Arc-en-ciel sans pluie

Un arc-en-ciel est un phénomène optique et météorologique (on parle de photométéore) qui rend visible le spectre continu de la lumière du ciel quand le soleil brille pendant la pluie. C'est un arc coloré avec le rouge à l'extérieur et le violet à l'intérieur.

Bien qu'un arc-en-ciel couvre un spectre de couleurs continu, il est courant de distinguer plusieurs couleurs significatives afin de pouvoir mémoriser l'ordre de celles-ci. Isaac Newton découpa l'arc-en-ciel en sept couleurs : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Six de ces couleurs correspondent à un champ chromatique existant dans la langue ; il ajouta l'indigo pour que le nombre corresponde à celui des noms de notes de la gamme musicale.

Position et taille

Un arc-en-ciel se situe toujours à l'opposé du soleil : le soleil, l'observateur et le centre du cercle dont fait partie l'arc-en-ciel sont sur la même ligne.

Un arc-en-ciel appartient toujours à un cercle de même diamètre : un cercle dont le rayon apparaît sous un angle approximatif de 40-42° autour de cette ligne soleil-observateur-centre de l'arc.

Mais compte tenu du fait que l'horizon cache habituellement une grande partie d'un arc-en-ciel, c'est la taille de l'arc visible qui varie : plus le soleil est proche de l'horizon, plus l'arc sera grand. Un observateur en haute altitude verra un plus grand arc-en-ciel qu'un observateur au niveau de la mer (surtout parce qu'il verra une plus grande partie du ciel, et pratiquement pas à cause du changement d'alignement avec le soleil qui est minime).

D'un avion on peut voir le cercle entier de l'arc-en-ciel avec l'ombre de l'avion (donnant la direction opposée au Soleil) en son centre.

On comprend dès lors pourquoi des contes affirment qu'il y a un trésor au pied de l'arc-en-ciel : l'arc étant un phénomène optique dont la position dépend de celle de l'observateur, le pied de l'arc-en-ciel ne peut être aperçu que de loin, et il est impossible d'atteindre le pied de l'arc-en-ciel et de revenir en disant qu'il n'y a pas de trésor.

Schéma de René Descartes sur la formation des arcs-en-ciels primaires et secondaires

La taille de l'arc-en-ciel dépend de l'écart entre l'observateur et la zone de pluie, et de la hauteur du soleil par rapport à cet alignement. Lorsque l'arc-en-ciel devient trop grand, il forme un cercle dont les pieds se perdent derrière l'horizon. Lorsque l'alignement est optimum, l'arc-en-ciel est suffisamment petit pour que ses pieds puissent être visibles, comme sur le schéma de René Descartes.

Étant donné que la frontière des zones de pluie est souvent constituée de brume, il est possible, en faisant varier l'angle, de s'approcher d'un pied de l'arc-en-ciel du fait du changement des angles de réfraction. Cela donne parfois l'impression de pouvoir atteindre un pied de l'arc-en-ciel, même si cela ne sera évidemment jamais possible.

Tôt le matin, alors que le Soleil réchauffe le sol et tente de faire dissiper des formations brumeuses, un arc-en-ciel peut se former. C'est le brouillard qui le provoque; on appelle alors l'arc-en-ciel, boucle de brouillard. On rappelle qu'un brouillard est un nuage au sol; quand les rayons solaires rencontrent les gouttelettes d'eau dans ce brouillard, un arc-en-ciel se produit. Il sera cependant très pâle, voire incolore, car les minuscules gouttelettes d'eau du brouillard dispersent mal la lumière.