Une université britannique met en garde contre la menace que représente l’énergie solaire pour la sécurité ferroviaire

L’université de Lancaster, dans le nord de l’Angleterre, a affirmé que les éruptions solaires pouvaient mettre hors service les systèmes de signalisation et faire passer les signaux rouges au vert. Ces affirmations plutôt alarmistes figurent dans un rapport sur les effets perturbateurs du phénomène régulier du maximum solaire – un cycle de onze ans, communément appelé « taches solaires ». Ces phénomènes sont bien réels, comme en témoignent les aurores boréales actuellement en activité. Une aurore dans le ciel nocturne est une indication claire de l’augmentation de l’activité solaire. Ces aurores vertes peuvent être dangereuses.

La météo spatiale qui interfère avec les systèmes de signalisation n’est qu’un des scénarios extrêmes suggérés par les recherches de l’université de Lancaster. Une équipe du campus de l’ère spatiale, visible depuis la West Coast Main Line, a modélisé les effets d’une activité solaire extrême. Selon eux, notre monde moderne, hautement électronique, est plus vulnérable que jamais aux perturbations, et les systèmes de signalisation ferroviaire ne font pas exception à la règle. Les précédentes tempêtes solaires ont été suffisamment puissantes pour mettre hors service des réseaux électriques et sont même entrées dans l’histoire.

Un problème très occasionnel et très important

Loin des universitaires l’idée d’être alarmistes, mais ce message alarmiste est pris au sérieux et les chemins de fer sont invités à en tenir compte. Une équipe de scientifiques, dirigée par le chercheur Cameron Patterson et le professeur Jim Wild de l’université de Lancaster, a étudié les effets des courants induits géomagnétiquement. Ces courants géomagnétiques pourraient potentiellement interférer avec les réseaux de transmission et de distribution d’électricité. Ils ont également étudié les effets potentiels de ces courants géomagnétiques sur l’ensemble du secteur.

Il se trouve que les chercheurs disposent d’un banc d’essai pratique, juste à la porte de leur laboratoire. La West Coast Main Line, l’axe à trafic mixte le plus fréquenté d’Europe, passe juste à côté du campus. Les chercheurs affirment que les voies ferrées électrifiées, comme la WCML, peuvent être particulièrement vulnérables à une éruption solaire massive provoquant un courant géomagnétiquement induit. Ils ont modélisé la façon dont les courants géomagnétiques induits circulaient dans les circuits de voie des câbles aériens électrifiés à courant alternatif. Comme tout ingénieur l’expliquera, les principes physiques de base sont bien connus. Un courant électrique produit un champ magnétique tangentiel. En général, c’est une bonne chose. C’est le principe électromagnétique fondamental qui fait tout bouger, des aiguilles d’une montre-bracelet aux roues d’une locomotive. Cependant, il existe un effet secondaire beaucoup moins bénéfique qui cause très occasionnellement des problèmes majeurs.

L’interférence des signaux remonte au XIXe siècle

L’équipe de l’université de Lancaster s’inquiète de l’effet des puissantes perturbations solaires sur les systèmes terrestres. Ils affirment qu’il y a eu plusieurs exemples de météorologie de l’espace qui ont eu un impact sur les réseaux électriques, provoquant une panne d’électricité au Québec en 1989 et dans la ville suédoise de Malmö en 2003. En 1859, une gigantesque perturbation, appelée « événement de Carrington », a mis hors service pendant plusieurs jours le premier réseau de communication télégraphique. L’équipe affirme que les chemins de fer ont été touchés et qu’il existe des exemples historiques d’interférences entre la météo spatiale et la signalisation ferroviaire remontant au XIXe siècle. La dépendance beaucoup plus grande à l’égard de l’électronique moderne, comme les systèmes de signalisation numériques, pourrait faire d’une tempête solaire similaire la source de problèmes généralisés en matière de signalisation, affirment-ils.

Cameron Patterson, chercheur doctorant, et le professeur Jim Wild ont étudié deux itinéraires britanniques. Ils ont étudié le tronçon Preston-Lancaster de la West Coast Main Line et la ligne est-ouest Glasgow-Édinbourg. « Nos recherches suggèrent que la météorologie spatiale est capable d’inverser un signal dans un sens ou dans l’autre, en faisant passer un signal rouge au vert ou un signal vert au rouge », explique M. Patterson. « En construisant un modèle informatique des circuits de signalisation à l’aide de spécifications réalistes pour les différents composants du système, nous avons découvert que des phénomènes météorologiques spatiaux capables de déclencher des défaillances dans ces circuits de signalisation sont attendus au Royaume-Uni toutes les quelques décennies.

Le mauvais côté d’une défaillance « du bon côté

La question qui se pose pour les opérations ferroviaires est celle de la gestion des risques. Faut-il prendre au sérieux ce qui est généralement considéré comme une menace scientifique qui ne se produit qu’une fois par siècle ? Oui, répondent Cameron et Wild, qui soulignent que les défaillances du « bon côté », lorsque les signaux passent du vert au rouge, peuvent être tout aussi préoccupantes qu’une défaillance du « mauvais côté », du rouge au vert, qui est encore plus dangereuse. « D’autres secteurs, tels que l’aviation, la production et la transmission d’électricité, ainsi que le secteur spatial, prennent en compte les risques pour leurs opérations », a déclaré le professeur Wild. « Il est important que le secteur ferroviaire soit inclus dans cette planification.

Il peut sembler fantaisiste de protéger les chemins de fer contre un phénomène aussi éphémère qu’une éruption solaire. Après tout, il y a des défis beaucoup plus clairs et actuels à relever, en particulier sur le réseau vieillissant de la Grande-Bretagne. Toutefois, les phénomènes météorologiques spatiaux violents figurent dans le registre national des risques pour les urgences civiles du gouvernement britannique, où le risque pour l’économie et la société britanniques est considéré comme important. « Nos recherches montrent que la météorologie spatiale représente un risque sérieux, bien que relativement rare, pour le système de signalisation ferroviaire », a conclu M. Cameron. « Un événement de type Carrington pourrait entraîner des retards, voire avoir des conséquences plus graves en matière de sécurité. Ce risque naturel doit être pris au sérieux. Il est difficile de prévoir des événements à fort impact et à faible fréquence, mais les ignorer est rarement la meilleure solution ».

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