# Comment l'informatique interactive révolutionna l'astronomie solaire dans la décennie 1980

Jean-Marie Malherbe

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Jean-Marie Malherbe. Comment l'informatique interactive révolutionna l'astronomie solaire dans la décennie 1980. Observatoire de Paris - PSL. 2025. hal-05100107

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Submitted on 5 Jun 2025

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# Comment l'informatique interactive révolutionna l'astronomie solaire dans la décennie 1980

Jean-Marie Malherbe (astronome émérite)

Observatoire de Paris, PSL Research University, France

Email: Jean-Marie.Malherbe@obspm.fr; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4180-3729

5 Juin 2025

## RESUME

Nous présentons dans cet article comment l'arrivée de l'informatique interactive ou conversationnelle à l'observatoire de Meudon en 1981 révolutionna les traitements de données, en particulier en astronomie solaire, où la grande abondance de photons (par rapport à l'astronomie nocturne) génère un grand volume de données sous forme de séquences temporelles d'images ou de spectro images.

## MOTS CLEF

Soleil, traitement de données, informatique interactive

## INTRODUCTION

J'ai commencé le calcul numérique et la programmation informatique en 1976, à l'âge de 20 ans, ayant bénéficié dans mes études d'un cours complet d'analyse numérique doublé de travaux dirigés d'application où l'on programmait des algorithmes en Fortran IV. A cette époque, l'informatique personnelle n'existait pas encore (l'IBM PC apparut au début des années 80). La programmation n'était donc pas encore conversationnelle puisqu'il n'y avait pas d'écran. Le seul mode qui existait était le « batch » (soumission de travaux en temps différé, sans interaction avec le calculateur). Les programmes Fortran étaient perforés sur des cartes (une instruction d'au plus 72 caractères = une carte) au moyen de machines perforatrices réunies dans une grande salle dédiée. On déposait ensuite son paquet de cartes dans un casier que l'opérateur lisait sur un lecteur de cartes perforées. Le programme était alors compilé par l'IRIS 45 de l'école (compagnie Bull), puis « linké » avec des bibliothèques avant exécution. Les résultats étaient imprimés sur des imprimantes alphanumériques rapides (listings de 132 caractères de large), on pouvait aussi programmer une sortie graphique sur rouleau de papier avec la bibliothèque d'instructions BENSON (traceur à plumes de type Rotring). Bien entendu, en cas de faute de syntaxe, le programme était rejeté à la compilation, et il fallait retourner aux perforatrices pour modifier ses cartes. On s'en doute, ce dispositif était peu convivial et très lent quand il fallait mettre au point un programme compliqué (et gare aux boites de cartes renversées !). Mais quand même apprécié, car le calcul numérique était incontournable en physique et sciences de l'ingénieur. Lors de l'exploitation d'un programme bien au point, dont on changeait les données d'entrée (sur cartes), ça allait plus vite.

Lors d'un stage à l'observatoire de Meudon en Avril-Juin 1979, c'était le même principe. Un ordinateur IBM 360/65 remplissait le centre de calcul de l'INAG depuis 1970 (Institut National d'Astronomie et de Géophysique, devenu plus tard INSU) avec perforatrices en libre service et casiers à cartes et à listings, mais aussi à bandes magnétiques pour entrer ou sortir des données astronomiques volumineuses (1 boîte de 2000 cartes = 160 Ko, 1 bande plus de 20 Mo), le tout en mode « batch ». Ce n'est qu'en 1980 que j'ai pu goûter à l'informatique interactive naissante.

## LE CDCA A NICE, UN PRECURSEUR

En 1975, le Centre de Dépouillement des Données Astronomiques était créé à l'observatoire de Nice par Albert Bijaoui sur une action spécifique de l'INAG. Il s'agissait d'ouvrir un centre pilote de traitement interactif des clichés astronomiques sur plaque ou film photographique (les détecteurs
CCD n'existaient pas à l'époque, ils sont apparus dans la décennie suivante). Le CDCA était équipé d'un ordinateur 16 bits sous RT11, le PDP 11/40 de Digital Equipment Corporation (DEC) équipé de 56 Ko de mémoire, disque amovible de 2.5 Mo et bande magnétique. Le PDP 11 pilotait un micro densitomètre Perkin Elmer PDS 1010A pour numériser sur 12 bits les clichés qui étaient balayés par un spot lumineux (Figure 1), un photomultiplicateur convertissant la lumière transmise en densité numérique. Les clichés scannés (très lentement) étaient ensuite stockés sur bande magnétique ou disque dur amovible. Le fonctionnement était interactif au moyen d'une console graphique type Tektronix 4010 permettant de tracer des courbes ou de visualiser des images sous forme d'isophotes ou d'isocontours uniquement, avec dispositif de « harcopy » (recopie d'écran) attaché à la console sur imprimante thermique Tektronix. Une très importante bibliothèque de traitement d'images a été développée par l'équipe de Bijaoui, conférant au CDCA une forte valeur ajoutée et une expertise remarquable et unique dans la communauté.

