terrestre mondiale (notamment au-dessus des océans).

Les zones orageuses

Les phénomènes électriques au-dessus des zones orageuses induisent des précipitations d'électrons soit par ionisation directe de la couche D par les hautes tensions et le chauffage induits par la foudre, soit par le couplage entre les ondes radio générées par la foudre et les électrons des ceintures de radiation. Des précipitations d'électrons liées aux orages ont été identifiées dans les années 70. Depuis, les études se sont concentrées sur les mécanismes qui lient les éclairs et les perturbations électroniques dans la basse ionosphère, la détermination de l'extension spatiale de ces perturbations et la dynamique des mécanismes. Cependant, un tel couplage entre la foudre et la basse ionosphère n'est pas systématique. Quels paramètres critiques des éclairs et des orages entraînent des effets notables sur la couche D ? Quelle est l'étendue spatiale de la précipitation électronique induite ? Telles sont les questions actuellement débattues. Plus récemment, l'observation à la fin des années 80 d'événements lumineux transitoires (TLE, comme les Sprites, les Elfes et les jets géants) au-dessus des zones orageuses a renforcé l'intérêt pour les études sur les relations entre les orages et la basse ionosphère. Les phénomènes et leurs conséquences temporelles sur la couche D sont encore flous. Les principales contraintes à la compréhension de ces TLE proviennent du manque d'observation systématique pour identifier les causes de leur déclenchements. Ces événements sont imprévisibles et nécessitent une surveillance continue. Jusqu'à présent, les études se sont appuyées sur des cas individuels. Nous avons absolument besoin d'une approche statistique, ce qui nécessite l'observation de nombreux événements. Il est aussi nécessaire de comprendre l'état stationnaire de l'ionosphère pour détecter les perturbations induites par différentes sources, ce qui nécessite également un ensemble de données continues et à long terme.

Méthode de mesure

La couche D est trop haute pour les ballons, trop basse pour les satellites et pas assez ionisée pour les radars. Elle est donc inaccessible aux mesures in situ en continu (quelques mesures ont été réalisées par des fusées mais sur des périodes très courtes). La technique la plus employée pour étudier la couche D consiste à mesurer les émissions VLF, d'origine anthropique ou naturelle. Les modes VLF se propagent dans le guide d'ondes formé par la Terre et l'ionosphère, avec une perte réduite ( 2 dB/Mm), se propageant ainsi sur de très longues distances. Une augmentation de la densité électronique modifie les modes : l'amplitude et la phase des ondes sont alors affectées, ce qui permet de détecter efficacement, en temps réel, les variations de la densité électronique. Les signatures des éruptions solaires dans les VLF sont connues depuis les années 50, tandis que les perturbations VLF sont associées aux éclairs depuis les années 70.

Le Projet VLF4IONS

Le projet vise à comprendre la réponse de la couche D ionosphérique après forçage par les éruptions solaires et les cellules orageuses. Il comprend un volet instrumental de construction d'un réseau de récepteur VLF équatorial et sub-tropical pour surveiller l'activité solaire 24/365 et capter un maximum de phénomènes au-dessus des cellules orageuses. Un tel réseau permettra de :

Fournir une estimation (quasi) en temps réel des perturbations ionosphériques dues aux éruptions solaires,
Aborder de nombreuses questions liées à la réponse ionosphérique à l'éruption solaire : Comment l'évolution du temps d'apparition et d'ionisation dépend-elle du profil de temps de forçage ? Quels paramètres contrôlent la relaxation de l'ionosphère ? Comment prévoir ce temps de récupération ? Comment les perturbations de la densité électronique se propagent-elles selon les latitudes ? Les transitions nuit-lever/coucher du soleil ne sont pas équivalentes et dépendent fortement de la saison. Quels paramètres contrôlent l'ionisation de la couche D pour expliquer ces différences journalières et saisonnières ? Comment la composition modale de la propagation est-elle affectée par les contraintes géographiques ou diurnes ?
Étudier l'impact des TLE au-dessus des zones orageuses : à quelle fréquence les TLE se produisent-ils et comment se couplent-ils avec l'ionosphère ? Quels sont les paramètres ionosphériques qui favorisent leur développement ? Les TLE perturbent-ils également les couches ionosphériques les plus élevées ? Quel est l'impact des flashs gamma terrestres (TGF) sur l'ionosphère, dont les sources sont connues pour produire des elfes sur l'ionosphère ?

