L’arc blanc ou l’arc-en-ciel blanc

“Qui aime la nature, ressent le besoin d’observer ses phénomènes à l’image de l’air dont nous avons besoin pour respirer : l’individu porte en lui un profond et inné besoin. Soleil et pluie, chaud et froid sont l’occasion d’une observation toujours renouvelée, et c’est même amusant, aussi bien en ville, que dans une forêt ou à la plage. L’individu est toujours impressionné par des phénomènes nouveaux et intéressants. » Marcel Minnaert, 1937 (traduction libre).

Il n’y aurait pas grand-chose à ajouter aux propos de Marcel Minneart (1893-1970), tirées de son ouvrage classique Licht und Farbe in der Natur”(Lumière et couleurs dans la nature), excepté peut-être quelques photos avec les explications et une invitation à se mouvoir dans la nature avec les yeux bien ouverts, pour observer soi-même les phénomènes susmentionnés.

Le plus célèbre de tous est sans doute l’arc-en-ciel que nous avons tous observé, notamment après un orage estival. Car les arc-en-ciel  sont des phénomènes optiques tendanciellement estivaux. Mais alors que vient faire ce phénomène  dans ce contexte de brouillard ? Même si brouillard et arc-en-ciel n’ont pas de liens directs, il existe un « proche parent » qui est...dépendant du brouillard. En effet « l’arc blanc »(fog bow) ne se forme qu’en présence de brouillard.

Comme pour voir l’arc-en-ciel, pour observer l’arc blanc il est nécessaire de réunir certaines conditions. Par exemple, la position de l’observateur ne peut être quelconque. L’observateur doit avoir le dos au soleil et regarder vers le brouillard en contre-bas par rapport sa position. Le position idéale est celle en bordure de la zone de brouillard. Selon l’extension du banc de brouillard et de la dimension des gouttelettes d’eau qui le forme, on peut observer un demi-cercle ou un cercle entier. L’arc blanc est plus large par rapport à un arc-en-ciel classique et de couleur blanchâtre, comme son nom l’indique. Toutefois, on peut observer une coloration légèrement jaune sur les bords extérieurs et une couleur azur sur ceux intérieurs. À l’intérieur de l’arc principal, au-dessus d’une zone sombre, parfois on peut aussi voir un ou deux arcs supplémentaires, dont le nom technique est « arc d’interférence ».

Les mécanismes physiques qui provoquent la formation de l’arc blanc sont dans l’ensemble semblables à ceux d’un arc-en-ciel. La lumière interagit avec les gouttelettes de brouillard : elle est réfractée par ces dernières et décomposée en ses diverses composantes, qui correspondent aux couleurs de l’arc-en-ciel. En revanche, par rapport à un arc-en-ciel coloré, où la dimension des gouttes de pluies varie entre 0.25  et 3 mm, les gouttelettes qui forment le brouillard de l’arc blanc sont nettement plus petites : entre 0.005 et 0.025 mm. Cette différence de dimension requiert une  explication plus détaillée des phénomènes de diffraction et d’interférence des ondes lumineuses. Celle-ci peut être facilement trouvée sur le web.