Mathieu Barthélémy lors du tournage de l'Objet de mes recherches
Mathieu Barthélémy lors du tournage de l'Objet de mes recherches
Recherche, Culture scientifique et technique
Mathieu Barthélémy est astrophysicien à l’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (IPAG-OSUG) et directeur du Centre spatial universitaire de Grenoble (CSUG). Il nous parle des aurores boréales et de la polarisation de la lumière.

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La boite à questions

Qu’est-ce qu’une aurore boréale ?

Mathieu Barthélémy : Les aurores boréales sont des émissions lumineuses dans la très haute atmosphère entre 100 et 300 kilomètres d’altitude. La plupart du temps, elles sont vertes : c’est la principale couleur qu’on voit. Au-dessus du vert, il y a en général du rouge et en-dessous un petit liséré violet. Qu’est-ce qui provoque ces émissions lumineuses ? Eh bien, le Soleil émet un vent solaire. En plus de la lumière, il émet des particules. Ces particules sont chargées d’électricité, - des protons et des électrons. Quand elles arrivent près de la Terre, elles sont attrapées par son champ magnétique, ce qui les amène près des pôles. On trouve donc ces aurores boréales sur une espèce d’ovale autour des pôles. On parle souvent d’aurores boréales, mais on devrait dire aurores polaires parce qu’il y a aussi des aurores australes.

Qu’est-ce que les mesures de polarisation des aurores boréales peuvent nous apprendre ?

M. B. Il y a des aurores boréales sur Terre, mais il y en a aussi sur les autres planètes. Pour avoir une aurore boréale sur une planète, il faut deux éléments : une atmosphère et un champ magnétique. Par exemple, Jupiter, qui a une atmosphère et un champ magnétique, présente aussi des aurores boréales. Grâce aux mesures de polarisation, on essaie de comprendre comment l’atmosphère réagit lorsqu’elle est impactée par les particules émises par le Soleil. Ces particules sont intéressantes parce qu’elles créent des aurores boréales, mais elles peuvent aussi poser des problèmes. Elles peuvent endommager les satellites et les réseaux électriques par exemple. Cela donne lieu à tout un domaine que l’on appelle la météorologie de l’espace. Dans cette météorologie de l’espace, la polarisation est un petit thermomètre qui nous permet de décrire avec un petit peu plus de précision la façon dont l’atmosphère réagit.

Concrètement comment conduisez-vous vos travaux ? Etes-vous amené à voyager ?

M. B. Il faut aller à l’endroit où les aurores boréales se produisent ! Elles peuvent (assez rarement) se produire en France, -il y en a eu en mars 2015 par exemple-, mais il est plus sûr d’aller en Norvège ou au Canada pour les voir. Généralement, je vais en Norvège parce qu’on a des installations-radars dont on se sert pour faire des expériences multiples avec nos mesures de polarisation. On va près de Tromsø autour du cercle polaire et sur des îles qui sont à 1000 km au nord de la Norvège, le Svalbard. C’est compliqué de travailler là-bas : le froid est le principal problème. Visser une vis par -25°C lorsqu’on est dehors, cela devient extrêmement complexe. Et puis, lorsqu’on est au Svalbard, il y a un problème supplémentaire : les ours. Beaucoup de nos instruments sont dehors. Lorsque l’on travaille, il y a toujours un de nos collègues qui monte la garde avec une arme pour éviter qu’un ours vienne nous croquer !

Vous êtes aussi directeur du Centre spatial universitaire de Grenoble (CSUG) dont le premier projet porte sur l’observation d’aurores boréales depuis l’espace. Quelles avancées pour la recherche attendez-vous ?

M. B. L’objectif premier du CSUG est de former les étudiants à la construction de nano-satellites. Cela leur apprend la rigueur : le spatial nécessite une rigueur extrême. Mais regarder les aurores depuis l’espace, c’est aussi très intéressant pour la recherche. D’abord parce que l’on évite le problème de couverture nuageuse. Au Svalbard, il peut s’écouler dix jours sans que l’on ait une seule nuit claire. Là, nous serons au-dessus des nuages, et nous pourrons observer en continu ces aurores. L’autre point, c’est qu’au lieu de voir les aurores d’en dessous, on les verra de côté. Cela va nous apprendre beaucoup de choses sur la façon dont les particules se déposent, notamment à quelle altitude elles se déposent.
Mis à jour le  23 février 2018