Notre réseau apportera un nouvel instrument français (et européens) pour la Météoroloie de l'espace, en complément de plusieurs autres infrastructures dédiées à l'ionosphère (SuperDarn pour les régions polaires), aux particules énergétiques solaires (moniteurs de neutrons) et aux éruptions solaires (radiotélescopes de Nançay et télescope optique THEMIS opérant à Tenerife). Rappelons que la France appartient au consortium ACFJ de Météorologie de l'espace pour l'OACI. Notre projet s'inscrit donc dans une recherche sur la relation Soleil-Terre et la Météo Spatiale (risques naturels), à visée sociétale. Certains auteurs affirment que les mesures VLF peuvent également détecter l'impact des éruptions volcaniques et du séisme sur l'ionosphère. Nous n'étudierons pas ces aspects, mais les données seront disponibles pour les chercheurs (INSU) intéressés.

L'instrument

Nous avons choisi l'instrument AWESOME, développé par le Georgia Institute of Technology. Il fournit :

des formes d'onde à large bande (1 à 450 kHz) à 100 kHz avec une précision de synchronisation absolue de 20ns
des profils temporels à bande étroite (amplitude et phase) autour de plusieurs fréquences d'émetteur VLF.
Les mesures sont effectuées simultanément dans les directions (géomagnétiques) nord-sud et est-ouest. Les profils temporels à bande étroite sont utilisés pour étudier l'impact du Soleil sur l'ionosphère pendant la journée ainsi que les impacts de la foudre et des TLE pendant la nuit. Les formes d'ondes à 100kHz permettent de caractériser les éclairs d'orage.

Photos d'AWESOME sur site

Gauche : à la station de radio-astronomie de Nançay (Sologne) ; Milieu : à l'Observatoire Atmosphérique du Maido (La Réunion). A droite : vue de la boit électronique et du PC de contrôle

@C. Briand

Résultats

Mai 2024 : Mise en route de l'instrument à La Réunion
Septembre 2024 : Etude de sites en Polynésie
Exemples d'observations en bande étroite
Influence de la conductivité des sols sur la propagation des ondes VLF (Article summary

Collaborateurs

Les scientifiques français

Carine Briand (LESIA, Astronome) - Projet Lead
Pauline Teysseyre (LESIA, PhD)
Sébastien Célestin (LPC2E, Professeur)
Germain Dang Kien (TelecomParisTech, Maitre de Conférence)
Baptiste Cecconi (LESIA, Astronome)
Hassan Ghalila (Univ. Vinci, Professor)

Les scientifiques étrangers :

Morris Cohen, Georgia Univ. (USA)
Robert Marshall, Boulder (USA)
Mark Clilverd, British Antarctic Survey (UK)
Ahmed Ammar (Tunisie)

Numérisation des archives du Réseau Décamétrique : étape 1

Laurent Lamy — 2018-10-04T16:02:24Z

Lancement de la numérisation des archives

Laurent Lamy (LESIA)

De sa construction en 1975-1977 par l'équipe d'André Boischot jusqu'en 1990, les données radioastronomiques de la couronne solaire et de Jupiter obtenues par le réseau décamétrique de Nançay étaient acquises sur des films de 35mm. Ces archives, ainsi que celle de l'interféromètre décamétrique de Nançay, qui a observé avant le réseau de 1970 à 1977, représentent un fond de 1500 films de 30.5m de long, soit 45 km de pellicule (!), conservé depuis à l'Observatoire de Meudon. [...]

Détermination de l'orientation de l'axe des nuages magnétiques

Miho Janvier, Pascal Démoulin, Sergio Dasso — 2018-10-02T13:48:31Z

Les nuages magnétiques sont de grandes structures de plasma magnétisé éjectées du Soleil, en particulier lors d'éruptions solaires (fig. a). Lorsqu'une sonde interplanétaire les traverse, on peut les repérer grâce à des caractéristiques différentes de celles du vent solaire, comme une intensité du champ magnétique plus grande et un profil différent (fig. c). On en déduit la présence de structures particulières appelées tubes de flux magnétique torsadés (fig. b).

Lorsqu'un nuage magnétique impacte notre planète, il impacte fréquemment les conditions physiques de l'environnement terrestre et peuvent être responsables des orages géomagnétiques les plus intenses. Leur géo-efficacité est liée aux propriétés physiques de la structure magnétique formée avant et pendant la phase d'initiation solaire, ainsi qu'aux processus de propagation du Soleil à la Terre.