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Figure 1 : microdensitomètre PDS 1010 et ordinateur PDP 11/40 du CDCA à partir de 1975</figcaption></figure>

Je n'ai pas eu l'occasion de venir travailler au CDCA, parce qu'une copie du système (hormis le microdensitomètre PDS) avait été installée à Meudon par Bernard Dagostinoz. Cependant, des beaux clichés de la granulation solaire observée au Pic du Midi (à la lunette Tourelle de 50 cm) ont été traités au CDCA par Thierry Roudier.

## SITUATION A MEUDON EN 1980

Lors de mon stage de DEA en Avril-Juin 1980, l'IBM 360/65 du centre de calcul de l'INAG était toujours actif, et me permit d'effectuer quelques traitements statistiques de spectro images solaires Hα en mode « batch ». Cet ordinateur 32 bits avait 512 Ko de mémoire rapide et 2Mo de mémoire lente, mais pas de gestion de mémoire virtuelle. La visualisation des résultats était un point faible à cette époque. J'utilisai alors le PDP 11/34 du Service de Traitement Interactif des Images (STII), copie du système CDCA de Nice, mais sans microdensitomètre (Figure 2). Les données étaient lues sur bande magnétique puis transférées sur disque dur de 10 Mo, chaque utilisateur venant avec
son disque personnel (le disque était facturé 500 francs). On utilisait alors les programmes de visualisation du CDCA sur console graphique Tektronix 4010, par exemple la représentation d'images en isophotes, avec sortie « harcopy » sur imprimante. Un processeur d'images COMTAL Vision One/20 arrivé en 1979 (Figure 3) complétait l'ensemble pour la visualisation d'images en 256 niveaux de gris ou 256 fausses couleurs (« pseudo color »), format 512 x 512 pixels. Il disposait de disquettes de 512 Ko (8 pouces), je ne me souviens plus s'il était interfacé sur l'Unibus du PDP 11 ou s'il fallait transférer les données par disquette. Pour repartir avec un document publiable, il fallait venir avec un appareil photo 24 x 36 mm et photographier l'écran. Il n'y avait pas d'impression possible d'images. Celles-ci étaient des « bitmaps » sur 8 bits provenant de la conversion des données astronomiques en général sur 16 bits, dont 12 utiles. L'introduction des formats d'images en couleurs GIF 8 bits et JPEG 24 bits ne s'est faite que bien plus tard, respectivement en 1993 et 1994, car il fallait alors des formats compressés pour les débits modérés du Web naissant.

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Figure 2 : un PDP 11/34 de DEC (à gauche) identique à celui de Meudon, avec une unité de bandes magnétiques 800/1600 bpi et deux unités de disque dur amovible RL02 (à droite), chaque cartouche contenait un disque dur double face de capacité 10 Mo, le diamètre étant de 14 pouces.</figcaption></figure>

Je suis ensuite parti au service militaire en qualité de scientifique du contingent affecté au CEA/DAM. Cette institution possédait déjà de gros moyens de calcul, des IRIS 80 (Bull) à tout faire, fonctionnant en mode « batch » mais aussi conversationnel, en temps partagé (on disposait de consoles Tektronix 4014). Il y avait aussi un CDC7600 (36 Mflpos) pour le calcul intensif, qui sera remplacé par un CRAY 1S (160 Mflops) au début des années 80, c'était le commencement d'une grande lignée de machines d'exception dédiées au calcul haute performance nécessaire aux simulations numériques lourdes et classifiées.
<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Figure 3 : processeur d'images COMTAL Vision One/20, 512 x 512 pixels x 256 couleurs (1980)</figcaption></figure>

