À la recherche du rayon vert

Pendant quelques secondes, quand le ciel est parfaitement dégagé et que le soleil brille de son premier ou de son dernier rayon, on peut observer à l’horizon comme un mirage : une ligne émeraude se dessine… D’abord perçu comme une manifestation presque surnaturelle, le rayon vert est avant tout un événement relevant de l’optique. Si vous aussi souhaitez comprendre ce phénomène et partir à la recherche du rayon vert, vous êtes au bon endroit !

À la recherche du rayon vert - Le blog du hérisson
Sur l’océan Pacifique ©Evan Zucker

Le rayon vert dans les arts

• Quelques œuvres autour du rayon vert

Depuis des siècles, le rayon vert inspire les artistes du monde entier. Nombreuses sont les œuvres ayant fait référence à ce qui semblait être un mirage. En 2007, peut-être avez-vous remarqué, au cours du visionnage de Pirates des Caraïbes, qu’il se manifestait lors du passage entre la frontière du monde des morts et de celui des vivants ?

Un film éponyme avait également été réalisé dans les années 1980 par Éric Rohmer. Dans ce long-métrage, la protagoniste, Delphine, souffre de l’ennui pendant ses vacances et se sent lasse d’être seule. Finalement, elle rencontrera un jeune ébéniste qui fera chavirer son cœur et avec qui elle observera le rayon vert.

Les légendes et œuvres en rapport avec ce phénomène rare sont pour le moins nombreuses dans le domaine de l’art. La plus célèbre d’entre elles est sans nul doute le roman de Jules Verne, publié en 1882.

• Le roman de Jules Verne

Selon une légende écossaise, voir le rayon vert conférerait un pouvoir exceptionnel : voir au plus profond du cœur des gens, et donc, ne plus jamais se tromper en matière de sentiments.
Ainsi, la jeune Helena Campbell émet le souhait d’assister à ce spectacle avant d’épouser le scientifique qui lui est promis, Aristobulus Ursiclos. En effet, elle le trouve ennuyeux et espère retarder l’échéance. Ses oncles, également ses tuteurs, acceptent et l’emmènent en voyage en Écosse pour observer le phénomène tant rêvé.

Ce roman d’aventures de Jules Verne prend le contre-pied du reste de son œuvre, en détrônant la science de son piédestal pour mettre en avant l’art et l’évasion. L’héroïne ne s’intéresse pas aux disciplines scientifiques, et l’homme dont elle s’éprend, Olivier Sinclair, est de nature distraite et rêveuse. Tous ensemble, ils partiront en quête du mirage d’un « vert merveilleux, d’un vert qu’aucun peintre ne peut obtenir sur sa palette, d’un vert dont la nature, […] n’a jamais reproduit la nuance ! »

Le rayon vert : un phénomène optique

Bien que l’observation du rayon vert semble féérique, il s’agit en réalité d’un phénomène aisément explicable à l’aide de la science.

Le green flash correspond à un photométéore rare, c’est-à-dire à un phénomène optique provoqué par des interactions entre la lumière, solaire ou lunaire, avec des composants de l’atmosphère. Hormis le rayon vert, on recense parmi les photométéores les mirages, les aurores boréales ou encore l’arc-en-ciel.

Pour comprendre comment le rayon vert apparaît, il convient de comprendre trois mécanismes d’optique : la dispersion, l’effet de réfraction, et l’effet de mirage.

• Dispersion et spectre des couleurs

La dispersion est un phénomène qui a été mis en lumière en 1666 par Isaac Newton. Après deux expériences d’optique, le scientifique fait une découverte décisive sur la nature de la lumière blanche. Il parvient à expliquer pourquoi elle est séparée en plusieurs couleurs lorsqu’elle traverse un milieu transparent. Plus encore, il prouve aussi qu’elle peut être recomposée si elle traverse un second prisme.

Les expériences de Newton consistaient donc à faire traverser dans un prisme de la lumière solaire blanche, et d’observer comment elle se décomposait. Étant déviée sous des angles différents, Newton découvre que la lumière est en réalité constituée d’un mélange de rayons de couleurs différentes que nous connaissons bien : ensemble, elles forment le spectre des couleurs.