Les mesures in situ permettent d'avoir une vision précise mais très locale de la physique présente dans les nuages magnétiques. Un objectif est de remonter à des grandeurs physiques globales (par exemple le flux et l'hélicité magnétique transportés par les nuages) et de faire un lien quantitatif avec la source solaire (où ces grandeurs sont calculées par d'autres méthodes). Un élément clé pour arriver à ce but est la détermination de l'orientation du tube de flux (fig. b).

Différentes configurations magnétiques de CME

(a) Ejections de masse coronale vue avec un coronographe masquant le soleil (cercle blanc).
(b) Schéma de la structure magnétique éjectée quelques jours après. La ligne rouge représente une ligne de champ magnétique torsadée et la ligne en pointillé noir l'axe du tube de flux magnétique.
(c) Exemple du champ magnétique mesuré par une sonde interplanétaire. Le nuage magnétique correspond à toute la région grisée et le tube de flux torsadé à la région en gris moyen. Le champ est représenté dans le repère du tube de flux après détermination de l'orientation de l'axe.

@Demoulin-Obs. de Paris/LESIA

Différentes méthodes ont été développées au cours des années pour déterminer l'axe du tube de flux des nuages magnétiques. Cependant ces méthodes ont des biais différents, ce qui implique une forte disparité dans les orientations calculées (de l'ordre de 20-300, voir plus pour certains nuages). Nous avons récemment développé une nouvelle méthode, plus robuste que les précédentes. Elle analyse les variances des composantes du champ magnétique tout en imposant la conservation du flux magnétique azimuthal (By) (Démoulin et al. 2018). Celle-ci permet de définir des frontières physiques cohérentes pour le tube de flux torsadé (région en gris moyen dans la fig. c). Cette cohérence est essentielle car elle permet de ne pas inclure la partie du nuage magnétique ayant interagi avec le vent solaire. Ainsi, nous évitons d'introduire un biais sur l'orientation déduite du tube de flux.

Démoulin, P., Dasso, S., Janvier, M., 2018, A&A, sous presse
https://arxiv.org/abs/1809.00522

Particules énergétiques solaires et vols comerciaux

Carine Briand, Cecconi Baptiste, Jean-François Trompier (IRSN), Yann Hello — 2018-08-23T14:19:44Z

C. Briand (LESIA), F. Trompier (IRSN), B. Cecconi (LESIA), Y. Hello (LESIA)

Résumé

Depuis plusieurs années, l'IRSN et le LESIA travaillent à la surveillance des particules ionisantes et à la modélisation de leurs effets sur les personnels navigant à travers le service CERCLe. Le projet que nous proposons vient compléter ce travail en mesurant directement le rayonnement lors des déplacements en avion des personnels du LESIA. Il s'agit en effet d'équiper les chercheurs avec un détecteur de radiation calibré et mesurant toutes les données du vol en temps réel. Les données seront ensuite transmises sur un site dédié. Le but est d'améliorer les modèles notamment lors d'évènements à particules (SEP), les modèles actuels se basant sur un nombre très faibles de mesures.

Rayonnement galactique et surveillance de particules énergétiques solaires à l'altitude des vols comerciaux

À l'altitude des vols commerciaux, les passagers et les membres d'équipage sont exposés au rayonnement cosmique à un débit de dose environ dix fois à cent fois plus élevé qu'au niveau du sol. En ce qui concerne les travailleurs nucléaires, la surveillance et le suivi des rayonnements sont obligatoires pour les équipages exposés à plus de 1 mSv par an, conformément à la réglementation européenne. La dosimétrie de l'équipage aérien est aujourd'hui effectuée de manière routinière par calcul pour un grand nombre d'équipages aériens dans le monde. Cette approche numérique a été validée par comparaison avec de nombreuses mesures embarquées effectuées avec des instruments adéquats tels que le compteur proportionnel équivalent tissulaire (TEPC). Dans le cas des particules énergétiques solaires (SEP) classées comme les Ground Level Events (GLE) détectés au niveau du sol, les débits de dose aux altitudes de vol sont significativement augmentés, ce qui conduit à une dose supplémentaire qui doit également être prise en compte pour les enregistrements de dose des équipages. Certains logiciels de dosimétrie de routine donnent une estimation de ces doses supplémentaires. Néanmoins, les modèles utilisés pour la dosimétrie sont basés sur très peu de mesures en vol pendant des GLE. Il existe manifestement un besoin évident de données de mesure supplémentaires pour améliorer les modèles. Il existe très peu de programmes de mesures en continu à bord des avions. De plus, pour augmenter la probabilité d'avoir des détecteurs en vol pendant un GLE et si possible à différents endroits, un nombre suffisant d'avions devrait être équipé, ce qui est actuellement extrêmement compliqué du point de vue opérationnel. En outre, ce type de programme devrait être maintenu pendant de longues périodes (décennies). Depuis 2000, seules 4 GLE étaient suffisamment significatives pour générer une dose supplémentaire mesurable.