## L'ARRIVEE DU VAX 11/780 EN 1981

Rentré du service militaire, je trouvai à mon retour un VAX 11/780 (Figures 4 & 5), arrivé dans le courant de l'année 1981, à la place du vieil IBM 360. Cet ordinateur, bien implanté à la NASA, était un vrai 32 bits en calcul et en adressage. Il disposait d'une gestion de mémoire virtuelle (permettant d'adresser plus que la mémoire physique) : le système VMS comportait un « sheduler », un « pager » et un « swapper » optimisant les échanges entre mémoire physique et virtuelle étendue sur disque (par blocs ou pages de 512 octets). Le côté conversationnel homme/machine révolutionna les habitudes des utilisateurs d'informatique et les traitements des images. Entouré d'une vingtaine de terminaux alphanumériques VT100, le VAX supportait en priorité le temps interactif partagé et en seconde priorité les files d'attente du « batch ». Ce nouveau mode bouleversa la productivité du travail, notamment la mise au point des programmes Fortran, puisqu'on éditait en mode plein écran sur les VT100 (éditeur EDIT/EDT à séquences ESCAPE), on compilait, on « linkait » et on testait en temps réel. Un énorme gain de temps par rapport aux cartes perforées ! Le système VMS se montrait particulièrement efficace puisque le VAX 11/780, d'une puissance pourtant modeste (1 MIPS, 0.25 Mflops) et une mémoire centrale étriquée (2 Mo portée à 4 Mo par la suite), arrivait à supporter 20 utilisateurs interactifs simultanés. Il faut dire que le système n'était pas encombré par les lourdes interfaces graphiques multi-fenêtres d'aujourd'hui.

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Figure 4 : un VAX 11/780 et un VAX 11/750 identiques à ceux qui équipaient le centre de calcul de Meudon et le département spatial DESPA au début des années 80. Crédit Digital.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Figure 5 : un VAX 11/780 identique à celui de Meudon. L'unité centrale est à gauche ; au milieu les unités de disques durs ; à droite des dérouleurs de bande 800/1600 bpi TU77. Crédit Digital.</figcaption></figure>

Les unités de disques dur amovibles disponibles sur VAX 11/780 sont reportées dans la Table 1, leurs capacités étant 10000 fois inférieures aux standards d'aujourd'hui (de quelques To). Vu la modestie de l'espace disque disponible, chaque utilisateur se voyait attribuer 2000 blocs d'espace permanent (1 Mo !) pour stocker ses programmes Fortran et fichiers exécutables. Les données étaient descendues sur un ou deux disques « scratch » (purgés régulièrement) depuis les bandes magnétiques. Les résultats ne pouvant rester très longtemps sur l'espace « scratch » (quelques centaines de Mo de capacité), ceux-ci devaient être archivés sur bande par précaution. Chaque bande (9 pistes, demi pouce, 1600 bpi, 2400 pieds, vitesse 125 ips = 3 m/s, débit 0.2 Mo/s) contenait au plus 40 Mo. Un usage intensif en était fait, le VAX 11/780 gérait 4 dérouleurs très rapides TU77 (bande complète lue en trois minutes) et sophistiqués à mise en place automatique des bandes par puits à dépression.

<table><caption>Table 1 : unités de disques disponibles sur VAX 11/780.</caption><thead><tr><th>DISK</th><th>RX02</th><th>RL02</th><th>RK07</th><th>RM03</th><th>RP06</th><th>RM05</th></tr></thead><tbody><tr><td>Pack capacity:</td><td>512 Kbytes</td><td>10.4 Mbytes</td><td>28 Mbytes</td><td>67 Mbytes</td><td>176 Mbytes</td><td>300 Mbytes</td></tr><tr><td>Peak transfer rate (/sec):</td><td>55 Kbytes</td><td>512 Kbytes</td><td>538 Kbytes</td><td>1200 Kbytes</td><td>806 Kbytes</td><td>1200 Kbytes</td></tr><tr><td>Ave. seek time:</td><td>263ms</td><td>55ms</td><td>36.5ms</td><td>30ms</td><td>30ms</td><td>30ms</td></tr><tr><td>Ave. rotational latency:</td><td>83ms</td><td>12.5ms</td><td>12.5ms</td><td>8.3ms</td><td>6ms</td><td>8.3ms</td></tr></tbody></table>

L'architecture du VAX 11/780 est résumée par la Figure 6 : un bus principal « Synchronous Backplane Interconnect » (SBI) à 13 Mo/s entre processeur, mémoire vive, et les adaptateurs d'entrée sortie, tels le MASSBUS (2.5 Mo/s) pour les périphériques à haut débit (disques, bandes), l'UNIBUS (1.3 Mo/s) pour les périphériques plus lents, comme les liaisons série RS232 à 9600 bauds vers les terminaux (Figure 7 & 8), les imprimantes (Figure 9) et les modems à 1200 bauds pour connexion depuis l'extérieur. Il y avait aussi un bus « Computer Interconnect » (CI) à 7 Mo/s permettant un couplage éventuel de deux VAX. Le point limitant était le partage du bus SBI par la mémoire et les entrées sorties simultanément, ce qui sera amélioré sur le VAX8600 successeur du 780.
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Figure 6 : architecture du VAX11/780 (à gauche) ; unité de disques durs amovibles RM05 de 256 Mo (à droite). Le VAX 11/780 disposait d'un bus interne (SBI) à 13 Mo/s sur lequel se greffaient des adaptateurs de mémoire et d'entrées sorties. Le Massbus (2.5 Mo/s) était réservé aux périphériques rapides (disques durs, bandes magnétiques) ; l'Unibus (1.3 Mo/s issu du PDP 11) aux entrées sorties lentes (terminaux VT100, imprimantes en liaison série RS232C à 9600 bauds). L'adaptateur de bus CI à 7 Mo/s (Computer Interconnect) permettait de monter un VAX CLUSTER autour d'un coupleur en étoile permettant de partager des ressources communes.

