La magie céleste est unique. L'espace nous régale de ses beautés quotidiennes. En dehors de notre soleil et de la lune, il y a bien d'autres manifestations silencieuses qui nous font découvrir
l'incommensurable grandeur de notre ciel. Planètes, constellations, voies lactées... c'est même à peine croyable d'en apprendre autant sur notre céleste espace.
Pourtant, il y en a qui n'aiment pas ce qui se passe dans ce ciel qui nous bombarde de ses particules.
Tenez, par exemples les puces n'aiment pas les rayons cosmiques. Ordinnateurs, lecteurs MP3, téléphones portables... les appareils qui acompagnent notre vie quotidienne sont de plus en plus
sensibles à une menace venue du ciel : les rayons cosmiques. Ces particules de haute énergie qui sillonnent l'Univers posent problème aux constructeurs d'électroniques. Voyez plutôt...
Automne 2000. Sun Microsystems, géant de l'informatique, rapelle en urgence un millier de serveurs défaillants. Les ingénieurs tardent à identifier la cause du problème et les articles se
multiplient dans la presse. Le géant vascille, mais on trouve finalement le coupable : les rayons cosmiques.
Printemps 2003. Dans la ville de Schaerbeek (Belgique), le dépouillement du vote électronique des élections législatives est stupéfiant : un candidat a obtenu 4096 voix de plus que le nombre de
votes exprimés pour sa liste ! Après analyse, les experts pointent "une inversion spontanée et aléatoire de la treizième position binaire du compteur". Sans doute provoquée par le passage d'un
rayon cosmique.
Printemps 2007. Eetimes, journal de référence en électronique, publie une information confidentielle de Microsoft : l'analyse des fameux "rapports d'erreurs" de Windows, sur quatre années,
montre que 10% des crashes du système sont provoqués par l'inversion intempestive d'un bit de mémoire. Due à quoi ? A un rayon cosmique.
Saboteurs de rayons cosmiques...
Depuis quelques années, les industriels voient monter en flèche un nouveau type de bug informatique, provoqué par ces particules qui sillonnent l'Univers à de vitesses proches de la lumière et
percutent sans cesse la Terre.
"Quand ils pénètrent dans l'atmosphère, les noyaux d'atomes et les protons, qui forment l'essentiel des rayons cosmiques, se désintégrent en grandes cascades de particules, décrit Jim Ziebler qui,
dès 1979, fut le premier à s'intéresser à l'effet des rayons cosmiques sur la mémoire des ordinateurs (chez IBM). La plupart de celles-ci sont absorbées, mais quelques neutrons passent. Si bien
qu'au niveau de la mer, il en tombe chaque seconde entre un et dix par centimètre carré".
Cette pluie de particules est une menace pour les électroniques. Quand un neutron heurte un noyau de silicium, il crée localement une infime charge électrique capable d'inverser l'état logique d'un
bit de mémoire (transpormer un 0 en 1), de perturber un microprocesseur, voire de provoquer un court-circuit...
Impressionnant !
"En vingt ans, la sensibilité des mémoires d'ordinateurs aux rayons cosmiques a été multipliée par mille", assure Jim Ziegler. Pourquoi ? Parce que les circuits se miniaturisent très vite.
"D'un côté, puisque les transistors sont plus petits, la miniaturisation rend moins probable une interaction avec un neutron", explique Jean Luc Autran, responsable scientifique de l'expérience
Astep, destinée à tester la tenue aux rayons cosmiques des circuits électroniques. Mais d'un côté, en doublant le nombre de trasistors, par puce à chaque nouvelle génération, elle resserre les
mailles du filet au travers duquel doivent passer les particules... "Les courants qui circulent dans les circuits miniaturisés sont aussi de plus en plus faibles", ajoute le chercheur.
Le basculement d'un bit mémoire demande aujourd'hui moins d'énergie qu'hier, si bien qu'un neutron qui heurte un réseau de silicium le perturbe désormais plus facilement. Il peut à l'occasion
"planter" votre ordinateur, truquer un vote démocratique, faire vaciller un géant de l'informatique... et demain, ce sera pire !
Au rythme où vont les progrès de la nanoélectronique, "le taux d'erreur dû aux rayons cosmiques pourrait centupler dans les dix ans à venir", souligne Jean-Luc Autran.
Pourtant, il existe des parades efficaces au bombardement des étoiles. Les ingénieurs du spatial ou de l'aéronautique s'en accomodent depuis belle lurette !
En effet, puisque les rayons cosmiques viennent du ciel et que leurs sous-produits ravageurs sont à la fois créés et absorbés par l'atmosphère, les neutrons sont d'autant plus nombreux qu'on
s'élève en altitude..
"Le flux de neutrons est maximal à 18 000 m d'altitude", assure Jim Ziegler.
