Le rayonnement cosmique, expliqué : d’où il vient, ce que le Soleil en fait, et ce que vous pouvez faire

Chaque vol ajoute une petite dose de rayonnement cosmique. Pour un passager, c’est un détail. Pour qui vole par métier, cela finit par représenter sur une année plus de rayonnement que n’en reçoit au travail un salarié moyen du nucléaire ou de l’hôpital. Voici d’où vient ce rayonnement, pourquoi il change d’un vol à l’autre et d’une année à l’autre, et ce que vous pouvez faire, ou non, pour le limiter.

Ce que c’est

Le rayonnement cosmique est fait de particules, pas de lumière. L’essentiel commence sous forme de rayons cosmiques galactiques : des noyaux atomiques, près de neuf sur dix des protons et presque tout le reste de l’hélium, lancés à une vitesse proche de celle de la lumière. Ils viennent de l’extérieur du système solaire, beaucoup accélérés par des étoiles qui explosent, et arrivent de toutes les directions, en permanence.

Ces particules nous atteignent rarement directement. Quand l’une d’elles frappe le haut de l’atmosphère, elle percute un noyau d’azote ou d’oxygène et déclenche une gerbe de particules secondaires (neutrons, protons, électrons, muons et rayons gamma) qui heurtent à leur tour d’autres noyaux. La gerbe grossit en descendant, culmine bien au-dessus des altitudes des avions de ligne, vers 50 000 à 65 000 pieds, puis s’atténue à mesure que l’air en dessous l’absorbe. L’atmosphère tout entière pèse autant qu’une couche d’eau de 10 mètres, et quand la gerbe arrive au sol, elle a été presque entièrement arrêtée.

Les avions de ligne volent en plein dedans. Sur les routes de moyennes et hautes latitudes, entre 35 000 et 40 000 pieds, le débit de dose est en général de 2 à 5 microsieverts (µSv) par heure, environ cent fois ce que le rayonnement cosmique donne au niveau de la mer. À ces altitudes, ce sont les neutrons qui contribuent le plus.

Pourquoi il peut nuire

Le rayonnement cosmique est ionisant. Chaque particule transporte assez d’énergie pour arracher des électrons aux atomes qu’elle traverse, et dans une cellule, cela peut casser l’ADN. L’organisme répare presque tous ces dégâts. De loin en loin, une réparation tourne mal d’une manière qui, des années plus tard, contribue à un cancer.

Les doses reçues en vol ne provoquent ni symptômes, ni brûlures, ni malaise. Ce qui compte, c’est une petite hausse du risque de cancer sur la vie entière, que la radioprotection suppose proportionnelle à la dose totale, sans seuil sans danger. Pour la radioprotection, la Commission internationale de protection radiologique (CIPR) retient un risque nominal d’environ 5 % par sievert (1 000 mSv), un chiffre qui couvre à la fois le cancer et les effets héréditaires. À cette aune, une carrière de 30 ans en long-courrier sur des routes polaires, jusqu’à 6 mSv par an (le chiffre haut de l’AIEA pour les navigants), soit 180 mSv au total, ajoute un risque d’environ 1 sur 110 de mourir d’un cancer au cours de la vie, selon l’estimation de la CIPR. C’est peu, mais ce n’est pas rien, et c’est pourquoi le droit européen traite l’exposition des navigants comme une exposition professionnelle.

L’enfant à naître est plus sensible qu’un adulte. La CIPR recommande qu’une fois la grossesse déclarée, la dose à l’embryon ou au fœtus reste sous environ 1 mSv pour le reste de la grossesse, le même chiffre que la limite annuelle pour le public.

Combien, comparé à quoi

Les doses liées au vol et à la médecine s’expriment toutes en dose efficace, en sieverts. La dose efficace pondère chaque type de rayonnement et chaque organe selon le mal qu’il peut faire, et c’est ce qui rend les chiffres comparables.

