La surface du Soleil est parsemée de champs magnétiques invisibles. Ces champs créent des motifs que l’on peut comparer à une écriture rapide — une écriture magnétique. Ces motifs renferment les signes avant-coureurs des éruptions solaires : de gigantesques explosions qui projettent dans l’espace des nuages de plasma (gaz surchauffé) et des rayonnements. En atteignant la Terre, ces perturbations, que l’on appelle le vent solaire, perturbent les satellites et les réseaux électriques. Savoir prédire une éruption à temps est devenu une nécessité.

Pendant longtemps, les physiciens n’ont pas pu déterminer quels motifs annoncent le danger. Les lois fondamentales liant magnétisme et électricité sont connues sous le nom d’électromagnétisme (découvertes par Michael Faraday et James Clerk Maxwell). Mais près du Soleil, le tableau est trop complexe. L’apprentissage automatique, et en particulier les réseaux de neurones convolutifs — des systèmes qui reconnaissent des formes dans les images — sont venus à la rescousse. Ils ont été entraînés sur des milliers de magnétogrammes, des images du champ magnétique à haute résolution obtenues par polarimétrie à bord d’un satellite. Le réseau a appris à anticiper une éruption 24 heures à l’avance, mais sa logique restait un mystère. La méthode Grad-CAM, un outil d’intelligence artificielle explicable, a permis de mettre en évidence les zones de l’image qui ont le plus influencé la décision du réseau.

Il s’est avéré que le réseau identifie inconsciemment des zones où le champ magnétique est structuré d’une manière particulière. Là, une polarité (le « plus ») domine nettement l’autre (le « moins ») — la surface du « plus » étant environ deux fois plus grande. Ce déséquilibre est un signe fiable qu’une reconnexion magnétique est imminente à cet endroit — une réorganisation brutale des lignes de champ qui libère une énergie colossale. Le réseau de neurones a saisi un principe physique sans avoir jamais ouvert un manuel.

Désormais, l’IA explicable passe d’un outil de débogage à un instrument de découverte scientifique. En scrutant l’écriture magnétique du Soleil, les scientifiques peuvent non seulement rechercher des signes connus, mais aussi en découvrir de nouveaux, repérés par l’algorithme. À l’avenir, cela promet des systèmes d’alerte précoce qui avertiront les pilotes, les opérateurs de satellites et les gestionnaires de réseaux électriques de l’arrivée d’une tempête solaire.