La NASA est depuis longtemps un leader dans la compréhension de la science de la météo spatiale, y compris la recherche sur le potentiel des courants électriques induits à perturber nos systèmes électriques. L'année dernière, Les scientifiques de la NASA ont travaillé avec des scientifiques et des ingénieurs d'instituts de recherche et de l'industrie au cours de deux ateliers intensifs d'une semaine afin d'évaluer l'état de la science entourant ce type de météo spatiale. Ce résumé a été publié le 30 janvier 2017, dans la revue Météo spatiale .

Les tempêtes du soleil peuvent affecter nos réseaux électriques, les systèmes ferroviaires et les canalisations souterraines à travers un phénomène appelé courants géomagnétiques induits, ou CPG. Le soleil libère régulièrement un flux constant de matériau solaire magnétique appelé vent solaire, ainsi que d'énormes nuages ​​occasionnels de matière solaire appelés éjections de masse coronale. Ce matériau interagit avec le champ magnétique terrestre, provoquant des changements temporaires. Ce changement temporaire du champ magnétique peut créer des courants électriques juste sous la surface de la Terre. Ce sont des CPG.

Longue, mince, structures métalliques près de la surface de la Terre, telles que les pipelines souterrains, les chemins de fer et les lignes électriques - peuvent agir comme des fils géants pour ces courants, faisant circuler l'électricité sur de longues distances sous terre. Ce courant électrique peut causer des problèmes pour les trois structures, et c'est particulièrement difficile à gérer dans les systèmes électriques, où le contrôle de la quantité de courant électrique est la clé pour garder les lumières allumées. Dans des conditions extrêmes, Les CPG peuvent causer des pannes temporaires, ce qui signifie que l'étude de la météo spatiale est un élément crucial pour la gestion des urgences.

"Nous avions déjà une assez bonne compréhension des pièces mobiles clés qui peuvent affecter les systèmes d'alimentation, " a déclaré Antti Pulkkinen, un chercheur en météorologie spatiale au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Mais c'était la première fois que nous avions des experts solaires, scientifiques héliosphériques, physiciens magnétosphériques, ingénieurs de puissance et responsables de la gestion des urgences tous dans une pièce ensemble."

Bien que les GIC puissent principalement causer des problèmes aux systèmes d'alimentation, les chemins de fer et les pipelines ne sont pas à l'abri.

"Les chercheurs ont trouvé une corrélation positive entre les orages géomagnétiques et le mauvais fonctionnement des systèmes de signalisation ferroviaire, " dit Pulkkinen, qui est également membre du Centre de modélisation coordonnée communautaire axé sur la recherche sur la météo spatiale et basé à Goddard.

C'est parce que les signaux ferroviaires, qui contrôlent généralement la circulation aux jonctions entre les voies ou aux intersections avec les routes, fonctionner sur un système automatisé en circuit fermé/ouvert. Si les roues métalliques d'un train sont sur la voie près du signal, ils ferment le circuit électrique, permettant au courant électrique de circuler vers le signal et de l'allumer.

"Les courants induits géomagnétiquement pourraient fermer cette boucle et faire en sorte que le système signale qu'il y a un train alors qu'il n'y en a pas, " a déclaré Pulkkinen.

De la même manière, le courant circulant dans les oléoducs pourrait créer de fausses alarmes, inciter les opérateurs à inspecter les pipelines qui ne sont pas endommagés ou qui ne fonctionnent pas correctement.

Dans les systèmes électriques, les GIC d'un fort événement météorologique spatial peuvent provoquer ce qu'on appelle l'effondrement de la tension. L'effondrement de tension est un état temporaire dans lequel la tension d'un segment d'un système électrique passe à zéro. Parce que la tension est nécessaire pour que le courant circule, l'effondrement de la tension peut provoquer des pannes d'électricité dans les zones touchées.

Bien que les pannes causées par l'effondrement de la tension puissent avoir d'énormes effets sur le transport, santé et commerce, Il est peu probable que les CPG causent des dommages permanents à de grandes sections de systèmes électriques.

"Pour que des dommages permanents au transformateur se produisent, il doit y avoir des niveaux soutenus de GIC passant par le transformateur, " a déclaré Pulkkinen. "Nous savons que ce n'est pas ainsi que fonctionnent les CPG. Les CPG ont tendance à être beaucoup plus bruyants et de courte durée, des dommages physiques généralisés aux transformateurs sont donc peu probables, même lors de tempêtes majeures. »

Les scientifiques qui ont travaillé sur l'enquête, faisant partie de l'institut Vivre avec une étoile de la NASA, a également créé une liste des principales questions sans réponse dans la science GIC, principalement liés à la modélisation informatique et à la prédiction. Les travaux antérieurs des membres du groupe sur la science et la préparation des GIC ont déjà été utilisés pour façonner de nouvelles normes pour les compagnies d'électricité afin de se prémunir contre les pannes d'électricité. En septembre 2016, la Commission fédérale de régulation de l'énergie, ou FERC, a publié de nouvelles normes qui obligent les compagnies d'électricité à évaluer et à se préparer aux perturbations potentielles du CPG.

« Nous sommes vraiment fiers que les membres de notre équipe aient apporté des contributions majeures aux normes mises à jour de la FERC, " a déclaré Pulkkinen. " Cela montre également que les États-Unis s'efforcent activement de réduire le risque lié aux CPG. "