Under the Rainbow !

Publié le 14-Octobre-2017, par Christophe.

BD under the rainbow - 1

BD under the rainbow - 2

BD under the rainbow - 3

L'un des spectacles les plus fabuleux que peut nous offrir la nature est l'eau ! Contempler un océan, une chute d'eau, un glacier ou un geyser est un vraiment quelque chose d'incroyable alors que finalement, il ne s'agit que d'eau qui recouvre une grande partie de notre planète bleue. Ce qui est fascinant, ce sont les différentes couleurs que peut prendre l'eau dans ses différents états, solide, liquide ou quasiment gazeux. Elle se pare alors de blanc, de bleu, de turquoise ou même de noir, comme les affreux nuages noirs des gros orages d'été. Inutile de dire que le meilleur endroit au monde pour découvrir cette palette de couleur inouïe est en Islande (ou les Antilles Françaises, même s'il faudra se contenter de la couleur du glaçon dans le planteur pour l'état solide de l'eau). Mais comment se fait-il qu'un élément, transparent comme l'eau, puisse arborer ces différentes couleurs ?

Première chose à savoir, que tout le monde devrait savoir (mais vu les commentaires de certains internautes 2.0, j'ai de forts doutes), la lumière blanche est en fait composée de toutes les couleurs de l'arc en ciel (encore un miracle de l'eau, mais ça doit certainement aussi marcher avec du rhum même s'il est moins courant de se retrouver sous une pluie de rhum), c'est-à-dire une palette de couleur allant du rouge au bleu en passant par le vert (on va rester aux couleurs primaires). Donc, quand on voit une canette verte de Coca-Cola (pour le «Cuba Libre»), cela signifie que c'est la boisson à la Stévia, un édulcorant naturel, mais aussi que la peinture recouvrant la canette absorbe les rayons rouges ou bleus et ne réfléchit vers l'observateur que les rayons verts ! Pour une canette de Coca-Cola «Zéro» (pas terrible pour le «Cuba Libre» quand même), tous les rayons lumineux sont absorbés par la peinture noire de la canette et aucun rayon lumineux n'est réfléchi vers l'observateur !

Couleurs de l

United colors of cans !

Par contre, pourquoi voit-on au travers d'un verre d'eau ? C'est parce que l'eau laisse entièrement passer les rayons lumineux, sans les absorber, ni les réfléchir. L'observateur voit donc les rayons lumineux qui sont réfléchis par les objets placés derrière le verre d'eau, et qui passent sans problème à travers le verre d'eau, sans la moindre absorption, d'où la transparence ! Maintenant, versons une dose d'anisette marseillaise dans le verre d'eau, soit des impuretés qui sont en l'occurrence des fines gouttelettes des huiles essentielles (d'anis, entre autre). Ces petites gouttelettes, en suspension dans l'eau (ce que l'on appelle une émulsion), vont absorber les rayons bleus mais réfléchir les rouges et les verts, ce qui va donner du jaune ! Laissons reposer quelques jours ce verre d'anisette marseillaise, les huiles essentielles vont remonter à la surface du verre et l'eau redeviendra transparente ! C'est quand même fou la physique, non ? Mais personnellement, je préfère le rhum agricole blanc de la région du Carbet en Martinique, avec un peu de sucre de canne liquide et un zeste de citron vert. Le ti'punch est certes un peu trouble car il contient des liquides ayant des indices de réfraction différents, mais ça, ça sera pour une autre fois, quand les effets secondaires du ti'punch se seront estompés...

La couleur du pastaga !

Imaginons maintenant, un verre d'eau de 40 mètres de diamètre... D'accord, ça ne court pas les rues et c'est bien trop grand pour un ti'punch, changeons d'exemple ! Prenons une piscine olympique, dont la filtration permet d'avoir une eau pure comme du cristal, où tout le monde a bien pris sa douche avant de se baigner et où personne n'a pissé dedans (je sais, c'est difficile de trouver une telle piscine ;-)) et immergeons un observateur sous 30 cm d'eau, en l'ayant au préalable équipé de lunettes de natation (non teintée) ou un masque de plongée. Plaçons un objet de couleur rouge vif (important le rouge) devant cet observateur. A 1 mètre devant lui, dans cette eau d'une pureté inimaginable, l'observateur verra parfaitement cet objet de couleur rouge. Si on recule cet objet à 3 mètres de l'observateur, il doit alors commencer à le voir un peu plus sombre, le rouge vif commence alors à ressembler à un rouge Château Montauriol (un très bon Fronton, un vignoble près de Toulouse). Si on éloigne l'objet de 20 mètres de l'observateur, celui doit alors le voir gris ! Si on refait la même expérience avec un objet de couleur verte, à 3 mètres, l'observateur le verra toujours de couleur verte. A 20 mètres, l'objet sera un peu plus foncé pour l'observateur mais à 50 mètres, il commencera à le voir sérieusement gris ! Ce phénomène est parfaitement connu des plongeurs : l'eau n'est pas totalement transparente, elle absorbe aussi les couleurs. Ca commence par les rouges, dès 3 mètres de profondeur. Puis, au fur et à mesure que l'on descend dans les abysses, les verts, puis toutes les couleurs jusqu'au bleu situé au bout du spectre de la lumière, disparaissent à leur tour. Pour voir une gorgone rouge, par 20 mètres de profondeur, le plongeur pourra toujours se brosser, il la verra gris-noir. Sauf si le plongeur allume un phare de plongée qui apportera des rayons rouges, non filtrés par les 20 mètres d'eau au dessus de sa tête !

Donc, quand on est sur une plage de Martinique, avec une eau très pure, sans particule, un ti'punch à la main, l'eau est d'abord transparente. Depuis la surface, on voit la couleur du sable corallien très clair dans les premiers mètres mais quand on se retrouve avec un peu plus de fond, les rouges sont absorbés et, depuis la surface, on commence alors à voir l'eau de couleur turquoise (vert et bleu mélangé). Puis, plus il y a de profondeur, plus l'eau est bleue car le rouge et le vert sont entièrement absorbés, seul les rayons bleus sont réfléchis par l'eau. On peut donc dire que la couleur de l'eau est bleue ! Si on la voit verte opaque, dans un étang, c'est à cause des algues, mais ça, c'est une autre histoire !

Sea, Salt and Sun !

Maintenant, plus dur ! Pourquoi les petites particules d'eau en suspension dans les fumerolles d'un geyser, ou dans les nuages, ou l'eau dans une chute (d'eau, sic) ou derrière un bateau lancé à pleine vitesse est blanche ? La réponse est pourtant évidente : parce que l'eau réfléchit alors tous les rayons lumineux, du rouge au bleu, sans les absorber ! Mais pourquoi fait-elle cela alors qu'elle ne le fait pas dans un verre d'eau ? Vous le saurez au prochain épisode ! Déjà qu'il a fallu aborder dans cet article, le spectre de la lumière, le principe de l'émulsion, les lois de l'absorption et de la réflexion (qui est la plus incompréhensible pour certains commentateurs du Web 2.0), je pense qu'il vaut mieux attendre 3 semaines avant de passer à la loi de la réfraction dans un ti'punch...

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