La chasse aux aurores boréales est ouverte!

Le soleil entrera cet automne dans sa phase maximale d’activité, c’est donc le temps idéal pour aller chasser les aurores boréales. Suivez le guide pour comprendre ce phénomène spectaculaire, connaitre les meilleurs endroits pour les observer au Québec ou pour apprendre comment les photographier!

À Ivujivik, sur la pointe la plus septentrionale du Québec, il fait ^-20 degrés Celcius en ce début d’avril et les vents déferlent à plus de 60 km/h en plein cœur de la toundra arctique. Bref, on se les gèle royalement depuis plus d’une heure. Vers 22 h 30, les premières lueurs d’aurores boréales se dessinent dans la nuit arctique. L’attente en aura valu le coup!

D’un vert pâle, d’abord presque invisible, elles prennent de l’ampleur et conquièrent tranquillement le ciel étoilé. Elles jaillissent du nord, pour s’étendre vers l’horizon et graduellement, elles deviennent de plus en plus intenses. Même si le spectacle n’est pas le plus grandiose de l’histoire selon les deux chasseurs d’aurores boréales que j’accompagne, je savoure pleinement le moment. Il faut dire que je peux compter sur les doigts d’une seule main les fois où j’ai assisté à un tel spectacle de danse des couleurs célestes.

Quelques heures plus tôt, Gilles Boutin regardait les prévisions de la météo spatiale dans le salon de Sylvain Serré. Ensemble, ils forment le plus grand duo de chasseurs d’aurores boréales de la planète! « En fait, tout le monde travaille en solo, sauf nous deux », explique Gilles Boutin. Policier de métier, il est devenu un maniaque d’aurores boréales dès qu’il a observé ses premières lueurs nocturnes en 2002. Lors d’un voyage à Salluit, dans le Nord-du-Québec, en 2005, où Sylvain Serré enseignait à l’époque, il lui a transmis sa passion.

Depuis 2002, Gilles Boutin chasse les aurores dès que la météo le permet. Le bandit de nuit (c’est le nom de son site web) collige une montagne d’informations à ce sujet. Afin de planifier ses sorties, il scrute le web à la recherche d’informations sur la météo spatiale. « Ce soir, le vent solaire est à 348 km/s. S'il était à 500 et plus, l'arrivage serait plus fort », avait-il lancé en regardant le site de Météo spatiale Canada avant notre sortie. Sur un autre site, il m’avait expliqué que l’activité géomagnétique était plutôt faible ce soir, mais comme on est directement en dessous de la couronne aurorale, il y aura des aurores quand même. Finalement, il avait regardé si le ciel était couvert ce soir. Tous les signes laissaient présager des aurores et on en a eu!

Cause : les molécules s’excitent

En regardant les danses lumineuses dans le ciel, les peuples nordiques ne pouvaient imaginer autre chose qu’une présence céleste pour expliquer le phénomène. Aujourd’hui, la science a beaucoup évolué dans ce domaine. En fait, il faut comprendre que les aurores boréales sont produites par un nouvel arrivage de particules chargées provenant du soleil, qui percutent et excitent les molécules de la haute atmosphère terrestre. Lorsque les molécules se « désexcitent », l’énergie relâchée produit les splendides couleurs des aurores boréales.

Le parcours des aurores boréales débute à la surface du soleil, sous la forme d’un efflux de particules que l’on appelle le vent solaire, explique Paul Charbonneau, professeur au département de physique de l’Université de Montréal et titulaire de la chaire de recherche en astrophysique solaire. « La surface du soleil est toujours très active et il y a toujours toutes sortes de processus qui interagissent avec le champ magnétique. Ces processus chauffent la couronne du soleil (que l'on voit pendant les éclipses) qui est composée d’un gaz si chaud (deux millions de degrés Kelvin), que même la gravité du soleil ne peut le retenir. Ce gaz, qui s’évapore devient cet écoulement que l'on appelle le vent solaire et qui souffle continuellement à des centaines de kilomètres par secondes vers l’orbite de la Terre », précise-t-il.

« Le vent solaire, chargé de particules, est éventuellement freiné par le champ magnétique de notre planète, qui agit comme un bouclier qui va le faire dévier autour de la Terre. Mais le bouclier a deux failles qui sont situées au pôle Nord et au pôle Sud magnétique », ajoute le professeur. Le champ magnétique agit donc comme un tuyau qui canalise ses particules aux pôles, où le champ magnétique a une connexion directe avec l'espace et qui permet aux molécules de pénétrer assez profondément pour causer l'excitation moléculaire qui donne l'émission aurorale.

