Un service de prévision des éruptions solaires sera mis en place prochainement
Publié par Redbran le 14/05/2018 à 12:00
Source: © Union européenne, [2018] / CORDIS

©NASA
L'humanité se trouve être de plus en plus vulnérable aux mauvaises conditions météorologiques spatiales du fait de sa dépendance croissante aux technologies en réseaux depuis l'espace. La perte d'un ou de plusieurs nœuds de réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud (node)...), même pour un court moment, peut avoir des répercussions significatives et représenter un coût de plusieurs milliards d'euros.

Une mauvaise météo spatiale est la conséquence d'éruptions solaires et d'éjections de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de...) coronale dégagées par les champs magnétiques extrêmement complexes des régions actives du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune,...). Comprendre comment les champs magnétiques des régions actives évoluent et réagissent permettra aux scientifiques de développer des capacités de suivi et de prévision précises et fiables en matière de météorologie (La météorologie a pour objet l'étude des phénomènes atmosphériques tels que les nuages, les précipitations ou le vent dans le...) spatiale.

L'initiative FLARECAST, financée par l'UE, a étudié les facteurs déclencheurs des éruptions solaires afin d'améliorer nos capacités à anticiper ces éruptions. Pour ce faire, l'équipe a eu recours à des applications faisant entrer en jeu à la fois la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne...), les mathématiques (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide de raisonnements logiques sur des concepts tels que les nombres, les figures, les structures et les transformations. Les mathématiques...) de pointe, les statistiques (La statistique est à la fois une science formelle, une méthode et une technique. Elle comprend la collecte, l'analyse, l'interprétation de données ainsi que...), les mégadonnées et l'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, compétences, d'attitudes ou de valeurs culturelles, par l'observation,...) machine. Cette initiative est un exemple de projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) avec applications opérationnelles (research-to-operations), qui utilise des méthodes provenant à la fois des manuels et des articles scientifiques afin de mettre en place ce qui sera a priori le service de prédiction des éruption solaires le plus systématique (En sciences de la vie et en histoire naturelle, la systématique est la science qui a pour objet de dénombrer et de classer les taxons dans un certain ordre, basé sur des principes...) au monde (Le mot monde peut désigner :).

Des techniques de pointe de traitement des images ont été utilisées pour déterminer les propriétés des régions actives du soleil. Elles incluaient la zone, le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...)...) magnétique, le cisaillement, la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple par Henri Atlan), en...) magnétique, l'hélicité et les proxies de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) magnétique à partir de magnétogrammes solaires et d'images en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm...) blanche reçues quasiment en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel. L'équipe a mis en corrélation les résultats obtenus avec l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) éruptive du soleil, ce qui a rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de...) possible l'optimisation des algorithmes de prédiction grâce à des techniques de clustering non supervisées et à des méthodes d'apprentissage supervisées et statistiques. "Cela a permis aux chercheurs de valider le traitement des images et les algorithmes de prédiction des éruptions avant de lancer un service de prévision des éruptions en temps quasi-réel", indique le coordinateur du projet Manolis Georgoulis.

Un large éventail de disciplines mises en commun

Le consortium a eu recours à la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) des moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]) de conteneurs en source ouverte Docker comme platine (Le platine est un élément chimique de symbole Pt et de numéro atomique 78.) d'expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences répétées la validité d'une hypothèse et à obtenir des données...), afin de simplifier l'infrastructure du projet et de créer un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) extrêmement modulaire de conteneurs Docker. "Le traitement des mégadonnées et l'apprentissage machine a montré que la prévision des éruptions solaires n'est pas et ne doit pas être seulement un problème d'héliophysique", explique Georgoulis. "La combinaison (Une combinaison peut être :) d'expertises de différentes communautés scientifiques: mathématiques, statistiques, informatiques et spécialistes en intelligence artificielle (L'intelligence artificielle ou informatique cognitive est la « recherche de moyens susceptibles de doter les systèmes informatiques de...) est nécessaire pour permettre une avancée majeure dans ce domaine".

Le projet a généré trois bases de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) qui regroupent les informations propres à FLARECAST et des informations externes, ce qui représente une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) faramineuse de données de 240 téraoctets. Cette collecte de données indispensable sera le support de bien des efforts de recherche à venir. Georgoulis ajoute que: "Actuellement, environ 15 documents revus par des pairs mettent en évidence différents aspects du projet: le développement d'indicateurs de prévision nouveaux et prometteurs, la performance des algorithmes d'apprentissage machine, la relation ou le lien entre les éruptions solaires et les éjections de matière coronale et d'autres découvertes. D'autres publications dédiées totalement au projet devraient paraître dans un avenir proche".

Soutenu par la science à travers le monde

FLARECAST forme ainsi la base d'un système de prévision des éruptions et de suivi des régions actives du soleil autonome et quantitatif, qui sera utilisé par les chercheurs et les prévisionnistes spécialisés en météorologie spatiale, à la fois en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du...) et dans le monde entier. Parmi eux se trouvent des scientifiques qui travaillent dans le domaine de la physique solaire et de l'héliophysique, qui utiliseront ses résultats et ses bases de données pour mieux comprendre les phénomènes physiques à l'origine des éruptions solaires et contribuer aux efforts de recherche en matière de prévision. Le projet permettra également aux communautés spécialisées en apprentissage machine et en mégadonnées d'affiner leurs compétences et de concevoir de nouvelles méthodes, telles que les techniques d'apprentissage machine "hybrides" et "innovantes" développées au cours de cette étude.

La nature modulaire et en source ouverte de l'infrastructure FLARECAST donnera la possibilité à d'autres équipes de recherche d'accéder à davantage de données et d'ajouter de l'information (par exemple sur les éruptions, les éjections de matière coronale et les particules d'énergie solaire) à une structure intégrée de prévisions météorologiques spatiales, ce qui aura pour conséquence d'éviter la duplication des efforts. "En tant que consortium, nous avons déjà constaté l'expression d'un intérêt préliminaire en Europe et au-delà, que ce soit pour l'utilisation des résultats produits par le service ou pour migrer la totalité de l'infrastructure au sein de leurs installations", souligne Georgoulis.

Pour plus d'information voir:
Projet FLARECAST
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