L'arc-en-ciel, un phénomène qui fascine petits et grands

Phénomène météorologique mettant en scène le soleil et les gouttes de pluie, l'arc-en-ciel fascine autant les petits que les grands par la beauté de ses couleurs et les conditions dans lesquelles il se forme. Longtemps associé à divers mythes et légendes à travers le monde, l'arc-en-ciel n'en reste pas moins un phénomène optique scientifiquement démontré. Ses sept couleurs dominantes contribuent largement au côté spectaculaire de chacune de ses apparitions.

Comment se forme un arc-en-ciel ?

L'arc-en-ciel est l'illustration parfaite du principe de la loi de réfraction de la lumière dont les calculs ont été précisés par Isaac Newton au milieu du XVIIème siècle. En effet, l'arc-en-ciel est formé par la rencontre de la lumière du soleil avec des gouttes de pluie. Les rayons du soleil sont réfléchis à l'intérieur des gouttes de pluie, ces dernières jouant ainsi le rôle de miroir et réfractent ensuite la lumière vers l'extérieur en produisant les couleurs qui forment alors l'arc-en-ciel.

Plus précisément, la lumière du soleil pénètre d'abord à l'intérieur des gouttes de pluie qui, en tant que "miroirs", renvoient ensuite la lumière vers l'œil de l'observateur, sous la forme de différentes couleurs qui sont réfractées sous différents angles. Bien que toutes les couleurs forment la lumière du soleil, sept couleurs dominantes sont habituellement observées dans un arc-en-ciel : le rouge, l'orange, le jaune, le vert, le bleu, l'indigo et le violet. Leur position dans l'arc-en-ciel s'explique par l'importance de l'angle de réfraction de la lumière dans les gouttes. En effet, ces sept couleurs ne sont pas réfractées de la même manière par les gouttes de pluie, d'où leur position dans l'arc-en-ciel : à l'extérieur, la couleur rouge est très peu déviée lors de la pénétration des rayons du soleil dans les gouttes de pluie, tandis que le violet, à l'intérieur, est très dévié. En clair, l'arc-en-ciel n'a donc pas d'existence physique mais est un phénomène purement optique qui est possible à observer selon notre position par rapport au soleil ; l'arc-en-ciel n'est visible que si l'observateur se met dos au soleil, l'arc-en-ciel se situant toujours à l'opposé du soleil, dans un angle de 40 à 42° au-dessus de l'horizon.

Observer les différentes formes de l'arc-en-ciel

La taille de l'arc-en-ciel varie selon la position du soleil par rapport à l'horizon. Ainsi, plus le soleil est proche de l'horizon, plus l'arc-en-ciel est grand. De plus, les gouttes de pluie jouent un rôle essentiel dans l'intensité des couleurs de l'arc-en-ciel : plus les gouttes sont grosses, mieux la lumière du soleil sera dispersée, plus les couleurs de l'arc-en-ciel seront intenses. C'est pourquoi l'arc-en-ciel paraît plus pâle lorsque les gouttes de pluie sont petites et résultent d'une simple bruine.

Par ailleurs, d'autres formes d'arc-en-ciel peuvent être observées selon la réflexion de la lumière dans les gouttes de pluie. On parle d'arc-en-ciel secondaire lorsqu'un second arc-en-ciel apparaît au-dessus de l'arc-en-ciel principal. Il est provoqué par une double réflexion des rayons du soleil à l'intérieur des gouttes, et apparaît ainsi avec des couleurs inversées par rapport à l'arc-en-ciel principal, le violet étant à l'extérieur de l'arc et le rouge à l'intérieur. Il existe également des arcs-en-ciel dits surnuméraires, qui apparaissent sous la forme d'une série d'arcs-en-ciel accolés les uns aux autres, aux couleurs d'intensité décroissante, formant ainsi plusieurs bandes de couleurs "collées" les unes aux autres.

Symboliques et légendes autour de l'arc-en-ciel

A travers le monde, plusieurs mythes et légendes se sont formés autour de l'arc-en-ciel, de par sa beauté et ses apparitions irrégulières. Dans la culture occidentale, l'arc-en-ciel est souvent associé à la joie et à la gaieté car il est souvent interprété comme annonciateur de beau temps après la pluie. La symbolique la plus fréquemment mentionnée est sans doute celle de l'arc-en-ciel qui, dans la Bible, représente l'alliance passée entre Dieu et Noé après le déluge, Dieu s'engageant envers l'humanité pour la préserver d'un nouveau déluge.

Le saviez-vous ?

Il est possible de créer soi-même un arc-en-ciel en réunissant les "ingrédients" nécessaires à sa formation : des gouttelettes d'eau et du soleil. Pour cela, il suffit de tourner le dos au soleil, puis de disperser un jet d'eau devant soi, comme pendant un arrosage. Un arc-en-ciel "artificiel" est alors visible, surtout le matin ou en fin d'après-midi, lorsque le soleil est assez bas.