Compte tenu de toutes ces contraintes, le développement de projets de science citoyenne pour la surveillance des rayonnements dans l'environnement (voir par exemple projet OpenRadiation ou Safecast), un projet scientifique dédié aux GLE peut être proposé grâce notamment à la disponibilité et l'accessibilité de petits détecteurs de rayonnements pour le public. En effet, un certain nombre de passagers effectuent déjà des mesures dans des avions avec différents types de détecteurs (tubes GM, photodiode ou CMOS). Un projet de science citoyenne visant à collecter ces données mesurées, à augmenter le nombre de mesures fournies par le public, à développer des dispositifs de mesureshttps://www.openradiation.org/ bien adaptés et calibrés serait très utile à la communauté scientifique tout en permettant de sensibiliser le public à ces sujets. Dans ce cadre, la participation des chercheurs du LESIA semble opportune compte tenu du nombre de voyages effectués chaque année. Le détecteur sélectionné est léger et facile à utiliser.

Le détecteur

Le détecteur choisi est le bGeigieNano. Il mesure les rayonnements α, β et γ. Les rayons cosmiques ne sont pas directement mesurés mais l'étalonnage précis de l'instrument effectué par l'IRSN permet également de déduire le niveau de ces radiations. L'avantage de ce détecteur est d'inclure un GPS. Ainsi, les mesures sont stockées automatiquement avec l'emplacement exact (latitude, longitude et altitude), à raison d'une mesure toutes les 5 secondes. L'autonomie (batterie et mémoire) de l'appareil est suffisante pour stocker des informations pendant 12 heures de vol. Il est protégé par une coque en plastique et pèse environ 500 g, ce qui permet de le placer en toute sécurité dans un sac de cabine pour effectuer des mesures pendant le vol.

Les données sont ensuite téléchargées sur le site Web de SafeCast, et également incorporées dans le site Web OpenRadiation.

Les premières mesures

B. Cecconi et Y. Hello ont accepté de prendre un détecteur gracieusement prêté par l'IRSN pour effectuer les premières mesures lors de leurs récents déplacements.

Fig. 1

Carte d'un trajet au-dessus des Etat-Unis, entre 40 et 45° de latitude.

@LESIA

Fig. 2

Profil du vol au-dessus des Etats-Unis

@LESIA

Fig. 3

Nombre de Coups Par Minutes en fonction de l'altitude, lors du vol au-dessus des Etats-Unis (voir Figures 1 et 2)

@LESIA

Si le nombre de Coups Par Minutes (CPM) est de l'ordre de 30 au niveau du sol, il dépasse les 1000 au-dessus de 10km d'altitude (de l'ordre de 2 microSievert/h).

Yann Hello s'est lui dirigé vers l'île de La Réunion. Il est intéressant de comparer les CPM en fonction de la latitude lors de deux trajets couvrant des latitudes différentes (Fig.4 et 5). On peut noter sur la figure 5 une légère diminution du CPM autour du franchissement de l'équateur.

Fig. 4

CPM vs. latitude lors d'un trajet de Los Angeles à Paris.

@LESIA

Fig. 5

CPM vs. latitude pour un trajet de Paris à Saint-Denis de la Réunion

@LESIA

Voir aussi une étude récente menée par des étudiants (date du 04/10/2018)

Space Weather Research Program focused on the Energy Sector in the UK

Carine Briand — 2018-07-17T11:41:19Z

Séminaire : Space Weather Research Program focused on the Energy Sector in the UK

Alexis Ruffenach, EDF Energy R&D UK Centre ltd, United Kingdom

Extreme space weather events such as major geomagnetic storms could have a serious impact on ground level infrastructure. In the UK, since 2011, this hazard has been included inside the National Risk Register (a governmental document listing the significant potential risks to the UK). EDF Energy is the largest producer of low carbon electricity in the UK and the safety of its assets is the overriding priority. Our R&D group have been investigating and characterizing the potential impacts related to very intense space weather events such as geomagnetic storms (GIC) and neutron irradiation at ground level from GLE. In this talk, we shall give an overview of our R&D work and ongoing academic collaborations.