La plus grande différence tient à la façon dont la dose arrive. Une radio ou un scanner, c’est une dose unique, reçue une fois pour une raison médicale. Le rayonnement cosmique, c’est un faible débit de dose qui dure tant que vous êtes en vol et qui s’additionne au fil d’une carrière. Les ondes radio, les téléphones portables, le Wi-Fi et les fours à micro-ondes sont un tout autre type de rayonnement : non ionisants, ils n’ont pas l’énergie nécessaire pour casser l’ADN.

Ce qui fixe la dose d’un vol

L’altitude d’abord. Plus vous croisez haut, moins il y a d’air au-dessus de vous, et le débit de dose grimpe vite à chaque millier de pieds.

La latitude compte presque autant. Le champ magnétique terrestre détourne les particules chargées loin de l’équateur et les laisse entrer près des pôles magnétiques ; au-delà d’environ 55 degrés de latitude magnétique, il ne protège presque plus. À altitude égale, la FAA estime le débit au-dessus des régions polaires à environ le double de celui de l’équateur géomagnétique.

Vient ensuite le temps. La dose, c’est le débit multiplié par les heures : les longs vols à haute latitude sont ceux qui pèsent le plus.

Le quatrième facteur, le Soleil, est celui qui surprend.

Pourquoi un Soleil actif veut dire moins de rayonnement

Le Soleil souffle en permanence un vent solaire, un mince flux de particules chargées qui emporte son champ magnétique au-delà des planètes. Cette bulle magnétisée protège le système solaire interne et détourne une partie des rayons cosmiques galactiques avant qu’ils n’atteignent la Terre.

L’activité solaire monte et descend selon un cycle d’environ 11 ans. Près du maximum solaire, le Soleil a plus de taches, un champ magnétique plus fort et plus enchevêtré et un vent solaire plus irrégulier : le bouclier est alors au plus fort. Près du minimum solaire, il se relâche et davantage de rayons cosmiques passent. L’effet est important. Dans les calculs de LogAloft, le même New York–Londres a donné environ 41 µSv en octobre 2009, au dernier minimum solaire, et environ 24 µSv en janvier 2026, un mois de forte activité proche du maximum actuel.

D’après le relevé des taches solaires de l’Observatoire royal de Belgique, le cycle actuel a culminé en octobre 2024, et l’activité est restée forte jusqu’en 2026. À mesure que le Soleil se calmera vers le prochain minimum, probablement vers la fin de la décennie, le bouclier faiblira et la dose sur chaque ligne augmentera un peu d’année en année.

Le rayonnement du Soleil lui-même

Très peu atteint l’altitude de croisière. La lumière du Soleil, l’ultraviolet et les rayons X sont absorbés haut dans l’atmosphère, et les particules du vent solaire ordinaire sont bien trop faibles pour descendre jusqu’aux altitudes des avions de ligne.

Les tempêtes solaires sont l’exception, et elles sont plus fréquentes autour du maximum solaire. La NOAA les classe sur trois échelles, et chacune touche l’aviation différemment.

Les tempêtes de rayonnement solaire (S1 à S5) surviennent quand une éruption ou une éjection de masse coronale projette des protons de haute énergie. La plupart sont trop faibles pour changer la dose en croisière. Les rares tempêtes très énergétiques se voient même dans les moniteurs à neutrons au sol et s’appellent des GLE (ground level enhancements, augmentations au niveau du sol) ; on en a enregistré 77 depuis 1942. Elles peuvent faire monter les débits de dose sur les routes polaires pendant des heures, et c’est alors que les compagnies peuvent faire descendre les vols ou les éloigner des pôles.

Les tempêtes géomagnétiques (G1 à G5) arrivent quand une éjection de masse coronale secoue le champ magnétique terrestre. Pour l’aviation, les principaux problèmes concernent la radio HF et le GPS, mais la protection du champ peut aussi reculer de quelques degrés vers l’équateur pendant un temps. Le même événement fait souvent baisser le flux de rayons cosmiques galactiques pendant quelques jours, parce que le nuage de matière solaire qui passe en balaie une partie.