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Figure 7 : terminal alphanumérique VT100 à gauche (25 lignes de 80 ou 132 caractères), et VT100 Retrographics compatible Tektronix 4010 à droite ; ces terminaux utilisaient des liaisons série RS232 à 9600 ou 19200 bauds. Le pavé servait aux séquences ESCAPE de l'éditeur EDT de VMS.

Il n'y avait pas à Meudon de microdensitomètre comme au CDCA à Nice. On devait se rendre à Orsay pour utiliser celui de l'Institut d'Optique. Le PDS 1010A y était piloté par un ordinateur PDP 8 de Digital ; le résultat du scan apparaissait en temps réel sur un processeur d'images PERICOLOR 1000 de Numelec (256 x 256 pixels x 256 niveaux de gris ou fausses couleurs), connecté au PDP 8. Je me souviens que pour un cliché solaire sur film 70 mm (format 6 cm x 9 cm environ), il fallait 30 minutes de scan pour sortir une image d'environ 600 x 900 pixels. Les images (1.8 Mo dans notre
cas) étaient enregistrées au fur et à mesure du scan sur une bande magnétique 800 bpi (capacité 20 Mo, on mettait environ 11 images par bande sachant qu'il y avait 16 bits par pixel dont 12 utiles). Les bandes 800 bpi d'Orsay étaient ensuite décodées par le VAX de Meudon avec un programme Fortran, puis sauvegardées sur une bande 1600 bpi sous forme de fichier VMS (commande COPY) ou enregistrées sur disque pour traitement.

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Figure 8 : terminal graphique Tektronix 4112 à gauche (pour graphiques et images en 8 niveaux de gris), et « hardcopy » Tektronix à droite, directement connectée au terminal, qui utilisait une liaison série RS232 à 9600 ou 19200 bauds.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Figure 9 : dispositifs d'impression du VAX de Meudon. Imprimante rapide à listings LP11 sur 132 caractères de large (à gauche), imprimante électrostatique graphique Versatec 200 points/pouce (au centre) sur 10 pouces de large, permettant des sorties de courbes ou d'images tramées (512 x 512 pixels en 16 niveaux de gris avec une trame 4 x 4), et traceur BENSON à plume Rotring en translation sur un rouleau de papier rotatif (à droite).</figcaption></figure>

L'absence de microdensitomètre à Meudon, qui compliquait sérieusement la tâche de digitalisation des clichés, fut compensée plus tard (1984) par la mise en place d'une machine à mesurer 1000 fois plus rapide que la PDS 1010A, mais située à Paris, et numérisant 1024 pixels d'un coup grâce à une barrette RETICON: la MAMA (Machine A Mesurer pour l'Astronomie), opération INSU du Centre d'Analyse des Images (CAI) dirigée par Jean Guibert (Figure 10). Le gros débit de pixels était avalé par un Array Processor AP120B de Floating Point Systems (167 ns de temps de cycle ou 6 MHz, 2 opérations/cycle, une addition et une multiplication, soit 12 Mflops crête); il
corrigeait en temps réel la réponse des sites photosensibles du RETICON à la vitesse de 200000 pixels/s ou 0.4 Mo/s. Connecté sur bus VME, il était piloté par un ordinateur temps réel (sans mémoire virtuelle) SEL/GOULD 32 bits de débit bus 27 Mo/s (1 Mo de mémoire vive, 2 unités de disques amovibles de 80 Go et un disque Winchester de 340 Mo). Les données étaient là encore rapportées à Meudon sur bande magnétique 1600 bpi. Un processeur d'images VICOM 512 x 512 pixels x 256 niveaux de gris permettait de visualiser des portions d'images acquises par la machine à mesurer, qui prit en charge énormément de clichés solaires (spectroheliogrammes de Meudon de 86 mm de diamètre, films DPSM de Meudon et du Pic du Midi de 6 cm x 9 cm), mais son objectif initial était la digitalisation des grandes plaques 30 cm x 30 cm des relevés du ciel nocturne (télescopes à grand champ comme les Schmidt).

