L'effet des perturbations du soleil sur la propagation
Par Martin VE2BQA

Le soleil peut à la fois être l’ami et l’ennemi des radioamateurs! Effectivement, selon son humeur il viendra affecter le comportement des ondes électromagnétiques lorsque celles-ci traversent l’ionosphère. À l’occasion, les perturbations contribuerons au phénomène de la propagation tandis qu’à d’autres reprises cela les perturbera à un tel point qu’il ne sera plus possible d’opérer dans les bandes HF.

Avant de continuer un peu plus loin, faisons un petit résumé du phénomène de la propagation des ondes via l’ionosphère. Premièrement, les ondes dans les bandes HF (3MHz à 30MHz) se propagent de trois façons.

Ligne de vue

La première façon est en ligne de vue telle que l’on connaît pour le phénomène du VHF. C’est-à-dire que les ondes sont diffusées par l’antenne A et se rendent à l’antenne B directement en ligne droite. Ceci se fait sans aucune autre aide que celle de l’air dans laquelle les ondes sont transportées. Aucun obstacle n’intervient entre les deux stations. La portée pour une telle propagation est fonction de la hauteur de votre antenne. Ainsi la formule suivante exprime cette portée :

Bien sur des communications sont possibles en dehors de cette portée en autre à l’aide des ondes de surface.

Onde de sol

La deuxième façon est ce que l’on appelle les ondes de sol ou de surface. Elles permettent des communications dépassant les 100 km pour les bandes de radiodiffusion AM et la bande du 160M durant le jour. Les ondes se trouvent alors à suivre la courbure de la terre sur une certaine distance jusqu’à évanouissement complet du signal. Pour être efficace, les antennes sont principalement polarisées de façon verticale. De plus, elles se doivent de posséder un excellent plan de mise à la terre à la base de l’antenne émettrice afin d’avoir la meilleure efficacité possible. Par contre, une forte atténuation est présente à mesure que la fréquence augmente. Le graphique suivant démontre la distance maximale approximative en fonction de la fréquence. Il va sans dire que ce graphique ne tient pas compte de la puissance transmise et que celle-ci peut jouer un facteur déterminant sur la distance.

« Sky wave »

La dernière catégorie est l’onde de ciel ou mieux connu sous l’anglicisme « Sky Wave ». C’est avec ce type de propagation qu’intervient notre bonne vieille étoile, le soleil. Ces ondes sont transmises du sol vers l’ionosphère pour y être réfléchies et renvoyée sur terre. Selon l’activité solaire, elles seront bien réfléchies ou encore atténuées en traversant cette zone.

Maintenant, comment dire si les conditions seront bonne sur HF ou si elles seront mauvaises. En ouvrant le radio? Oui cela demeure une des façons les plus simples à faire. Nous pourrons alors constater que les bandes sont bruyantes, que la station que l’on entend habituellement à Montréal ne passe pas très bien aujourd’hui, etc. Tout cela finalement pour constater que les conditions ne sont pas très bonnes aujourd’hui.

Maintenant, comment dire si les conditions sont bonnes sans devoir ouvrir le radio. Là est la question! Hi! En fait, il s’agit de se fier aux conditions ionosphérique et à la météo solaire afin d’avoir notre réponse. Les scientifiques ont développé au cours des années différentes méthodes afin de quantifier le comportement du soleil ainsi que celui de l’ionosphère qui entoure la terre. Voici donc les principales données qui en découle :

• Le nombre de taches solaires

• L’indice A planétaire et interplanétaire

• L’indice K planétaire et interplanétaire

• Le flux solaire

• Le vent solaire

Le nombre de taches solaires

Cette valeur est le nombre de taches solaire visible sur le soleil. Les émissions sont très élevées dans ces zones et cela a pour effet d’ioniser l’ionosphère permettant ainsi aux fréquences plus élevées d’être réfléchies et renvoyées sur terre. Cette valeur sert à déterminer principalement la fréquence maximale utilisable. Plus communément appelé la « MUF ». Lorsque le nombre de tâches solaire est supérieure à 100 (lorsque le cycle du soleil le permet), la bande du 10M offre une excellente ouverture le jour et même la nuit permettant alors des contacts très excitant sur cette bande avec peu de puissance.

Le nombre de taches solaires est en fonction du cycle solaire. Le cycle solaire à une période de 11ans. Ainsi, lorsque le cycle est à sont minimum, lequel nous devrions atteindre en 2006, le nombre de tâches solaires est très faible et les conditions dans les bandes HF supérieures sont très faible. En revanche, les bandes HF plus basses telles que le 80 et 40M sont très intéressantes à écouter. Lorsque le cycle solaire est à son maximum, les bandes HF supérieures ouvrent et offrent des conditions de propagation exceptionnelles pour établir des contacts DX. À ce moment par contre, les bandes HF plus basses sont plus affectées et les conditions y sont moins bonnes.

Le schéma suivant représente la distribution du cycle solaire actuel et la prévision à venir :

L’indice A et K

Ces indices servent à quantifier l’activité géomagnétique de la terre. Plus l’activité sera intense, plus les conditions sur HF seront médiocre pouvant même mener à un silence radio connu aussi sous le nom de « Black out » radio. Soit dit en passant, le dernier « black out » qui a eu lieu s’est produit vers la fin du mois d’octobre dernier alors que de gigantesques éruptions du soleil venaient perturber le champ géomagnétique de la planète. Plusieurs amateurs ont alors vécu ce fameux phénomène de silence radio pouvant à l’occasion durer jusqu’à 30 minutes. Lors de cette période les communications étaient quasi inexistantes entre les stations sur le HF.