Les black-outs radio (R1 à R5) sont dus aux rayons X des éruptions. Ils perturbent la radio HF sur la face éclairée de la Terre pendant quelques minutes à quelques heures et n’ajoutent aucun rayonnement en croisière.

Notre article sur les tempêtes solaires et votre vol présente les échelles, les avis pour l’aviation et les plus grands événements.

Ce qui le réduit, et ce qui ne sert à rien

Il n’y a pas de protection praticable dans un avion. Pour arrêter ces particules, il faut des mètres d’eau ou de béton. Le fuselage et la cabine n’y changent presque rien, et aucun vêtement de protection n’aide. Ce que vous pouvez faire, c’est connaître la dose et la gérer.

Commencez par votre propre chiffre. La dose dépend des routes, des altitudes et du Soleil autant que des heures : deux navigants aux carnets de vol semblables peuvent finir l’année très loin l’un de l’autre. LogAloft calcule la dose de chaque vol et tient un total annuel et un total de carrière. Avec Pro, la dose vient de la trajectoire réellement suivie par l’avion ; les comptes gratuits l’ont pour les vols entre aéroports des États-Unis, à partir des données de la FAA et dans les limites de l’offre. Sinon, la dose est une estimation le long de la route qu’une compagnie planifierait avec les vents du jour.

Si vous avez votre mot à dire sur votre planning, alterner avec des vols à plus basse latitude limite le total de l’année, car les routes polaires et les longues routes du nord pèsent le plus. Pendant une grossesse, regardez ce qu’un planning ajouterait avant de le voler. La FAA recommande de ne pas dépasser 0,5 mSv par mois pour l’enfant à naître.

Lors des rares tempêtes de rayonnement solaire sévères, les compagnies peuvent faire descendre ou dérouter les vols, selon leurs propres procédures et les avis de météorologie de l’espace émis pour l’aviation dans le cadre des règles de l’OACI.

La réglementation

Dans l’Union européenne, lorsque la dose des navigants est susceptible de dépasser 1 mSv par an, les compagnies doivent évaluer ces doses, en tenir compte dans l’élaboration des plannings pour que les navigants les plus exposés en reçoivent moins, informer les navigants des risques pour la santé et de leur dose individuelle, et appliquer les protections de la directive en cas de grossesse (directive 2013/59/Euratom du Conseil, article 35). Aux États-Unis, la circulaire d’information AC 120-61B de la FAA guide les programmes par lesquels les compagnies informent leurs équipages sur le rayonnement en vol, mais aucune réglementation n’oblige une compagnie à mesurer ni à enregistrer la dose d’un navigant.

Sources

1. AC 120-61B, In-Flight Radiation Exposure, FAA, 21 novembre 2014
2. Council Directive 2013/59/Euratom (basic safety standards), EUR-Lex, 5 décembre 2013
3. ICRP Publication 103: The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, ICRP, 2007
4. Dose limits, ICRPaedia, ICRP
5. Evaluation of occupational exposure to ionizing radiation (UNSCEAR 2020/2021 Report, Annex D), UNSCEAR, 2022
6. Cosmic radiation exposure of aircrew and space crew, IAEA
7. Effective doses in radiology and diagnostic nuclear medicine: a catalog (Mettler et al.), Radiology, 2008
8. Ionizing Radiation and Radiation Safety in Aerospace Environments, DOT/FAA/AM-21/8, FAA, mars 2021
9. Galactic Cosmic Rays, NOAA Space Weather Prediction Center
10. NOAA Space Weather Scales, NOAA Space Weather Prediction Center
11. Ground level enhancement GLE #77 on 11 November 2025: a data summary (Mishev et al.), Advances in Space Research, 2026
12. NOAA Space Weather Prediction Center Radiation Advisories for the International Civil Aviation Organization (Bain et al.), Space Weather, 2023
13. Solar Cycle 25 reached its maximum in October 2024, SIDC, Royal Observatory of Belgium, 2026
14. CARI-7 and CARI-7A, FAA Civil Aerospace Medical Institute (le modèle derrière les doses par vol de LogAloft)