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Figure 10 : Architecture de la machine à mesurer pour l'Astronomie (MAMA, 1984) située au bâtiment Perrault à l'observatoire de Paris. Le microdensitomètre balayait par bandes de 1 cm de large (barrette RETICON de 1024 pixels de 10 microns). Les données étaient acquises et prétraitées par un Array Processor AP120B avant enregistrement sur bande/disque.

## MILIEU DE LA DECENNIE 80 : VAX8600, RESEAU LOCAL ETHERNET, MICRO VAX II ET VAX STATION II/GPX

Le VAX 11/780 fut rapidement saturé par ses nombreux utilisateurs, il fut remplacé en 1986 par un VAX8600 (Figure 11), 3.5 fois plus rapide, 80 ns de temps de cycle, environ 1 Mflops, comportant 12 Mo de mémoire et beaucoup plus d'espace disque (des Winchester RA81 de 456 Mo). Il supportait 6 dérouleurs de bandes magnétiques montant à 6250 bpi (160 Mo par bande). La gestion de la majorité des disques/bandes était confiée à un contrôleur rapide HSC50 sur bus CI, une sorte d'ordinateur spécialisé dans ce genre de tâche qui venait alléger ainsi le processeur du VAX (Figure 12). On notera que le processeur communiquait avec la mémoire au moyen d'un bus indépendant du SBI dédié aux entrées sorties, on avait ainsi 13 Mo/s en accès mémoire et 13 Mo/s en I/O sur les périphériques.
<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Figure 11 : un VAX600 identique à celui de Meudon. Crédit Digital.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Figure 12 : architecture du VAX600 de Meudon.</figcaption></figure>

Sortons brièvement de la décennie des années 80 pour signaler que le VAX8600 fut remplacé en 1992 par un VAX4500, 8 fois plus rapide (14 ns de cycle, 64 Mo de mémoire, environ 8 Mflops) bien plus compact, auquel il fut adjoint un calculateur vectoriel 32 bits CONVEX C3440 à 4 processeurs (4 x 50 MHz, puissance crête théorique de 4 x 100 Mflops en addition/multiplication de vecteurs ou de matrices, 285 Mflops réellement mesurés, doté d'une bibliothèque vectorielle VECLIB) qui permit une transition de VMS vers UNIX. Ce passage était devenu nécessaire pour rester compatible avec l'environnement astronomique international. Le VAX4500 n'eut donc pas de
successeur sous VMS, et le C3440 fut remplacé plus tard par des AlphaServeurs de DEC sous UNIX.
Avant l'an 2000, seules des machines UNIX étaient désormais présentes sur le site au sein d'un réseau
local à 10 ou 100 Mbits/s selon les endroits.

Le réseau local Ethernet fut implanté en 1986, sous la forme d'un câble coaxial jaune (Ethernet épais) de 10 mm de diamètre dans les bâtiments à 10 Mbits/s, ce qui permit aux laboratoires de s'équiper de Micro VAX II (32 bits sous VMS, 200 ns de temps de cycle, vitesse de calcul du VAX 11/780, QBUS à 3 Mo/s), pour les besoins qui ne nécessitaient pas l'usage du gros VAX central. Celui-ci devint dédié aux travaux lourds ou nécessitant un gros espace disque, ou encore des bandes magnétiques. Quelques VAX station II GPX firent aussi leur apparition, il s'agissait d'un Micro VAX II auquel une carte graphique était adjointe pour supporter un affichage sur écran 19 pouces en 1024 x 864 pixels x 256 couleurs ; ce genre de station de travail élimina par la suite les processeurs d'image montés sur l'Unibus du VAX central (Figure 13). Les terminaux des laboratoires étaient connectés par liaison RS232C à des serveurs de terminaux (des DecServers 200 à 8 lignes ou plus) connectés au gros câble coaxial Ethernet jaune par des transceivers H4000 (prises AUI). On avait le choix de se connecter à n'importe quelle machine présente sur le réseau. Le protocole DecNet offrait les services MAIL, PHONE et copie de fichiers d'une machine à l'autre, éventuellement située à l'extérieur, du moins sur le réseau DecNet SPAN de la NASA (Space Physics Analysis Network, Figure 14) auquel on accédait par un routeur DecNet ; il y avait au début une ligne transatlantique à 19200 bauds entre l'ESOC Darmstadt (ESA) en Allemagne et le Goddard Space Flight Center (GSFC) près de Washington (Meudon était relié à l'ESOC par une ligne X25).