Au lever ou au coucher du soleil, quand l’astre est à ras de l’horizon, on peut observer l’effet de dispersion : les bordures colorées sur sa partie supérieure en sont le résultat.

Cependant, la dispersion n’est pas seule à l’origine de l’apparition du spectre et du fameux rayon vert, car elle n’est qu’avant tout qu’une conséquence de l’effet de réfraction.

• L’effet de réfraction

L’effet de réfraction est un phénomène faisant dévier les rayons de lumière quand ils passent d’un milieu transparent comme l’air, à un autre, comme l’eau. En d’autres termes, la réfraction se rapporte au changement de direction qu’opère un rayon lumineux en même temps qu’il change de milieu. Parce que l’effet de réfraction existe, il est possible de considérer l’atmosphère terrestre comme un prisme, de la même façon que Newton dans ses expériences.

Chaque couleur possède une fréquence différente des autres, ce qui implique qu’elles détiennent toutes leur propre indice de réfraction. En d’autres termes, cette différence de fréquence permet de comprendre pourquoi certaines couleurs sont plus déviées que d’autres : l’angle de chaque rayon n’est pas le même. L’ordre de déviation des couleurs qui composent le spectre est le suivant : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet.

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• L’effet de mirage

L’effet de mirage permet l’amplification et le détachement du rayon vert. Il crée ce qui semble être une illusion d’optique surprenante : on peut voir un élément suspendu au-dessus de l’horizon, à la manière d’un miroir. Pourtant, il ne s’agit pas d’une hallucination : l’événement a bien lieu et se comprend grâce à la science.

L’explication n’a en effet rien de surnaturel. L’effet de mirage est lié aux changements de température de l’atmosphère avec l’altitude. Différentes couches d’air de température différente se superposent, ce qui modifie l’indice de réfraction des rayons déviés.

Visuellement, l’image du soleil nous apparaît comme étant déformée ; une partie de son rayonnement semble alors se détacher du corps de l’astre.

Observer le rayon vert, voire le rayon bleu ?

À présent que le rayon vert n’a plus de secret pour vous, vous avez sûrement envie de contempler par vous-même ce spectacle. Il est tout à fait envisageable d’observer cette singularité dans l’Hexagone, mais certaines conditions d’observation doivent être respectées.

• Les conditions d’observation du photométéore

Admirer le rayon vert ne peut se faire de manière aléatoire. Ainsi, pour mener cette entreprise avec succès, certaines conditions d’observation doivent être réunies :

  • Le moment de la journée : il faut attendre le lever ou le coucher du soleil.
  • La météo : le ciel doit être clair et dégagé. La présence d’un anticyclone favorisera vos chances d’apercevoir le fameux rayon.
  • Le lieu : à basse altitude, sur l’océan, ou à haute altitude, en montagne. L’horizon doit être lointain et plat.

Le long de la façade Atlantique, dans les régions montagneuses, ou encore à La Réunion, réunir les conditions pour observer le rayon vert en France est possible bien que rare. Peut-être aurez-vous cette opportunité durant vos prochaines vacances, dans ce cas, n’oubliez pas de porter des lunettes de protection.

• Le rayon bleu

Parfois, et notamment en altitude, un rayon bleu peut succéder à un rayon vert. Son apparition est toutefois plus rare.
Le bleu est une couleur plus filtrée que les autres. Pour cette raison, le rayon bleu n’apparaîtra qu’après le vert, de quoi en prendre doublement plein les yeux ! Ce phénomène singulier a déjà été observé en France, dans les Hautes-Pyrénées.

Que le rayon soit vert ou bleu, partir à sa recherche a depuis des siècles animé les humains. Pendant longtemps, il a été assimilé à une forme de magie à laquelle on ne pouvait croire, des légendes et des mythes ont vu le jour grâce à son existence. Néanmoins, la science de l’optique a permis de comprendre que l’image merveilleuse que constitue le green flash relève en fait d’une explication rationnelle.

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©Juan José Manzano / Groupe d’observation d’astronomie de Tenerife

Désormais, vous avez toutes les cartes en main pour vivre un tel spectacle, alors pourquoi ne pas tenter votre chance et aller à la recherche du rayon vert ?

Amandine Paccou

À la recherche du rayon vert

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