Explication de la danse des couleurs

Mais comment explique-t-on la formation des différentes couleurs que l’on observe lors d’aurores boréales? « Ça fonctionne comme les anciens téléviseurs à tubes cathodiques, explique Jean-Pierre St-Maurice, professeur du département de physique et titulaire de chaire de recherche sur l’espace et les études atmosphériques de l’Université de Saskatchewan. Les électrons, accélérés à une vitesse d’environ 10 000 eV, suivent les lignes du champ magnétique et sont arrêtés par l’atmosphère à une altitude de 110 à 120 km. Ces élections à haute énergie excitent les molécules et lorsqu’elles se désexcitent, elles produisent de la lumière. » Le plus gros de la lumière visible à l’œil nu est produit par différents états excités de l’oxygène atomique. Le vert est ainsi produit par des molécules d’oxygène situées entre 120 et 140 km d’altitude, alors que le rouge est généré à plus de 200 km d’altitude. Lorsque les électrons ont suffisamment d’énergie pour se rendre à 110, voire 100 km d’altitude, ils créent de la lumière à partir de l’azote, produisant des couleurs pourpres ou roses.

L'importance du cycle solaire magnétique

Alors que le dernier « maximum solaire » est survenu en 2001, les amateurs d’aurores boréales attendaient avec impatience le suivant en 2012, qui selon certaines prédictions, allait être très intense. Mais ce n’est pas ce qui est arrivé : « La fin du cycle précédent s'est étirée beaucoup plus longtemps que prévu, environ deux ans. Et le cycle actuel a une amplitude qui est vraiment très faible », commente Paul Charbonneau. Il semble même que le cycle solaire actuel soit finalement un des plus faibles des 50 dernières années. L’activité du soleil est modulée par un cycle d’activité d’à peu près 11 ans. « La fréquence des éruptions, les émissions UV du soleil, l'émission de particules énergétiques et même la luminosité du soleil varient un petit peu en fonction de ce cycle-là. C'est vraiment le pouls de toute l'activité du soleil », soutient l’expert solaire.

Le cycle solaire est en fait un cycle magnétique, où le soleil inverse sa polarité magnétique. (La Terre aussi peut changer de polarité, mais de manière beaucoup plus irrégulière.) Lorsque l’inversion se fait, il y a un moment où le champ magnétique est de 0, ce qui correspond à la phase d’activité minimale du soleil qui dure de cinq à six ans. Ensuite vient une phase de quatre à cinq ans, où le champ magnétique est à son plus fort, que l’on appelle cycle maximal d’activité.  

Aux portes du maximum solaire

Prévu pour 2012, puis pour le printemps 2013, nous serions présentement très près du maximum solaire [ndlr: article écrit en septembre 2013]. On l’aurait peut-être même dépassé. « En général, quand on voit de plus en plus d’explosions, le cycle solaire commence à diminuer, explique Jean-Pierre St-Maurice. Le nombre de taches solaires diminue également. C’est ainsi que le soleil se débarrasse de l’énergie accumulée. » Les explosions produisent des éruptions, qui produisent à leur tour des rafales solaires qui sont susceptibles de générer des aurores beaucoup plus au sud que d’habitude au cours de la prochaine année, souligne le professeur basé à Saskatoon.

Selon le consensus actuel des experts, les taches solaires sont une « manifestation de surface d'un champ magnétique qui est produit par un effet dynamo très creux à l'intérieur du soleil. Lorsque ces champs magnétiques atteignent une certaine intensité, ils vont déménager en surface et c'est ça qui cause les taches solaires », indique le Paul Charbonneau.

Ces taches solaires, qui sont très fortement magnétisées, offrent un réservoir d’énergie supplémentaire qui peut exploser à tout moment et créer, parfois, des éjections de masse coronale (EMC). Cet éjecta de matière qui se déplace à 1 000 km/s (ou plus encore) vient alors se superposer au vent solaire, ce qui peut provoquer des orages magnétiques et créer des aurores boréales plus intenses et énergétiques.

Prévoir l’activité géomagnétique

C’est lorsque l’on observe ce type d’éjections que l’on est en mesure de faire des prédictions de la météo spatiale. « Lorsqu’une éruption solaire survient, on est capable de voir si elle se dirige vers nous, de mesurer sa vitesse, et, comme on connait la distance entre le soleil et la terre (150 000 km), on est donc capable de prédire quand aura lieu l’impact. On peut alors s'attendre à des émissions aurorales intenses », explique Paul Charbonneau. En général, les éjections de masses coronales (éruptions) prennent trois à quatre jours pour atteindre la Terre.