<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Figure 13 : microVAX II et VAX station II/GPX sous VMS pour les laboratoires sur le câble Ethernet 10 Mbits/s en 1986</figcaption></figure>

<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>Figure 14 : architecture du réseau DecNet SPAN de la NASA à la fin des années 80</figcaption></figure>

La période après 1990 est racontée ici : https://cnrs.hal.science/hal-03984734v2
NOUVEAUX TRAITEMENTS EN PHYSIQUE SOLAIRE AU DEBUT DES ANNEES 1980

La physique solaire a pour caractéristique de traiter beaucoup de photons, donc de disposer de séquences temporelles d'observations de l'activité solaire, celle-ci évoluant sur des échelles de temps courtes (quelques minutes pour les éruptions à une semaine pour les filaments et régions actives). La modélisation MHD de ces phénomènes nécessite l'analyse de cartes de brillances, de vitesses Doppler ou de champs magnétiques. Avant 1980, on sortait ces cartes sur listing de 132 caractères de large sous forme de codes (A, B, C, D... pour les valeurs négatives, 0, 1, 2, 3... pour les valeurs positives, Figures 15 & 16), ce qui était très rudimentaire et peu lisible, sans compter la manipulation des listings fort pénible. Dès 1965 on procédait de la sorte avec l'IBM 1401 de Meudon. Des traceurs à plume (BENSON par exemple) permettaient de dessiner des isocontours ou des vecteurs (Figure 16) ; ces traceurs existaient depuis les années 60, il y en avait un sur l'IBM 7040 de Meudon avant 1970 puis un sur l'IBM 360/65 de l'INAG jusqu'à 1979. Dès 1980, l'apparition des processeurs d'image à 256 niveaux de gris ou couleurs, et des consoles graphiques interactives permettant de dessiner des isocontours, a changé la donne.

Jean Rayrole produisait, depuis 1980, au magnétographe du Grand Sidérostat à Meudon (aujourd'hui démantelé) des magnétogrammes numériques grâce à des barrettes linéaires de RETICON à 256 pixels. Les données étaient acquises et traitées par un micro-ordinateur TEXAS INSTRUMENTS et les cartes enregistrées sur disquettes de 8 pouces en 512 Ko. Pour visualiser ces cartes dont le format était voisin de 256 x 256 pixels, il suffisait de lire ces disquettes sur le processeur d'images COMTAL Vision One/20, dans les locaux du STII depuis 1980 (Figures 17, 18 & 19). Une séance de visualisation se terminait souvent par la photographie de l'écran avec un appareil photo 24 x 36 mm pour produire des diapositives utilisables lors de colloques ou pour une publication (à cette époque les revues n'acceptaient pas la couleur, seulement le noir et blanc, et sous forme de photos).

<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>Figure 15 : carte codée sur listing de champ magnétique longitudinal d'une région active (B//), d'après Michard & Rayrole, 1965.</figcaption></figure>
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Figure 16 : carte codée sur listing de champ magnétique longitudinal B// d'une région active (en haut) et carte de vecteurs de champ magnétique transversal B_⊥, dessinée par un traceur sur IBM 7040, d'après Semel, 1967.

<figure><img src="image_19.png" /></figure>

Figure 17 : visualisation sur processeur d'images COMTAL Vision One/20 d'une séquence temporelle de cartes de champ magnétique d'une région active obtenue à Meudon, les 13, 14 et 15 Juin 1981, raie FeI 6302 Å. Les cartes proviennent du magnétographe du Grand Sidérostat de Meudon avec acquisition numérique sur barrettes RETICON de 256 pixels par balayage en longueur d'onde des spectres et scan 2D obtenu en déplaçant le Soleil devant la fente d'entrée du spectrographe. Le traitement était fait en temps réel par un micro ordinateur TEXAS INSTRUMENTS équipé de disquettes 8 pouces et 512 Ko de stockage. Ces disquettes étaient lues directement par le processeur d'images. Crédit J. Rayrole, OP.
<figure><img src="image_20.png" /><figcaption>Figure 18 : visualisation sur processeur d'images COMTAL Vision One/20 d'une carte de champ magnétique d'une région active obtenue à Meudon le 23 Septembre 1980, raie FeI 6302 Å</figcaption></figure>

