Ombres Volantes

Les ombres volantes sont un phénomène qui se produit 1 à 2 minutes avant et après que la totalité du Soleil soit recouverte ou découverte par le disque lunaire, c’est-à-dire juste avant et après la phase de totalité lors d’une éclipse totale de Soleil. Il se manifeste par une succession de bandes d’ombres claires et sombres en déplacement, observables sur une surface blanche et uniforme.
L’origine des ombres volantes reste encore mal comprise. Actuellement, l’explication la plus satisfaisante décrit ce phénomène comme un effet de la propagation «mouvementée» de la lumière dans l’atmosphère terrestre. Ces bandes plus ou moins sombres sont produites par des cellules d’air de densités différentes, ayant des indices de réfraction différents, qui jouent le rôle de lentilles. Ces cellules vont parfois focaliser, parfois disperser, la lumière qui sera ainsi redistribuée sur des régions, les bandes, plus ou moins brillantes.
La clé permettant de comprendre les ombres volantes réside finalement dans la réponse à une autre question, à savoir: «Pourquoi les planètes scintillent-elles beaucoup moins que les étoiles?». Il se trouve que le scintillement des astres est causé par des réfractions multiples et aléatoires de la lumière dans les couches turbulentes de l’atmosphère terrestre. Si les étoiles scintillent alors que les planètes ne le font pas, c’est que les étoiles sont suffisamment éloignées de nous pour n’apparaître que comme des points. Les planètes, incomparablement plus proches, se présentent comme des disques. Ainsi les variations de lumière, causées par l’atmosphère terrestre, se compensent pour les divers points des disques planétaires. L’image des planètes est ainsi plus stable.
Cette différence de comportement s’explique donc par un «lissage» de la scintillation des différents points sources qui composent un disque planétaire apparent. Une source lumineuse étendue, comme une planète, ne peut scintiller que si la turbulence atmosphérique est proche de l’observateur: le disque apparent de la planète est alors globalement affecté et il n’y a plus de «lissage» possible.
Dans le cas d’une éclipse totale de Soleil, l’astre du jour apparaît comme un fin croissant de taille variable, juste avant ou juste après la phase de totalité. Il s’agit donc d’une source lumineuse d’extension variable. Sa «scintillation» sera alors régie par des couches atmosphériques turbulentes à différentes altitudes. Plus on se trouve proche de la totalité, plus les couches élevées auront un effet. Proche de la totalité le croissant solaire devient similaire à une ligne infiniment mince. Sa «scintillation» se traduit ainsi par des bandes plus ou moins sombres dont les mouvements sont déterminés par les vents régnants dans les différentes couches atmosphériques impliquées dans la «scintillation».
Il existe quelques conditions singulières qui permettent d’améliorer la visibilité des ombres volantes. Tout d’abord les éclipses de Soleil ayant une grandeur plus importante sont généralement meilleures parce-que le fin croissant solaire restant visible est moins étendu et plus semi-circulaire. Ensuite lorsque que la stabilité atmosphérique est trop bonne il y a moins de turbulence atmosphérique et par conséquent les chances de pouvoir observer des ombres volantes sont réduites. Enfin un Soleil assez bas sur l’horizon, par exemple 10 à 20 degrés, est préférable.

Pour filmer ou photographier les ombres volantes vous devez disposer du matériel suivant:

• Caméra vidéo sur un trépied
• Appareil photo numérique sur un trépied
• 2 draps blancs

Pour la vidéo, disposez un drap blanc sur une surface horizontale et l’autre sur une surface verticale. Puis positionnez la caméra vidéo sur un pied fixe de façon à ce qu’elle filme les deux draps. Débuter la prise de vue 5 minutes avant la totalité et la terminer 5 minutes après. Généralement les ombres volantes seront visibles pendant environ une minute encadrant la totalité.
Pour la photographie, lors du phénomène des ombres volantes, photographiez les draps suivant les indications de la cellule de l’appareil (ou au 1/125^è de seconde avec une sensibilité de 400 ISO et à pleine ouverture, rapport f/D le plus petit). Prenez des photos à un intervalle régulier.
Une analyse des prises de vues doit ensuite permettre de mettre en évidence le sens, la direction, l’espacement et la vitesse des bandes.