Une grosse éruption ne produira pas nécessairement d’aurores boréales visibles à l’œil nu, nuance le professeur : « Pour des raisons qu'on ne comprend pas complètement, il y a une accumulation d'énergie dans la queue de la magnétosphère (la partie qui est opposée au côté du soleil) et quand cette énergie-là se libère, elle propulse des particules vers les pôles, ce qui produit des aurores boréales ou australes. »

Pour illustrer le phénomène, Jean-Pierre St-Maurice utilise l’image du malaxeur : « Le vent solaire impose une circulation comme s’il y avait deux batteurs qui envoient la pâte d’un côté. Les particules, qui interagissent avec le plasma (gaz ionisé), sont poussées vers le « côté nuit » ou le gaz s’accumule. Quand le plasma revient du « côté jour », en faisant le tour de la calotte polaire, ça crée des courants électriques qui causent des aurores boréales. »

L’énergie ainsi accumulée peut être libérée à tout moment de manière imprévisible, mais l’arrivée d’une grande quantité d’énergie émise lors d’un orage géomagnétique a de fortes chances de déstabiliser le système et de relâcher l’énergie accumulée, produisant ainsi des aurores grandioses… et des casse-têtes pour les réseaux de communication.

Des impacts surprenants sur Terre

En mars 1989, un de ces orages géomagnétiques a plongé le Québec dans le noir pendant près de neuf heures! « L'activité géomagnétique a induit des courants secondaires dans les lignes à haute tension, qui ont créé une surcharge et qui ont fait flamber des transformateurs », mentionne le professeur. Depuis, Hydro-Québec a dû s’adapter en modifiant les tensions sur les lignes et en installant des dispositifs pour détecter ces surcharges. Ils ont aussi une ligne directe avec Météo spatiale Canada, qui les tient informés de l’arrivée potentielle d’activité géomagnétique potentiellement dangereuse.

« On surveille et prévoit les changements du champ magnétique terrestre afin de mieux le comprendre et développer des outils pour réduire les effets de la météo spatiale sur nos infrastructures », explique Lorne McKee, scientifique physique pour Météo spatiale Canada. Si la météo est difficile à prévoir sur Terre, c’est encore plus difficile à prévoir dans l’espace, dit-il. Plus de 125 observatoires géomagnétiques font partie du consortium Intermagnet qui scrute l’espace afin de récolter des données qui permettent de générer des modèles de prévision en temps réel. « Ce n’est pas toujours facile de prévoir les activités de la météo spatiale, car certaines particules peuvent arriver sur Terre avant qu’on reçoive les données de nos observatoires », souligne le chercheur.

Avec notre dépendance grandissante envers les technologies, nous sommes maintenant plus à risque que jamais de subir les contrecoups d’une tempête solaire, dit-il. Des satellites peuvent être bousillés, les communications radio perturbées et les systèmes de distribution de l’électricité surchargés. Les radiations peuvent être si fortes près des pôles par moment, que les compagnies d’aviation changent d’itinéraires pour ne pas mettre leurs clients et leurs appareils en danger. Même la durée de vie des pipelines est en jeu, car le courant géomagnétique influence le courant cathodique utilisé pour les protéger de la corrosion. Leur durée de vie prévue de 60 ans pourrait chuter à 50 ans, réduisant grandement la rentabilité des projets et augmentant les risques de déversement. En bref, une meilleure compréhension des variations géomagnétiques permettra de mieux protéger nos infrastructures.

Où peut-on observer le phénomène?

De manière générale, on peut observer les aurores boréales entre 60 et 75 degrés de latitude… magnétique. Étant donné que le pôle Nord (qui est en fait le pôle Sud magnétique) est désaxé et situé du côté canadien de l’Arctique, c’est au Canada que l’on retrouve la plus grande superficie de terre pour observer les aurores boréales. La latitude magnétique de Montréal est ainsi équivalente à celle du nord de la Finlande par exemple.

Pour des chasseurs d’aurores boréales comme Gilles Boutin et Sylvain Serré, un soleil actif dans une zone d’activité aurorale comme au Nunavik, c’est un peu comme aller à Disney World : « On est comme des enfants dans un grand terrain de jeux. Ici, il y a des aurores tous les soirs! », lance Sylvain Serré. « Mais l’ennemi numéro un des aurores, ce sont les nuages », rétorque Gilles Boutin. En temps normal, les aurores sont visibles seulement dans le nord. Toutefois, lorsqu’il y a plus d’énergie dans le système, comme c’est le cas lors du maximum solaire, les aurores s’étendent à des régions plus éloignées du pôle, explique le professeur Jean-Pierre St-Maurice. Il est alors plus fréquent d’en voir à Québec ou à Montréal.