<figure><img src="image_21.png" /><figcaption>Figure 19 : visualisation sur processeur d'images COMTAL Vision One/20 de cartes de champ magnétique de la même région active, obtenues à Meudon le 30 Juillet 1983, dans différentes raies étagées en altitude, raies FeI 6173 Å et 6302 Å (photosphère), NaD1 5896 Å (haute photosphère) et MgI 5172 Å (basse chromosphère) ; les champs sont plus diffus quand l'altitude augmente.</figcaption></figure>
Au début des années 80, les bibliothèques graphiques appelables en Fortran étaient peu répandues (PGPLOT est arrivé en 1983) de sorte que beaucoup de courbes étaient tracées à la main sur papier millimétré. La revue *Astronomy & Astrophysics* avait ses bureaux à Meudon, et je me souviens qu'il y avait une dessinatrice à temps plein pour mettre en forme les graphiques qui seraient publiés au sein d'articles dans le journal. J'ai moi-même passé beaucoup de temps à écrire des SUBROUTINES Fortran de visualisation d'images sous VAX/VMS. Par exemple, des sous programmes d'affichage d'images en 8 niveaux de gris sur écran Tektronix 4112 ainsi que d'isocontours pour les vitesses radiales (Figure 20). L'affichage était lent en raison du goulot d'étranglement formé par la liaison série à 19200 bauds. Le processeur d'images COMTAL fut ensuite connecté sur l'UNIBUS du VAX, bien plus rapide qu'une liaison série, et je développai alors du code Fortran pour y afficher des images en 256 pseudo couleurs via une palette ou « Look Up Table » (Figures 21 & 22). Les deux plans mémoire de 8 bits ne permettaient pas l'affichage d'images 24 bits en mode « True Color », j'utilisai alors l'artifice d'une palette de 216 couleurs = 6 « green » x 6 « blue » x 6 « red » donnant un mode « True Color » dégradé (Figure 23). Deux plans supplémentaires de 8 bits seront achetés par la suite, autorisant le mode 24 bits bien utile au compositage intensité (256 niveaux de vert) et vitesses radiales (256 niveaux de bleu et de rouge respectivement pour les décalages Doppler vers le bleu ou le rouge, Figure 24).

<figure><img src="image_22.png" /><figcaption>Figure 20 : intensité en 8 niveaux de gris (à gauche) et vitesses radiales (isocontours noirs et blancs pour vitesses positives et négatives à droite) d'une région active solaire sur Tektronix 4112.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_23.png" /><figcaption>Figure 21 : intensités (à gauche) et vitesses radiales (à droite) en fausses couleurs d'une région active solaire sur processeur d'images COMTAL Vision One/20.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_24.png" /></figure>

Figure 22 : intensités (à gauche) et vitesses radiales (à droite) en fausses couleurs d'une région active solaire sur processeur d'images COMTAL Vision One/20.

<figure><img src="image_25.png" /></figure>

Figure 23 : compositages entre intensités (en vert) et vitesses radiales (en bleu/rouge selon leur signe) en mode vraies couleurs d'un filament dans la raie Hα (à gauche) et CaII 8542 Å (à droite) observé au spectrographe DPSM et visualisé sur processeur d'images COMTAL Vision One/20.

Ainsi, au début des années 80, à côté des activités de recherche, on passait beaucoup de temps
à fabriquer en parallèle des outils de travail informatique, où beaucoup était à faire car on partait
souvent de rien, dans le domaine du graphisme et de la visualisation des images astronomiques. Le
logiciel d'analyse du STII fut porté sous VMS. PGPLOT fut installé dès sa disponibilité en 1983 et
connut un vif succès en raison de ses pilotes pour terminaux graphiques et imprimantes diverses. Mais
PGPLOT ne contenait rien en imagerie (en dehors des isophotes), c'est pourquoi nous lui ajoutâmes
des pilotes et sous programmes de sortie d'images sur les processeurs disponibles (COMTAL puis
Raster Technologies). Le logiciel de traitement ANA fut rapporté de la NASA par Guy Simon (films
1 et 2) pour le traitement des images du satellite Solar Maximum Mission lancé en 1980 pour le
maximum du cycle 21 (il fut actif en 1980 puis entre 1984 et 1989 en raison d'une panne qui nécessita
une intervention des astronautes de la navette spatiale américaine). ANA était une branche issue de la base logicielle de la NASA qui donna également naissance à Interactive Data Language (IDL), un langage commercial interprété mais puissant (vectoriel, matriciel) sur lequel repose aujourd'hui SOLARSOFT (Samuel Freeland, Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory). Ce logiciel est désormais associé aux traitements de données issues des missions spatiales solaires du XXIème siècle comme Hinode (JAXA/NASA) ou Solar Dynamics Observatory (NASA). Les premiers utilisateurs d'IDL à Meudon étaient les départements DASOP (solaire) et DESPA (spatial).