LE SEMINAIRE EST REPORTE - UNE NOUVELLE DATE SERA PROPOSEE PROCHAINEMENT

International Workshop "Ionosphere at low frequency"

Carine Briand — 2018-03-07T13:51:19Z

I - Scientific rational

The Earth atmosphere is described in several layers following the height evolution of the neutral density and temperature. From about 70km another layer appears composed of ionized particles : the ionosphere. This layer is of particular interest for its role in the global electrical currents of the Earth magnetosphere but also in long distance radio transmission (still used on disaster regions for example). The Earth and ionosphere serve then as waveguide to transmit the information.

VLF waves transmission

A scheme of the propagation of different types of waves in the Earth-Ionosphere wave guide.

@Stanford - http://vlf.stanford.edu/research/introduction-vlf

Quite surprisingly, the lowest parts of the ionosphere (70-100km) are almost unknown. Indeed, they are too low to be explored by spacecraft but too high for balloons sounding.Taking advantage of the reflection of the VLF-waves on the ionosphere, the time evolution of the electric conductivity (and thus the electron density) can be inferred on localized area of the ionosphere.

The variation of the electron density is particularly important during solar flares. Thus, electron density disturbances can propagate in the ionosphere, generating perturbations of waves transmission. This may be critical for some industrial activities (like radio broadcast or civil aviation).

Multiplying the receiver stations around Europe can enable to draw maps of the conductivity, in almost real time. The aim of the meeting is to gather people interested in participating to this network of low frequency receivers, for mid-latitude regions, in particular Europe.

II - Program

The meeting will take place at the Meudon site of the Paris observatory, on April 26 2018.

Program

09 :30 – 10 :00 « Ionosphere at low frequency » M. Clilverd
10 :00 – 10 :20 « Global Ionospheric and Thermospheric Effects of the June 2015 Geomagnetic Disturbances : Multi-Instrumental Observations and Modeling » E. Astafyeva
10:20 - 10:40 « Synchronized Pulsations in the Earths Lower Ionosphere and Solar Flare Emission » L. Hayes
10 :40 – 11 :00 « VLF propagation perturbations associated with single meteors » F. Colas

11 :00 – 11 :20 Coffee Break

11 :20 – 11 :35 « September 2017 solar flares as seen by the Meudon Observatory VLF-receiver » C. Briand
11 :35 – 11 :50 « The UAH VLF monitoring station » C. Cid
11 :50 – 12 :10 « "Potential use of Digisonde to detect Solar Flares » E. Blanch
12 :10 – 12 :30 « Ionospheric Research at INGV » L. Alfonsi

Lunch and visit of the VLF monitor

14 :00-14 :30 « The AARDDVARK network » M. Clilverd
14 :30 – 15 :00 « LATNET and SAVNET » J.P. Raulin
15 :30 – 16 :00 « GIFDS » N. Jakowski
16 :00 – 16 :20 – Coffee Break

16 :20 – 17 :00 Discussion

III - List of participant

Lucilla Alfonsi, INGV, Italy
Elvira Astafyeva, IPGP, France
Daniela Banys, German Aerospace Center, Germany
Estefania Blanch, Ebro Observatory, Spain
Carine Briand, LESIA, Paris Observatory, France
Consuelo Cid, Alcala University, Spain
François Colas, IMCCE, France
Nicole Cornilleau-Wherlin, LPP, France
Mark Clilverd, British Antarctic Survey, UK
Germain Dang Kièn, TelecomParisTech, France
Florent Deleflie, IMCCE, France
Maxime Dubard, LESIA, Paris Observatory, France
Dominique Fontaine, LPP, France
Alberto García Alcala University, Spain
Antonio Guerrero, Alcala University, Spain
Rajkumar Hajra, LPC2E, France
Laura Hayes, Trinity College, Ireland
Norbert Jakowski, German Aerospace Center, Germany
Aurélie Marchaudon, IRAP, France
Stephen Prust, Exeter Met Office, UK
Jean-Pierre Raulin, Mackenzie Presbyterian Institute, Brazil
Luc Sagnière, MacGhill University/IMCCE, Canada/France

and in remote :

Francesca Zuccarello, Catania Observatory, Italy
Ed Stone (and colleagues), Exeter Met Office, UK
Researchers for Tor Vergata University, Italy

VLF-Antenna of the Paris Observatory

Super-SID VLF-antenna of the Paris observatory. The original concept was developed by Stanford University

C.Briand@Paris.Observatory

IV - Pratical information

The webpage of the LESIA gives information about lodging in Paris and venue to Meudon.

