Pourquoi notre oeil ne nous permet-il pas toujours de savoir où se trouve réellement un objet ?


Introductionn Les Mirages Inférieurs Les autres types de mirages Expériences Conclusion Le lexique

Les mirages supérieurs





A] Présentation des mirages supérieurs

Ce type de mirage se produit le plus souvent sur les mers froides. Par exemple, en Finlande ce phénomène n’est pas rare au printemps lorsque la glace de mer dégèle et que les vents venus du Nord-est souffle. Cela entraîne une forte variation de température. En effet l’eau est à environ 0°C tandis que l’air apporté par ces vents est à environ 15°C. Sur une hauteur relativement faible la variation de température est très importante. De plus, la mer offre une surface plane et étendue indispensable aux mirages.


Carte de la Norvège au printemps. (doc1)



Schéma de la situation. (doc2)


B] Le phénomène

L’air froid est plus dense que l’air chaud. On l’a vu l’indice de réfraction de l’air froid est donc plus fort que celui de l’air chaud. ( cf : la loi de Snell-Descartes)

Dans le cas du mirage supérieur, la température augmente avec l’altitude. Plus on s’éloigne du sol plus l’indice de réfraction est faible, le gradient d’indice est donc négatif. Quand un rayon lumineux passe d’une couche à un autre il est en partie réfléchi et en partie réfracté. Nous sommes dans la situation suivante en appliquant la loi de Snell-Descartes :


Exemple de réfraction dans le cas du mirage supérieur. (doc3)


Un rayon lumineux lorsqu’il est dirigé vers le haut subit plusieurs fois ce phénomène de réfraction. En effet, il est réfracté dès qu’il pénètre dans une couche d’air d’indice différent. Or ces couches sont très serrées. (voir doc2) C’est pourquoi le rayon prend une trajectoire en forme de courbe. Cependant à partir d’une certaine limite le rayon ne peut plus être réfracté : il est réfléchi. Etant réfléchi le rayon « redescend » vers le sol en suivant une trajectoire en forme de courbe.

C] Conséquences

Le cerveau humain considère que la lumière se propage en ligne droite c’est à dire qu’il prend la tangente à la trajectoire du rayon lumineux au point d’observation ce qui ne nous trompe pas dans des conditions normales.

C’est pour cela que l’objet observé paraît flotter dans les airs. Une image virtuelle renversée du bateau apparaît et l’individu croît voir un bateau renversé flotté dans les airs.


Image virtuelle d’un bateau lors d’un mirage supérieur. (doc4)


Aussi ce phénomène est intéressant car au-delà d’une certaine distance la courbure de la Terre rend impossible l’observation partielle ou totale d’un objet. Cet objet doit être relativement volumineux, une île ou une montagne par exemple, pour être visible de loin.

Exemples

Les couchers de soleil
Ce phénomène fait gagner deux minutes de soleil par jour. En effet, les hautes couches de l’atmosphère sont moins denses que les couches les plus basses. Le phénomène repose sur le même principe mais à une échelle plus importante.
Le rayon lumineux subit de nombreuses réfractions jusqu’à être réfléchi et « descende » vers la surface de la Terre alors que sans réfraction ce rayon aurait simplement traversé la couche d’atmosphère.

L’observation du Canigou depuis les environs de Marseille.
L’observation du Canigou depuis les environs de Marseille. Aussi ce phénomène permet d’apercevoir la Corse depuis les hauteurs de Nice (pourtant distante de plus de 250 Km !) ou encore le Canigou depuis Notre Dame de la Garde à Marseille.

Explications

Le Canigou se trouve dans les Pyrénées Orientales et culmine à 2784 mètres.
Si l’on trace une droite entre le sommet du Canigou et le point le plus élevé de Marseille à savoir Notre Dame de la Garde on s’aperçoit que la droite passe sous le niveau de la mer du fait de la courbure la Terre. En théorie, on ne devrait pas voir le Canigou depuis Marseille.


Le Canigou dans des conditions normales d’observation n’est pas visible depuis Marseille en raison de la courbure la Terre. (Doc5)


Ici aussi nous sommes en présence du même phénomène que pour le coucher de soleil sauf que ce phénomène n’a lieu que deux jours par an puisqu’il faut que le soleil, le massif du Canigou et Marseille soient parfaitement alignés et que le temps soit clément sur toute la distance séparant le Canigou de Marseille. (Aux environs du 10 février et du 20 octobre)


Le Mont Canigou vu depuis La Ciotat (environ de Marseille) le 24/10/2001 par l’Association Marseillaise d’astronomie (AMAs) (Doc6)


Ce phénomène explique aussi la réapparition d’objets dans une zone où normalement ils ne devraient pas être visibles. C’est pourquoi, on trouve de nombreux récits de navires que l’on apercevait au large un jour puis qui disparaissaient pendant quelques jours pour réapparaître avant d’arriver au port.

Le Guinness des Records indique que l’objet le plus éloigné jamais observé à l’œil nu sur Terre (grâce à un mirage supérieur était distant de 550 Km) cependant il n’indique pas quel était cet objet…

D] Photos de mirages supérieurs



Un navire au large des côtes Norvégiennes. (Doc7)

On distingue très clairement la proue du navire qui apparaît deux fois.



Des îles finlandaises. (Doc8)

Mais cela n’arrive pas uniquement dans les pays nordiques, cela peut se produire aussi en France. Par exemple à Salers en 1900 un tel phénomène a été observé et photographié par l’abbé du village.


Photographie du village de Salers prise par l’Abbé du village dans les années 1900. (Doc9)

Sur cette carte postale on distingue assez clairement une image virtuelle du village qui parait flottée dans les airs

Mais ce phénomène c’est également produit à Paris malheureusement il n’a pas été photographié mais la presse de l’époque avait suffisamment parlé de l’événement et fait de nombreux croquis comme celui-ci :


La tour Eiffel paraissait surmontée par une autre tour pointe à pointe. L’image renversée était très nette ; les travées de la première partie tout comme la boule terminale ; la seconde plateforme était toujours assez bien visible mais le reste de la tour semblait se perdre dans les nuages.

Les mirages supérieurs sont donc des phénomènes beaucoup plus rares que les mirages inférieurs, ils sont aussi plus spectaculaires et sont la cause de nombreux contes et légendes notamment chez les Vikings habitués à naviguer sur ces mers froides.

Haut de page