Mais à l'altitude de croisiière des avion de ligne, "le taux d'erreur des électroniques est déjà 100 fois plus important qu'au sol". Autrement dit, sur la durée d'un vol Paris-Los Angéles, le crash
d'un ordinateur provoqué par un rayon cosmique est statistiquement inéluctable.
Alors, pourquoi nos avions bourrés d'électroniques, eux, ne se crashent-ils pas à chaque vol long courrier ? Pourquoi des satellites, directement exposés à des particules très énergétiques, ne
tombent-ils pas systématiquement en panne au bout de quelques heures ?
"Parce que, sur ces engins, les circuits sont souvent dupliqués et les infomations sont stockées en plusieurs exemplaires", répond Denis Moura, superviseur au Cnes de nombreux projets spatiaux.
Quand une fonction est essentielle, elle est systématiquement triplée. On n'hésite pas non plus, si ça n'alourdit pas trop la sonde, à blinder les circuits les plus précieux par des feuilles
d'aluminium ou de plomb. Le nec plus ultra, plébiscité par les militaires, étant d'utiliser une électronique "durcie", c'est à dire spécialement conçue pour résister aux radiations.
Le problème est que tout cela coûte cher !
La dépense se justifie pour un poste de commandement nucléaire ou une sonde à un milliard d'euros, destinée à voyager dix ans dans l'espace. Mais est-ce le cas pour nos ordinateurs de bureau, nos
téléphones mobiles ou lecteurs MP3 ?
La réponse est évidemment non. Surtout à l'heure du discount généralisé et du comparateur de prix.
"Pendant des années, IBM a construit des ordinateurs personnels capables d'auto-évaluer l'intégrité de leurs mémoires, se souvient Jim Ziebler. Mais au début des années 1990, lorsque l'argument
principal des vendeurs est devenu le bas prix, ces mémoires à correction d'erreur ont été abandonnées".
Comme quoi, prix et qualité ne font pas bon ménage... ni protection de l'environnement non plus !
Dans les entrailles de silicium des serveurs, où 20% de l'électronique est consacrée à l'intégrité des données, elles susistent encore. "Il faudra peut-être les réintroduire dans le PC", estime
Bernard Ourghanlian, le directeur de la Technologie et de la Sécurité de Microsoft France. Mais avant d'en arriver là, les fabricants cherchent des solutions plus économiques... Le profit
absolument !
Voilà pourquoi l'expérience de Jea-Luc Autran les intéresse. Pour le moment, il manque aux industriels un simulateur capable de prédire la sensibilité d'une électronique avant sa fabrication en
série. "Astep est un premier pas dans cette direction", assure le chercheur.
D'ici 2011, ses équipes devraient avoir mis en place une chaîne de simulation complète, depuis la formation des gerbes jusqu'au calcul des taux d'erreurs dans les mémoires.
En attendant, si un ordinateur vous gratifie d'un "Fatal error", songez aux supernovae !
Mais si cela vous dit d'observer un spectacle grandiose, c'est du côté des étoiles qu'il faut aller...
Figurez-vous que nous avons rendez-vous avec une comète dès le 1er. Nous attendons donc Tuttle pour le premier jour de l'année 2008, puisqu'elle passe au plus près de la Terre et doit briller d'une
belle magnitude 5,5.
A cette date elle n'est distante que de 38 millions de kilomètres. Dans ces conditions, elle est perceptible à l'oeil nu sous un ciel noir. Mais avec des jumelles on peu avoir une vision
spectaculaire.
Pour la retrouver, il faut observer le ciel en début de nuit. Elle est alors haute dans le ciel, pointée par la constellation du Triangle. Jusqu'au 4 au soir, elle se situe à moins de 3° de
la galaxie M74. Les jours suivants, elle fonce droit vers l'horizon sud à mesure qu'elle perd de l'éclat. Par chance, la Lune ne se lève qu'après minuit début janvier et ne perturbe pas les
obervations. Le 15, la comète Tuttle franchit la barre de la magnitude 6, puis atteint la magnitude 7 fin janvier.... Puis elle aura filé dans l'immensité céleste....
Que cela ne vous attriste pas, vous pourrez vous consoler avec Mars. Vous pourrez la chercher en première partie de nuit, au dessus de la tête d'Orion.
Le 5 janvier on pourra avoir une belle rencontre Lune-Vénus. Dans le ciel de l'aube, Vénus surplombe un fin croissant de Lune. Les deux astres sont séparés de 8°. Mais au même moment, notre voisine
n'est qu'à 1,5 degrè d'Antarès, l'étoile la plus brillante de la constellation du Scorpion.
Un hiver spectaculaire, si on aime bien lever la tête vers le haut. D'autres planètes et constellations seront encore à découvrir... mais je vous les offrirais à petite dose. Autrement cela risque
d'être un peu la bousculade côté tête...
Allez, ce n'est pas encore demain que le ciel va nous tomber sur la tête... seules les particules s'amusent avec nos ordinnateurs et autres folies technologiques.
Merci à "Ciel et Espace" !
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