Accès à des données scientifiques, outils et modèles avec PITHIA

2023-2024
PITHIA-NRF signifie « Plasmasphere Ionosphere Thermosphere Integrated Research Environment and Access services : a Network of Research Facilities ».

Après 4 ans de travail, le site web e-Science de ce projet H2020 offre un accès libre et structuré à des installations expérimentales, à des données et modèles, à des produits standardisés et à des formations, afin de soutenir la recherche scientifique sur le système plasmasphère-ionosphère-thermosphère.

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Le projet

PITHIA-NRF est un projet d'infrastructure de recherche financé par le programme Horizon 2020 de la Commission Européenne. Lancé en mars 2021 pour une durée de quatre ans, le projet rassemble 22 partenaires.

Parmi eux, 12 organisations participantes réparties dans 11 pays européens exploitent des installations expérimentales, appelées nœuds. Ceux-ci se concentrent sur l'optimisation de leurs installations d'observation et offrent un accès transnational (« TNA » en anglais) aux scientifiques et aux ingénieurs, à travers huit appels proposés durant les 4 années du projet.

PITHIA-NRF intègre des infrastructures clés de recherche nationales et régionales au niveau européen, notamment EISCAT, LOFAR, des ionosondes et des digisondes, des récepteurs GNSS, des systèmes de sondage Doppler, des riomètres et des récepteurs VLF. Ces outils aident les scientifiques à mieux comprendre la météorologie spatiale et ses effets sur notre planète.

Le site web e-Science

Le site web e-Science est un élément central du projet. Il est organisé autour d'une structure formelle appelée ontologie, qui définit les concepts de données et de modèles scientifiques. 

Cette ontologie gère la collecte et l'organisation des données, regroupées en « data collections » ou collections de données. Plusieurs dizaines de collections de données ont déjà été enregistrées, conformément aux principes FAIR (« Findable, Accessible, Interoperable, and Reusable »).

Le site web e-Science facilite l'exécution de projets de recherche initiés par des chercheurs à l'intérieur et à l'extérieur du consortium PITHIA-NRF. Ces projets nécessitent souvent l'accès à, et la compréhension de collections de données - comprenant des observations et des modèles - résidant dans un ou plusieurs nœuds PITHIA-NRF.

Participation de l'IASB

L’IASB est un partenaire actif du consortium dans ce projet. En février 2024, l'équipe a coorganisé la deuxième école d’entrainement à Louvain, en collaboration avec la KU Leuven. Les scientifiques de l’IASB contribuent en donnant accès aux données de densité électronique dans la plasmasphère provenant de Cluster/WHISPER ainsi qu'aux données des ondes de sifflement (« whistlers ») provenant de deux antennes VLF. Ils offrent également la possibilité d'exécuter un modèle plasmasphérique directement sur le site web e-Science (accès au modèle).

En outre, un groupe de chercheurs de l’IASB a demandé et obtenu du temps d'observation du nœud EISCAT par le biais d'un appel TNA. L'objectif était de combiner les mesures de leur instrument, le « Polar Lights Imaging Polarimeter » (PLIP), avec les données d'EISCAT.

Au cours d'une campagne d'observation de 10 jours en novembre 2022 avec PLIP installé à l'Observatoire de Skibotn en Norvège, l'équipe a obtenu 8 heures d'observations EISCAT. Alors que PLIP a mesuré le degré et l'angle de polarisation linéaire des trois principales émissions aurorales (verte, rouge et bleue) avec un large champ de vision, EISCAT a fourni des données complémentaires à partir de son antenne UHF située à Tromsø, à environ 50 km de Skibotn.

Malheureusement, les mauvaises conditions météorologiques en Suède ont empêché la réalisation d'observations optiques supplémentaires à partir du réseau de caméras ALIS_4D.

Liens

Références

  • Belehaki, A., et al. (2025). Integrating plasmasphere, ionosphere and thermosphere observations and models into a standardised open access research environment: The PITHIA-NRF international project. Advances in Space Research, 75(3), 3082-3114. https://doi.org/10.1016/j.asr.2024.11.065.
     
  • Pierrard, V., Botek, E., and Darrouzet, F., (2021). Improving Predictions of the 3D Dynamic Model of the Plasmasphere. Front. Astron. Space Sci., 8(681401). https://doi.org/10.3389/fspas.2021.681401.
Logo projet PITHIA-NRF H2020.

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L'instrument PLIP installé dans le dôme principal de l'observatoire de Skibotn en Norvège lors de la campagne PITHIA-NRF TNA de novembre 2022. (Crédit : Gaël Cessateur)

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Densité électronique obtenue avec le modèle de plasmasphère BSPM (Pierrard et al., 2021) couplé à l'ionosphère le 11 mai 2024 à 5:00 UTC après le très gros orage géomagnétique de la Fête des Mères. La plasmasphère (région orange) est illustrée dans le plan équatorial (à gauche) et dans le plan méridien (à droite). L'indice d’activité géomagnétique de Bartels Kp est montré dans le panneau supérieur depuis 1 jour avant jusqu’à 1 jour après le jour simulé, avec une ligne pointillée rouge pour indiquer l'heure exacte illustrée. (Crédit : Viviane Pierrard)