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Les mirages existent-t-ils vraiment?

        Non seulement ils existent, on peut vraiment les voir, mais en plus on peut les photographier. Et l'appareil photo ne pourra pas être accusé d'abus de boisson, lui...

        Le maître mot sera ici "réfraction". D'habitude, lorsque la lumière chemine dans un milieu homogène, elle se déplace en ligne droite. Mais si on la fait passer de l'air (indice faible) dans l'eau (indice fort), le rayon est dévié, il s'éloigne de la surface de séparation. Si le rayon a un parcours inverse, il s'approchera de cette même surface. De plus, dans ce dernier cas seulement, si le rayon est assez rasant, il sera carrément réfléchi par la surface, sans qu'il parvienne à sortir de l'eau. Voici 3 schémas résumés:

L'indice augmente L'indice diminue L'indice diminue, et il y a réflexion totale
 D'un indice faible vers un fort  D'un indice fort vers un faible  Ici, réflexion totale

        Bon, c'est bien intéressant tout ça, mais les mirages alors?...

        Nous y voilà. Il y en a de deux sortes, et les voilà résumés ci-dessous:

Mirage inférieur
  Ici le sol est surchauffé, comme une route sous un soleil de plomb. L'air près du sol est plus chaud (indice faible) que celui situé au-dessus (indice fort). Le ciel au dessus de l'horizon émet de la lumière vers le sol. Son cheminement est courbé. Au ras du sol, il peut y avoir Réflexion totale (R). L'observateur voit alors des "flaques de ciel" sur la route qu'il peut confondre avec de l'eau...
Le mirage de l'eau... © JC Casado   Ce qui donne visuellement ceci. On a l'impression de voir de l'eau à l'horizon, dans laquelle se réfléchissent les collines... C'est plutôt un mirage de régions chaudes.
   
Mirage supérieur   Là, l'air est plus chaud en hauteur qu'en bas, à cause d'une eau froide par exemple. La lumière suit un trajet courbé dans l'autre sens, et subit une réflexion totale (R) en altitude avant d'arriver dans l'oeil de l'observateur.
Un bateau et son reflet © Pekka Parviainen   On observe alors cela. L'image inversée d'un objet au-dessus de celui-ci. Il y a parfois plusieurs réflexions successives comme c'est le cas sur l'image ci-contre. C'est plutôt un type de mirage de régions froides. Il semble bien qu'il ait donné naissance à la légende des sirènes chez les Vikings. Des phoques sortant la tête de l'eau au loin peuvent avoir leur silhouette étirée et" féminisée". Ces petites bêtes poussent souvent de curieux cris (des chants?), certains de leurs voisins biologiques ont été appelés "Siréniens"...

Voyons si vous avez suivi: Celui qui suit est un mirage de quel type? Hum?...

Egypte ©Fred Koenig

        On peut reproduire en "laboratoire" une courbure de rayon lumineux, dans un milieu à indice variable. Voici un exemple de trajet de rayon LASER dans un aquarium dont le fond a reçu une généreuse couche de gros sel. L'eau avait été au préalable additionnée de quelques gouttes de lait afin de rendre le milieu légèrement diffusant. Ainsi, le trajet du rayon est bien visible, même vu de côté. Ici, la longueur du cliché est d'environ 30 cm.
Rayon Laser courbé © Robert In Space
   C'est d'ailleurs à cause de ce phénomène que le Soleil semble aplati près de l'horizon, c'est aussi un mirage...

 

Mirage "flaque d'eau" © Robert In Space
        Dans nos régions en été, il est fréquent de voir un mirage du premier type: la "flaque d'eau" sur la route. C'est le reflet du ciel sur la couche d'air surchauffé par la proximité du goudron. On y voit aussi les reflets des objets situés juste au-dessus, comme la moto ou les roues de la voiture ici...

 

    Si vous avez le temps, vous pouvez observer ce petit film (112 ko), montrant la côte séparée de l'horizon par effet de mirage, ainsi que la forte turbulence atmosphérique brouillant l'image. Le codec de lecture DivX 4 est ici.
 Bateau au loin, sur fond de mirage

 

Pour finir, une petite évolution en quelques minutes, d'un îlot écossais, devant lequel passe lentement une bulle d'air de température différente:

Evolution d'un mirage ©Rob in space

Et un îlot proche, juste parce que j'aime ça, et parce qu'on y voit bien l'image inversée de l'île, au-dessus de la "vraie":

Mirage en Ecosse ©Rob in Space

Finalement, les mirages n'ont rien... d'un mirage...       

Ah, tiens, toute mon admiration à celui ou celle qui découvre (tout seul) ce que représente cette image, et où est le mirage (solution ici)