En début de ce mois de décembre, les scientifiques ont constaté un trou coronal gigantesque de 800 000 kms de diamètre dans l’atmosphère du Soleil. Un phénomène non dangereux pour la santé de l’être humain, mais qui n’est pas sans conséquence sur la précision des données GPS des appareils électroniques. Dans cet article, nous expliquons l’origine d’une tempête géomagnétique et quel est son impact sur les GPS en topographie.
Comprendre la tempête géomagnétique
Origine et nature
Ce que de nombreuses personnes appellent à tort une tempête solaire, est en réalité un phénomène naturel causé par des variations dans le vent solaire. Ce flux de particules chargées par le soleil vient perturber le champ magnétique terrestre.
Observé en décembre dernier, ce trou coronal 60 fois plus grand que la Terre provoque des éruptions solaires et des éjections de masse coronale (CME). Propulsées dans l’espace, lorsqu’elles interagissent avec le champ magnétique terrestre, elles génèrent des tempêtes géomagnétiques. Ces courants électriques perturbent ainsi les systèmes de communication, les satellites et les réseaux électriques.
Fréquence et intensité
La fréquence varie selon l’activité solaire. Son intensité fait l’objet d’une classification mise en place par le Space Weather Prediction Center allant de 1 à 5. La dernière tempête en date du 2 décembre a été classée G2, donc « modérée ». Un niveau inoffensif pour la santé de l’Homme, mais pouvant endommager les systèmes électriques ou les transformateurs.
Comment une tempête géomagnétique affecte la Terre ?
Lorsqu’un trou coronal interagit avec le champ magnétique terrestre, des perturbations se créer dans la magnétosphère, la région de l’espace autour de la Terre.
Les effets sur la Terre
- Aurores Boréales et Australes
- Perturbations des communications et des satellites : perturbation des signaux GPS et des systèmes de télévision.
- Effets sur les réseaux électriques : surcharges causant potentiellement des pannes.
- Perturbation des systèmes de contrôle sur les Pipelines
Des exemples historiques
- Événement de Carrington (1859) : des aurores visibles jusqu’aux Caraïbes et des perturbations dans les systèmes télégraphiques.
- La tempête de Mars 1989 : panne géante du courant au Québec durant plusieurs heures.
- Tempête d’Halloween (2003) : plusieurs tempêtes géomagnétiques ont perturbées les satellites, les communications aériennes et les réseaux électriques à divers endroits.
Le GPS dans la topographie moderne
Principes de base de la technologie GPS
Le GPS (Global Positioning System), est une technologie essentielle qui fonctionne grâce à un réseau de satellites en orbite autour de la Terre. Chacun d’entre eux émet en continu des signaux indiquant leur position exacte et l’heure précise de l’émission du signal.
Pour réceptionner les signaux envoyés par satellite, des récepteurs GPS sont intégrés dans divers appareils électroniques du quotidien comme les smartphones, et pour exemple en topographie : un récepteur GNSS Satlab Freyja.
Information utile : Pour obtenir une localisation précise, un récepteur doit recevoir les signaux d’au moins 4 satellites.
Le calcul de position
Un GPS utilise le principe de la trilatération. Cette dernière détermine la position du récepteur en mesurant la distance entre celui-ci et plusieurs satellites. Pour déterminer cette distance, on calcule le temps nécessaire qu’il faut aux signaux pour voyager du satellite au récepteur.
La trilatération permet d’obtenir une position tridimensionnelle précise : la latitude, la longitude et l’altitude.
L’impact d’une tempête géomagnétique sur les GPS
Interférence avec les ondes radio
Ce phénomène géomagnétique peut entraîner des interférences dans l’ionosphère : couche de l’atmosphère terrestre que les signaux GPS traversent pour atteindre les différents récepteurs sur Terre. Ces fluctuations déforment les signaux et les récepteurs GPS rencontrent des difficultés pour calculer de manière précise la position.
Effet sur la précision des données GPS
Les erreurs de positionnement peuvent aller de quelques centimètres à plusieurs mètres selon les applications. Un GPS intègre souvent des systèmes nommés GNSS (Global Navigation Satellite Systems).
En topographie, le GNSS a une incapacité d’être « fixé », et reste en statut « Float », c’est à dire une difficulté à maintenir une position exacte.
Prudence : même si le GNSS fini par se fixer, il est nécessaire de faire attention au PDOP ou GDOP (plus d’informations ici).
Lien utile pour les topographes
Suivez l’activité ionosphérique et évaluez la meilleure plage horaire pour faire vos mesures :