L’indice K est une valeur déterminée à toute les trois heures par différentes lectures de l’activité géomagnétique un peu partout sur la surface du globe. Ainsi il représente l’activité géomagnétique des dernières heures. Sur un graphique ont peut donc voir si la valeur est à la hausse ou à la baisse ou encore stable.

Il existe 3 principaux niveaux pour l’indice K. Un K se situant entre 0 et 2 sera qualifié comme un champs géomagnétique stable. Ainsi, les propagations sont bonne, peu changeante et le bruit de bande est faible. C’est donc le moment idéal pour travailler des stations éloignées ou encore QRP étant donné le QRN faible. Un indice de 3 révèle une certaine activité géomagnétique. Ainsi certaines bandes HF seront affectées par un bruit de fond (bruit de bande) plus élevé et les propagations seront légèrement affectées dans les hautes latitudes puisque qu’à ces niveaux les aurores boréales commenceront à se faire sentir. Finalement, un indice K de 4 ou supérieur révèle de forte activités géomagnétiques rendant les communications HF peut intéressantes de part le bruit de bande élevé et les mauvaises conditions.

L’indice A quant à lui est l’équivalent de l’indice K mais sous une forme journalière plutôt qu’au 3 heures. Le fonctionnement est principalement le même que le K. Ainsi un indice A inférieur à 10 démontrera d’excellente conditions de propagation et un bruit de bande faible. Pour un indice de 10 à 20, les conditions seront légèrement perturbées et changeante et finalement pour un indice supérieur à 20 les conditions se détériorent au même titre qu’un indice K de 4 ou plus.

Le flux solaire

Il s’agit d’une quantification de l’effet du soleil sur les conditions de propagation sur la terre. Quelques laboratoires dans le monde « écoute » l’activité et les émissions du soleil vers la terre. Ainsi au Canada nous avons l’Observatoire Fédéral de Radioastrophysique de l’Institut Herzberg d’Astrophysique situé à Penticton en Colombie-Britannique.

La lecture du flux est faite à partir d’une antenne dans la bande du 10.7cm. Ceci nous indique plus particulièrement les conditions d’ionisations de l’ionosphère causée par le soleil. Ainsi les lectures du flux se situent généralement entre 50 et 300. Une valeur supérieure à 150 nous indique que les conditions sont favorables aux bonnes communications HF.

L’adresse de l’Observatoire est la suivante : http://www.drao-ofr.hia-iha.nrc-cnrc.gc.ca

Le vent solaire

C’est la vitesse à laquelle les particules ionisées se déplacent autour de la terre. Ainsi le vent solaire détermine aussi la vitesse du changement des conditions de propagation. Ainsi un vent plus rapide de l’ordre de 700km/s sera plus léger car rapide mais fera aussi changer les conditions de propagation rapidement mais moins drastiquement que si le vent est lent. L’inverse, pour un vent plus lent de l’ordre de 300km/s, celui-ci sera plus dense et fera en sorte de perturber les conditions sur une base de temps plus lente mais de façon plus évidente étant donné sa densité.

Les aurores boréales

Un petit mot sur les aurores. Malgré qu’elles soient bien jolies à regarder, elles ne sont pas très intéressantes pour les conditions HF. Ainsi lorsqu’elles se produisent, la voix transportée est alors sautillante et change d’intonation devenant généralement plus aigue que la voix de l’interlocuteur habituel.

Carte et outils de prédiction de la propagation

Il existe plusieurs cartes sur Internet décrivant les principales mesures expliquées plus précédemment. Que ce soit pour la MUF ou encore l’état de l’activité auroral, vous trouverez plusieurs sources d’information sur les sites suivants :

http://www.hfradio.org/propagation.html

Ce site vous offre des explications supplémentaires ainsi que la valeurs des différents indices actuels.

http://www.spaceweather.gc.ca/forecasting_f.shtml

Ce site est canadien et il vous offre encore une fois de l’information (en français) et la lecture des différents indices précédemment vus.

http://www.sec.noaa.gov/SWN/

Il s’agit de l’équivalent américain du site précédent. Il offre les mêmes informations mais du coté documentation, il est plus complet avec la possibilité de ramasser des documents en format PDF.

Il existe aussi des logiciels de prédiction de la propagation. En voici deux qui sont très intéressants. Il suffit d’y entrer les valeurs des indices demandés que vous pouvez trouver sur Internet ou encore en écoutant les stations horaires WWV et WWVH. Par la suite, vous faite exécuter les calculs et vous obtenez les conditions de propagation en fonction de votre lieu d’émission et le lieu ou vous voulez établir un contact.

W6LP Propagation : http://www.qsl.net/w6elprop/

ACE-HF : http://home.att.net/~acehf/

En terminant, j’espère que ce petit texte vous aura permit d’en connaître un peu plus sur le phénomène de la propagation des ondes et plus particulièrement sur l’effet du soleil sur les conditions de propagation. Pour résumer, notons que pour obtenir les conditions idéales de propagation il faut un indice A et K le plus bas possible et un nombre de tâche solaire et un flux au maximum. Rare sont les moments où tout cela se produit en même temps. Je vous souhaite de connaître cela lors de vos prochains contacts sur les bandes.