Une fine lueur verte peut apparaître au sommet du Soleil au moment où son disque disparaît sous l’horizon. Longtemps associé aux récits de marins et parfois pris pour une illusion, le rayon vert s’explique par la réfraction et la dispersion de la lumière dans l’atmosphère. Il ne se produit que dans des conditions précises, ce qui rend son observation brève et incertaine.
Un éclat bref à l’extrême bord du Soleil
Le Soleil touche presque l’horizon. Son disque s’aplatit, se déforme parfois, puis s’efface. Dans certaines conditions, son dernier bord visible prend une teinte verte pendant une ou deux secondes. Cette lueur est le « flash vert », ou rayon vert, même si le phénomène ne dessine pas toujours un rayon : il peut se réduire à un fin segment coloré sur le bord supérieur du Soleil. L’observation est plus fréquente au-dessus de la mer qu’en ville ou dans un paysage fermé, car l’horizon marin offre une ligne lointaine et souvent dégagée. Cela ne signifie pas que l’océan produit le phénomène. Il fournit surtout une vue sans obstacle jusqu’à l’horizon et une longue ligne de visée dans l’atmosphère. La même apparition peut se produire au lever du soleil, et plus rarement au-dessus d’un sommet, d’une couche de nuages ou d’un horizon de brume.
Le phénomène n’est toutefois pas réservé aux marins. En 1890, une lettre publiée dans la revue Nature rapporte une observation depuis le Surrey, en Angleterre, au moment où le Soleil disparaissait derrière une colline. Une photographie prise en 1925 a ensuite apporté une preuve visuelle que l’éclat n’était pas une simple image rémanente. Les marins l’ont décrit dans des journaux de bord et des récits de voyage. Son caractère fugace a nourri les légendes et l’idée qu’il serait impossible à voir à l’œil nu. Les photographies et les observations instrumentales ont établi qu’il s’agit bien d’un phénomène atmosphérique, et non d’une image rémanente créée par l’œil. Le « bord vert » désigne une frange très fine qui peut colorer le contour du Soleil sans former un flash distinct. