June 2026

Ce matin, en faisant la vaisselle, j'ai versé une goutte de liquide vaisselle dans l'évier. Un film s'est formé aussitôt à la surface de l'eau stagnante et les couleurs sont arrivées presque immédiatement — vert pâle, puis rose, puis violet en bordure. La question s'est imposée d'elle-même : d'où viennent ces couleurs, si le savon est lui-même parfaitement incolore ?

Fait observé. Le film mince produit des franges colorées qui changent quand on souffle dessus ou quand l'épaisseur varie. C'est reproductible, indépendant de la marque du produit.

Théorie largement admise — interférences en couche mince. La lumière blanche frappe le film (épaisseur de l'ordre de quelques centaines de nanomètres, soit ~10⁻⁷ m). Une partie se réfléchit sur la face supérieure, une autre traverse, se réfléchit sur la face inférieure, et remonte. Les deux faisceaux se recombinent. Selon l'épaisseur e et l'indice de réfraction du savon (n ≈ 1,35, valeur typique pour une solution aqueuse), la différence de chemin optique vaut 2ne. Quand cette valeur coïncide avec un multiple entier de λ pour une couleur donnée, cette couleur est renforcée ; quand c'est un demi-entier, elle est annulée.

Un ordre de grandeur rapide : pour le vert (λ ≈ 550 nm), le premier maximum de réflexion survient pour e ≈ 550 / (2 × 1,35) ≈ 200 nm. C'est cohérent avec l'épaisseur réelle d'un film frais, avant qu'il ne s'amincisse jusqu'à devenir "noir" — tellement mince que toutes les longueurs d'onde s'annulent simultanément.

Ma propre supposition, à confirmer. Le film s'amincit par gravité plus vite en haut qu'en bas, ce qui expliquerait les bandes horizontales qu'on voit sur une bulle verticale. Mais la dynamique fine des films savonneux relève de la physico-chimie des interfaces — un domaine où je manque de formation sérieuse. Je ne suis plus sûr au-delà de cette intuition.

Ce qui m'a frappé, c'est la délicatesse de l'échelle. Deux cents nanomètres, c'est environ quatre cents fois plus petit qu'un globule rouge. Pourtant c'est suffisant pour sélectionner une couleur dans le spectre visible, juste parce que la lumière se réfléchit deux fois sur elle-même. Une machine à filtrer faite de rien.

#carnetscientifique #optique #physique #observation

Lundi 15 juin. Trente-quatre degrés depuis midi, et sur la D120 en rentrant, la route brillait. Cent mètres devant moi, l'asphalte semblait mouillé — un reflet argenté du ciel qui reculait au fur et à mesure. Le mirage de basse route. Je l'ai vu des dizaines de fois sans jamais prendre le temps de le dérouler complètement.

Question du jour : pourquoi voit-on un reflet du ciel sur une surface sèche et mate ?

Fait observé. L'asphalte absorbe le rayonnement solaire et chauffe la couche d'air qui le touche — quelques centimètres d'épaisseur. On peut estimer cette couche à 50–60°C par beau temps estival, soit 15 à 25°C de plus que l'air à hauteur d'œil.

Théorie largement admise. L'indice de réfraction de l'air diminue avec la température (relation de Gladstone-Dale : n ≈ 1 + k·ρ, où ρ est la densité). Un fort gradient vertical de température crée donc un gradient d'indice. Un rayon lumineux rasant — arrivant à faible angle — est courbé progressivement vers le haut par ce gradient, comme dans une fibre optique inversée. À l'œil, ce rayon semble provenir du sol : c'est le ciel « réfléchi » par l'air chaud lui-même.

Ordre de grandeur : un gradient de densité de l'ordre de 10⁻³ kg·m⁻³ par centimètre suffit à dévier un rayon de quelques milliradians — assez pour produire l'illusion visible sur 100 à 200 mètres. Le calcul est cohérent avec ce qu'on observe depuis la voiture.

Ma supposition. Je ne suis plus certain que ce soit uniquement une réfraction progressive, ou si la réflexion totale interne joue un rôle à certains angles d'incidence. Un cours classique d'optique géométrique traite ces deux cas séparément ; ici, le gradient est continu, pas une interface franche. Il faudrait résoudre l'équation eikonale proprement — ce que je n'ai pas fait ce soir, faute de papier sur le siège passager.

Ce que je retiens : la transparence de l'air est une illusion de confort. À 34°C sur bitume, l'atmosphère rasante se comporte presque comme un prisme mou.

#carnetscientifique #optique #mirage #physique