The meeting will take place in the old castle on the Meudon site.

Picture of the castle on the Meudon site

The meeting will held on the right wing of the castle

To access the castle, enter by the main gate ("Acces Piétons"), if open clim the stairs and then follow the road (if the stairs are not opened, folllow the road since the main gate). When entering the castle is on your left ahnd.

Access plan

Enter by the main gate ("Access piétons") and follow the road until the castle

Septembre 2017 : des éruptions solaires majeures

Carine Briand — 2017-09-11T16:52:09Z

Depuis le 6 Septembre 2017 le Soleil nous a gratifié d'un grand nombre d'éruptions majeures, notamment un X9.3. Il s'agit d'un évènement exceptionnel qui mérite un peu d'explications.

Super éruptions solaires : Exploitation scientifique des observations systématiques du Soleil réalisées à Meudon

Carine Briand — 2017-05-16T15:18:05Z

Un article publié sur le site du LESIA et décrivant l'exploitation scientifique des observations systématiques du Soleil à l'Observatoire pour l'étude des super éruptions

Comment se préparer pour la prochaine tempête solaire importante ? Des scientifiques et des utilisateurs préparent le futur système de prévision des éruptions solaires

Nicole Vilmer — 2017-02-02T19:17:32Z

2 Février 2017 - N. Vilmer

Corona & photosphere

@thesuntoday.org

Le Soleil est actuellement dans une période calme de son activité, mais le prochain maximum d'activité approche. Il est prévu dans à peu près cinq ans. Cependant, une forte tempête solaire peut arriver à tout moment, et pas forcément au pic du cycle d'activité solaire. Des scientifiques et des représentants des secteurs industriels pouvant être affectés par les effets de la « météorologie de l'espace » se sont rencontrés au centre de météorologie britannique (UK Met Office) afin de discuter de la façon dont le système FLARECAST de prévision des éruptions solaires doit être construit pour servir au mieux les besoins des utilisateurs.

Mi-Janvier, des représentants des opérateurs de satellites, de compagnies d'aviation civile, des agences de défense et d'organisations gouvernementales ont rencontré au UK Met Office à Exeter des scientifiques du projet européen FLARECAST en provenance de Grèce, d'Irlande, de France, d'Italie, de Suisse et de Grande Bretagne (le service de météorologie britannique, UK Met Office, est l'un des partenaires du projet FLARECAST). Ensemble, ils ont travaillé sur le futur système de prévision des éruptions solaires FLARECAST et ont ainsi fait un lien entre les avancées scientifiques et technologiques récentes sur la prévision des éruptions et les besoins des utilisateurs. Le but est ainsi d'être mieux préparé à la prochaine grande tempête solaire ! « Etablir un dialogue entre scientifiques et utilisateurs est nécessaire dans ce domaine » dit Nicole Vilmer de l'Observatoire de Paris et du CNRS, « C'est un travail long, qui nécessite de nombreux efforts de la part des deux communautés mais qui commence à donn er des résultats ». « La question n'est pas de savoir si une éruption importante va se produire, mais de savoir quand elle va se produire » dit Manolis Georgoulis, le chef du projet européen FLARECAST de prévision des éruptions solaires.
« Et personne ne peut prévoir exactement son importance ! »

Nous devenons de plus en plus dépendants de technologies utilisant le spatial. En conséquence, nous sommes de plus en plus vulnérables aux effets des tempêtes solaires et aux conditions de météorologie de l'espace. C'est le cas par exemple de l'utilisation des GPS, des radars et des communications radio. « Nous sommes peut-être plus affectés par les effets des éruptions solaires que nous ne le pensons, parce que très souvent les effets de ces tempêtes sur les systèmes technologiques ne sont pas rendus publics. », dit Sophie Murray du Trinity College à Dublin. Il y a donc un besoin non seulement d e réaliser des prévisions de météorologie de l'espace, mais aussi d'observer de façon continue les effets sur l'environnement spatial de la Terre.

Plusieurs gouvernements ont déjà inscrit les risques liés aux conditions de météorologie de l'espace dans le catalogue des risques naturels. Cependant d es plans cohérents de prévention et d'atténuation des risques manquent encore. L'un des prérequis cruciaux pour l'établissement de ces stratégies est la réalisation d'un système fiable de prévision des éruptions, afin que des mesures de protection des ressources dans l'espace et sur Terre puissent être prises à temps.

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