Comment se forment les arcs-en-ciel ?

Un arc-en-ciel, c’est quoi ?

 

L’arc-en-ciel est un photométéore, c’est-à-dire un phénomène optique se produisant dans le ciel.

 

Celui-ci se produit généralement à l’arrière d’une averse ou d’un orage lorsqu’une puissante source lumineuse (généralement le soleil) brille derrière l’observateur et éclaire les gouttelettes d’eau encore en suspension dans l’atmosphère.

 

Formation d’un arc-en-ciel à Saint-Aygulf (83) le 9 janvier 2019 à l’arrière d’une averse orageuse – Météo-Villes

 

L’arc-en-ciel fait ainsi apparaître le spectre continu de la lumière blanche du soleil (ou autre) à travers les précipitations (pluie ou même grêle et neige). Toutes ces teintes monochromatiques sont engendrées par le phénomène de dispersion et de réflexion des différentes sources lumineuses composant la lumière blanche du soleil.

 

En traversant les gouttes d’eau avec un angle d’environ 40°, la lumière blanche est divisée en spectre multicolore comme un prisme et tout son spectre est ainsi visible, à savoir le rouge, le orange, le jaune, le vert, le bleu, le violet et l’indigo.

 

Mécanisme de dispersion et de réflexion de la lumière à travers une goutte d’eau – Tiré du livre METEO-EXTREME page 212

 

Ainsi, lorsque le soleil parvient à briller à l’arrière d’une averse, il n’est pas rare de pouvoir observer un arc-en-ciel plus ou moins lumineux en regardant droit vers les précipitations s’évacuant.

 

Mécanisme de formation d’un arc-en-ciel  - Tiré du livre METEO-EXTREME page 212

 

Son intensité dépendra des conditions présentes autour de l’observateur. Plus le ciel sera dégagé à l’arrière de l’averse et plus les précipitations seront délimitées, plus l’arc-en-ciel apparaîtra comme marqué.

 

Arc-en-ciel très lumineux à l’arrière d’une averse orageuse à Albi le 10 avril 2008 – Photographie : autan81 via infoclimat.fr

 

 A l’inverse, si les rayons du soleil restent timides et les nuages sont encore présents à l’arrière de la dite averse, celui-ci pourra apparaître comme partiel ou très peu lumineux.

 

Petit bout d’arc-en-ciel au Grau-du-Roi le 28 mai 2012 – LMK via infoclimat.fr

 

Il n’est cependant pas possible de se retrouver au pied d’un arc-en-ciel car celui-ci bouge avec l’observateur. Celui-ci est en effet un phénomène optique et dépend donc du point de vue dans lequel il est observé, plus on essaie de s’en rapprocher, plus celui-ci va s’éloigner.

 

 

Des cas particuliers :

 

Il est tout d’abord intéressant de noter que l’arc-en-ciel apparaît en forme d’arc car celui-ci est observé près du sol, l’autre moitié est en effet caché par l’horizon. En prenant un peu de hauteur, celui-ci devient complet et forme cette fois-ci un cercle entier.

 

Un arc-en-ciel complet vu du ciel – Via lesaviezvous.net

 

Il arrive également qu’un second arc-en-ciel moins lumineux soit visible au-dessus de l’arc principal. Celui-ci est appelé arc secondaire et est le résultat de la double réflexion de la lumière du soleil à l’intérieur des gouttes de pluies. En raison de la réflexion supplémentaire, ses couleurs sont inversées, à savoir le bleu à l’extérieur et le rouge à l’intérieur.

 

Superbe double arc-en-ciel au-dessus de Trégastel (22) le 28 octobre 2015 – Mickaël Lootens

 

Le soleil n’est pas la seule source lumineuse capable d’engendrer des arcs-en-ciel. La lune, lorsque celle-ci se montre suffisamment lumineuse, peut aussi en provoquer suivant les mêmes conditions que pour les rayons du soleil.

 

Arc-en-ciel nocturne à l’arrière d’un orage lors d’une nuit de septembre 2002 près de Brugnens – Pierre-Paul Feyte

 

Des arcs-en-ciel peuvent également se produire en l’absence d’averses ou même de précipitations, se formant simplement grâce aux gouttelettes d’eau en suspension dans l’atmosphère. Ceux-ci sont généralement observés en périphérie de brouillards et apparaissent bien moins saturés en raison de la très petite taille des gouttelettes d’eau composant les brumes. On les surnomme les arcs-blancs.

 

Arc-Blanc observé après une chute de neige en Ecosse – Via 20minutes.fr

 

Les arcs-blancs sont d’ailleurs un phénomène très similaire au spectre de Brocken ou à la Gloire, en général capturés en montagne en bordure d’une mer de nuages.

 

Spectre de Brocken en bordure de falaise au-dessus d’une mer de nuages – Via encyclopedie-environnement.org

 

Enfin, les arcs-en-ciel ne sont pas à confondre avec d’autres photométéores tels que le halo, l’arc circumzénithal ou encore la parhélie se formant par réfraction de la lumière du soleil dans les cristaux de glace des nuages d’altitude.

 

D’autres photométéores observables dans le ciel – Tiré du livre METEO-EXTREME pages 220/221

 

 

Une situation propice ces dernières semaines :

 

La succession d’averses et/ou d’orages enrecoupés de larges éclaircies que connaissent de nombreuses régions depuis maintenant plusieurs semaines est particulièrement propice à l’observation des arcs-en-ciel, notamment sur le Nord du pays où les ciels de traîne se succèdent. De superbes clichés ont ainsi pu être capturés ces derniers jours.

 

Arc-en-ciel semblant toucher la cathédrale Notre dame de Paris le 17 mai dernier – Via Twitter @bastianellijero

 

Arc-en-ciel au coucher du soleil depuis Oullins près de Lyon le 12mai 2021 – Pour Meteo-Lyon.net

 

Arc-en-ciel à l’arrière d’une forte averse près de Grenoble le 15 mai 2021 – C. Simorre pour Meteo-Grenoble.com

 

Splendide double arc-en-ciel au-dessus de Besançon le 18 mai dernier – via Twitter @AlessCordier