Selon Gilles Boutin, il est possible d’observer environ deux fois le phénomène tous les trois mois si on est alerte. Il faut bien sûr assez d’activité géomagnétique, un ciel dégagé, et un minimum de pollution lumineuse. « Après les nuages, le deuxième ennemi des aurores, c’est la pleine lune. » Quand il prépare ses voyages de chasse aux aurores, il choisit toujours les nouvelles lunes pour éviter les mauvaises surprises.

Alors que le Yukon, l’Alaska et les Territoires du Nord-Ouest misent amplement sur les touristes auroraux, très peu d’entreprises du Québec misent sur la mise en valeur des aurores boréales pour générer de l’activité touristique. C’est au Nunavik que le développement d’un tel produit semble le plus prometteur : « La demande pour les produits touristiques qui offrent l’opportunité d’observer les aurores boréales est grandissante. Certains de nos producteurs d’aventures offrent des forfaits qui incluent l’observation des aurores boréales, et d’autres offrent des forfaits sur-mesure. Évidemment, ce n’est jamais garanti, car c’est un produit qui dépend énormément de la météo. C’est pourquoi les opérateurs aiment bien le combiner à une sortie en traineau à chiens ou encore coucher sous l’igloo », explique Isabelle Dubois,coordonnatrice de projets chargée du marketing à l’association touristique du Nunavik. Selon Gilles Boutin, le Québec n’a rien à envier aux destinations de l’ouest canadien ou à la Scandinavie. Il reste à développer le produit et le faire connaitre aux amateurs d’aurores boréales.

Tout savoir sur les aurores boréales

Où voir des aurores au Québec?

Depuis 2002, Gilles Boutin n’a presque pas raté d’aurores boréales visibles. Si le ciel est nuageux près de chez lui, il n’hésite pas à faire quelques centaines de kilomètres pour les observer. Voici, selon lui, les meilleurs endroits du Québec pour être témoin du phénomène lumineux :  

1. À la marina de Saint-Michel-de-Bellechasse, Chaudière-Appalaches
2. À la halte routière à Saint-Jean-Port-Joli, Chaudière-Appalaches
3. Au mont Apica dans la Réserve faunique des Laurentides, Québec
4. Entre Saint-Fulgence et Monts-Valins (près de Saguenay), Saguenay-Lac-Saint-Jean
5. À Cap-Chat, un peu partout au bord de l’eau, Gaspésie
6. À Saint-Mathieu-du-Parc, près du parc de la Mauricie, Mauricie

Dans le Nord-du-Québec :
1. À Kuujuaq, vers la montagne du Radar
2. À Salluit, sur le fjord ou dans la toundra

Comment photographier les aurores boréales?

Pour photographier des aurores boréales, vous devrez vous munir d’un appareil muni d’un mode manuel. Voici quelques conseils de Gilles Boutin, auteur du livre Les aurores boréales Québec-Nunavik, pour débuter du bon pied :

1. Utiliser un trépied.
2. Régler la sensibilité ISO à 1600.
3. Régler le temps d’exposition à 20 secondes (selon la luminosité des aurores, ça variera entre 10 et 30 secondes)
4. Régler l’appareil en pleine ouverture.
5. Retirer l’autofocus.

De plus, M. Boutin recommande d’utiliser une lentille avec le plus grand angle possible. Une lentille hypergone (fisheye) donne de très bons résultats. Il est également intéressant de poser ses amis devant les aurores. Pour se faire, ils devront toutefois être immobiles pendant la période d’exposition. Note : votre caméra permettra de capter ce qui est impossible à voir à l’œil nu. Par contre, elle ne captera pas la beauté des aurores lorsqu’elles dansent…

Sites à consulter pour prévoir une sortie d'observation d'aurores boréales

• Y a-t-il de l’activité géomagnétique qui produira des aurores? spaceweather.ca
• Est-ce que l’activité est assez puissante pour qu’on puisse l’observer à Québec ou à Montréal? swpc.noaa.gov (si l’indice kp est plus élevé que 5, les aurores seront visibles dans le sud)
• Est-ce que les nuages cacheront la vue? cleardarksky.com
• Suivez la page Aurores boréales du Québec sur Facebook où l’on annonce l’arrivée d’activité géomagnétique.
• Pour toutes sortes d’informations sur les aurores boréales au Québec, visitez la page de Gilles Boutin. banditdenuit.com