Voici une observation de la couronne irisée observable autour du Soleil et provoquée par la présence de gouttelettes ou de poussières.
Deux précisions tout d'abord:
- Il ne s'agit pas de la couronne solaire: rien à voir avec la haute atmosphère solaire, observable uniquement durant les éclipses totales de Soleil ou depuis l'Espace.
- Cette couronne est relativement proche (angulairement) du Soleil et son observation doit être faite avec précaution, toujours en cachant le Soleil avec un obstacle (montagne, panneau, pilier, doigts,etc...). Ne jamais fixer directement le Soleil!
Ci-contre une image résumant le phénomène, où l'on voit les couronnes irisées observées. Comme on va le voir, ces couronnes sont dûes à la présence de pollens dans l'atmosphère.
Formation de la couronne irisée:
Le phénomène
donnant naissance à la couronne irisée est un phénomène
de diffraction. En effet, la lumière se trouve diffractée
par le bord des grains de pollens et donne lieu à un phénomène
d'interférences: pour une longueur d'onde donnée, on observe
un renforcement de l'intensité lumineuse selon des cercles concentriques.
Le diamètre de ces cercles dépend notamment de la longueur
d'onde de la lumière. Ainsi, une lumière blanche se trouve
décomposée et forme une multitude de cercles colorés
du bleu au rouge: en se superposant, ces cercles forment des anneaux
concentriques irisés.
En outre, le diemètre des irisations dépend aussi du diamètre des particules en suspension (pollens, gouttes). On pourra donc déduire le diamètre de ces pollens en mesurant le diamètre des cercles irisés.
Pour une explication plus détaillée de la formation de la couronne, voir la page de Les Cowley: http://www.sundog.clara.co.uk/droplets/corform.htm.
Observation:
Cette observation a été faite un après-midi de début Février. En cachant le soleil avec le doigt, on voyait une succession de deux cercles rouges autour du Soleil (séparés par un cercle bleu-vert). Le ciel étant parfaitement pur, nous avons pensé qu'il s'agissait de diffraction sur des pollens et non sur des gouttelettes (Février est la pleine periode de pollinisation des noisettiers, nombreux dans cette vallée des Pyrénées).
Pour le vérifier, il suffit de secouer un noisettier afin de libérer un nuage de pollen de ses châtons.
Le nuage dense diffuse intensément la lumière du Soleil... puis se dissipe peu à peu.
On observe alors un renforcement des anneaux! Sur la photo ci-contre, l'anneau central est encore surexposé, mais on observe jusqu'à 5 anneaux dans la couronne!
De plus, le diamètre des anneaux n'a quasiment pas changé.
On voit donc que le phénomène de couronne irisée est bien lié à la présence de particules microscopiques dans l'air (puisque l'ajout de particules provoque un renforcement du phénomène).
Mesures et simulations:
Ci-dessous, on a placé
sur la même image les irisations avant (partie droite) et après
(partie gauche) renforcement de l'effet par les pollens.
Comme on le voit, alors que l'on ne comptait que 2 cercles irisés,
on peut en distinguer 5, répartis régulièrement autour
du Soleil.
En utilisant le logiciel IRIS, développé par Les Cowley, on peut simuler la présence de particule de taille donnée (choisie en micromètres - um) autour du Soleil.
C'est ce que l'on a fait ci-dessous en essayant de retrouver les tailles des pollens à partir de l'observation.
Le pollen de noisetier est
libéré par les chatons (ci-dessus) dont la floraison a lieu
en hiver, de Décembre à Mars.
Un seul chaton mâle de noisetier, Corylus Avellana, produit
3 millions de grains de pollen par jour.
Le grain de pollen est anémophile, triporé, forme subtriangulaire et :
- taille 18 à 28 microns d'après [http://www.isac.cnr.it/aerobio/aia/pol_emergenti1_e.htm]
- taille 25 à 30 microns d'après [http://www.bulletin.ch/fr/info/species/hasel.html]
Ci-dessous des images aux microscopes optique et électronique de grains de pollen de noisettier
La confrontation entre simulation et photographie de la couronne conduit à une taille de pollen moyenne d'environ 26 à 28 microns (diamètre): on est bien dans la gamme des tailles constatées par mesure au microscope. Cependant cette bonne correlation, même si elle est satisfaisante, doit être prise avec prudence en tenant compte par exemple des éléments suivants:
- La présence dans l'air d'autres pollens provenant d'autres espèces;
- Des grains de pollen libérés moins matures et plus petits (situation en zone montagneuse);
- La forme non sphérique et irrégulière des grains de pollen.
Cependant, le même jour, la couronne n'était pas visible en plus haute altitude (2700m), ce qui prouve bien que la couronne était due à un élément présent proche du sol, en fond de vallée; on a bien eu la preuve que le halo était dû à la présence de pollens puisque l'on a observé le renforcement des anneaux en secouant les branches et en libérant plus de pollen. L'important est de constater que l'on a bien retrouvé l'ordre de grandeur des pollens à partir de photographies de la couronne.
