vendredi, mai 15, 2015

[NATURE] Cirrus iridescent ou les 7 couleurs de l'arc en ciel

Greg CLOUZEAU
Tous le monde connait les 7 couleurs de l'arc en ciel. Enfin, presque ! D'abord parce que 7 couleurs c'est discutable, ensuite par ce qu'il n'est pas toujours facile de se rappeler dans quel ordre les énumérer. Si en plus, c'est dans un simple nuage qu'elles apparaissent ou dans un deuxième arc, vous aurez de quoi vous y perdre. Oui, j'ai bien écrit nuage. L’irisation des couleurs ne se forme que dans certains types de nuages : les cirrus, altostratus et altocumulus mais c'est sans doute moins rare qu'on ne le pense car j'ai pu observer ce photométéore à plus de 5 reprises ces 10 dernières années en Seine et Marne !!!

Le phénomène d’irisation atmosphérique est assez rare d'après les experts (je dois être chanceux). Dans les nuages de moyenne altitude, il se traduit par une magnifique coloration de toutes les radiations lumineuses du spectre solaire, c’est-à-dire les couleurs de l’arc-en-ciel.  En fait, si le phénomène n'est pas si rare en Ile-de-France, c'est parce qu'il est également possible de l’observer dans les trainées de condensation d’un avion et le trafic est chez nous très intense ! Bon si vous n'avez pas d'avion, il est également possible d'observer ces couleurs au travers des goutes de rosé ou directement dans les fils d'une toile d'araignée par exemple.



Un nuage iridescent ou irisé est donc un nuage peu épais dont l'écartement des gouttes ou de glace provoque une décomposition de la lumière blanche en lui donnant un aspect coloré. Plus les gouttelettes sont nombreuses et de tailles identiques, plus les couleurs seront éclatantes et marquées. Les nuages iridescents peuvent aussi bien apparaître de jour comme de nuit. La luminosité plus faible de la lune permet même d’obtenir des couleurs plus distinctes à l’œil nu. Les nuages iridescents se forment jusqu’à 30 degrés du soleil ou de la lune.

L’iridescence (aussi connu sous le nom de goniochromisme) est, selon Wikipédia, "la propriété de certaines surfaces qui semblent changer de couleur selon l'angle de vue ou d'illumination. Des exemples d'iridescence comprennent notamment : les bulles de savon, les ailes de certains papillons, certains coquillages et certains minéraux. L'iridescence est souvent créée par une coloration structurelle de microstructures qui interfèrent avec la lumière. Les couleurs irisées que l'on observe lorsqu'un mince film d'huile est déposé sur de l'eau sont un exemple typique d'iridescence." 



Les météorologues appellent photométéore un phénomène optique résultant de la réflexion, de la réfraction, de la diffraction ou de l'interférence de la lumière solaire ou lunaire. En effet, la loi régissant ce principe optique d'une iridescence n’est pas la même que celle de l’arc-en-ciel. En effet, les nuages iridescents sont causés par le phénomène de diffraction alors que les arc en ciel sont causé par la réfraction de la lumière ! La lumière blanche étant polychromatique, elle est alors diffractée ou réfractée en plusieurs couleurs.



Un arc-en-ciel est donc un phénomène optique qui rend visible le spectre de la lumière du Soleil quand il brille pendant une pluie. On dit qu'il a 7 couleurs et on énonce ensuite ce champ chromatique dans l'ordre. Rouge, Orange, Jaune, Vert, Bleu, Indigo et Violet. Oui mais non ! D'abord seul six de ces couleurs correspondent à un champ chromatique bien défini ! Ensuite, l'ordre de ces couleurs est apprécié différemment !





Pourquoi 7 et pas 6 couleurs dans un arc en ciel ?!

Il y a d'abord trois couleurs dite "primaires" (rouge, bleu jaune) et les trois couleurs composées ou complémentaires (vert, orange, violet) qui résultent de l'association par paire des primaires : vert (bleu + jaune), orange (rouge + jaune) et violet (rouge + bleu). Aucune raison valable ne permet d'ajouter une couleur intermédiaire entre le violet et le bleu ! D'ailleurs, Indigo, c'est bien une sorte de bleu non ? Dans ce cas, pourquoi ne pas reconnaître et énumérer dans un arc en ciel, les transitions de couleurs comme le cyan entre le bleu et le vert ou le jaune citron entre  le vert et le jaune  par exemple… pour obtenir, finalement, onze couleurs au lieu de sept. Mais alors d'où provient l'introduction de cette septième couleur ? En fait c'est la faute à Newton ! Le gars à la pomme qui lui tombe sur le crâne… Il semblerait que Newton ait voulu établir une correspondance entre les sept planètes connues alors et les couleurs du spectre de la lumière visible. Tout comme l'attraction “universelle” découlait des masses des différentes planètes, le spectre des couleurs résulterait de corpuscules de masses distinctes. On parle aussi de cohérence avec les 7 notes de musique. Bref, 7, c'est le chiffre sacré alors…



Et dans quel ordre

Un arc-en-ciel n'a pas d'existence matérielle (bah oui !). C'est un effet optique dont la position apparente dépend de celles de l'observateur et du Soleil. Le centre de l'arc-en-ciel se trouve dans la direction exactement opposée à celle du Soleil par rapport à l'observateur. Toutes les gouttes de pluie réfractent et reflètent la lumière du soleil de la même manière, mais l'observateur ne voit la lumière que d'une petite partie de ces gouttes de pluie. Et encore, il faut que l'angle de la lumière du soleil soit à un angle précis...

Il suffirait ensuite de prendre l'initiale de chacune des couleurs pour retenir VIBVeJOR  en prennant soin de mettre un e au deuxième V pour distinguer le Vert du Violet. Il suffit en effet de prendre ensuite l'initiale de chacun de ses mots pour en déduire le nom des couleurs : V comme violet, I comme Indigo, B comme Bleu, V comme Vert, J comme Jaune, O comme Orangé, R comme Rouge.
Autre moyen, retenez cette phrase ridicule : "Vous inventez bien, vous, jeune oisif ridicule".

Ok mais n'avez-vous jamais vu, un second arc-en-ciel moins lumineux au-dessus de l'arc primaire. Il est provoqué par une double réflexion de la lumière du soleil à l'intérieur des gouttes de pluie et apparaît sous un angle de 50-53° dans la direction opposée au Soleil. Et bien regardez bien l'ordre de ces couleurs ! Eh oui, c'est tout à l'envers en raison de la réflexion supplémentaire ! Le bleu à l'extérieur et le rouge à l'intérieur !  



Pire ! dans la direction opposée au soleil, un autre arc-en-ciel, parfois désigné comme « arc de cinquième ordre » peut être présent au voisinage de l'arc secondaire, et encore inversé par rapport à celui-ci  et donc identique à l'arc primaire. Bon alors là, faite une photographie ! Il est cependant nettement moins lumineux et n'est observable que dans des conditions exceptionnelles.