<figure><img src="image_26.png" /><figcaption>Figure 24 : compositage entre intensités (en vert) et vitesses radiales (en bleu/rouge selon leur signe) en mode vraie couleurs d'une région active solaire (tache) observée au spectrographe DPSM et visualisée sur processeur d'images COMTAL Vision One/20.</figcaption></figure>

En 1984, j'ai rapporté de l'Université de St Andrews (Ecosse) un code de simulation numérique de MHD 2D résistive + temps utilisé et développé intensivement par Terry Forbes, SHASTA (pour Sharp And Smooth Transport Algorithm) utilisant une méthode de Flux Corrected Transport (FCT) pour stabiliser les calculs en cas de chocs MHD notamment (code initialement écrit par Wim Weber à Utrecht). Ce code fut installé sur le VAX 11/780 de Meudon pour simuler la reconnexion magnétique radiative dans une nappe de courant, en liaison avec la formation des protubérances solaires. Le code nécessitait (en version 256 x 256) 24 H de temps CPU en mode « batch » sur VAX 11/780. Il fut porté sur le CRAY 1 du Centre de Calcul Vectoriel pour la Recherche (CCVR) en mode 512 x 512 (8 fois plus de calculs, le pas temporel étant moitié) où il demandait 6 H de CPU ; il vectorisait néanmoins mal et n'utilisait donc qu'une petite fraction des 160 Mflops crête du CRAY. Il permit la soutenance de ma thèse de doctorat d'Etat en 1987, au cours de laquelle les figures 25 & 26 ainsi que le film 3 furent présentés. A ce propos, nous avions réalisé avec François Colson et Jacques Léorat un dispositif de prise de vues d'écran synchronisé avec le VAX. Il était composé d'une caméra 16 mm motorisée et tournant image par image, pilotée par une interface électronique connectée au VAX en RS232C (système que nous avions appelé DIGICAM). Le VAX chargeait les images une par une sur le processeur d'images COMTAL et déclenchait le moteur électrique de la caméra, la prise de vue était ainsi automatisée et de qualité. Le service audiovisuel du CNRS à Bellevue apporta son aide. Nous avions dû écrire un ensemble de programmes Fortran dédiés pour générer les images des figures ci-dessous et du film, car tout était nouveau à cette période là, il fallait innover et faire soi même, rien n'était commercial !
<figure><img src="image_27.png" /><figcaption>Figure 25 : simulation numérique de la reconnexion magnétique radiative dans une nappe de courant : ici la densité dans la nappe en fonction du temps et la position des points magnétiques de type X et de type O.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_28.png" /><figcaption>Figure 26 : simulation numérique sur CRAY 1 et visualisation sur le couple VAX/COMTAL de la reconnexion magnétique radiative dans une nappe de courant : ici la densité de masse et la densité de courant à l'instant t=0 (gauche) et à l'instant t=108 (droite), en unités de temps d'Alfven $t_A$ de la nappe de largeur w, soit $t_A = w/v_A$ avec $v_A$ vitesse d'Alfven initiale dans la nappe.</figcaption></figure>

## CONCLUSION

Les années 80 se sont avérées particulièrement fécondes en termes de progrès dans le traitement interactif de données solaires, et les fonctions principales des outils informatiques utilisés aujourd'hui (bien sûr améliorés par l'avancement des sciences et des techniques) y furent posés.

## FILMS MP4

Ces films ont été réalisés en filmant l'écran du processeur d'images COMTAL Vision One/20 connecté sur l'Unibus du VAX au milieu des années 1980. A cette époque, le format MP4 n'existant pas, nous utilisions une caméra 16 mm filmant image par image l'écran 512 x 512 du processeur en
256 couleurs. La caméra était interfacée avec le VAX par une électronique développée par François Colson via une liaison série RS232C. Nous avions écrit tout un ensemble logiciel en Fortran pour fabriquer les images, les charger dans le processeur COMTAL et actionner la caméra.

## FILM 1 : obs-CIV-VAX780.mp4

évolution d'une protubérance solaire éruptive observée avec le satellite SMM en CIV (raie d'émission UV), réalisé pour la thèse de doctorat d'Etat de Guy Simon en 1987

<figure><img src="image_29.png" /></figure>

## FILM 2 : obs-HalPHA-VAX780.mp4

évolution d'une éjection observée avec le DPSM de la Tour Solaire de Meudon en Hα (raie en émission au limbe), réalisé pour la thèse de doctorat d'Etat de Guy Simon en 1987

<figure><img src="image_30.png" /></figure>

## FILM 3 : simulation-VAX780.mp4

simulation numérique résistive radiative dans une nappe de courant verticale pour l'étude de la formation des protubérances, format 512 x 512 (calculée sur le CRAY 1 du CCVR), résultats traités ensuite sur le VAX et film réalisé pour la thèse de doctorat d'Etat de Jean-Marie Malherbe en 1987

<figure><img src="image_31.png" /></figure>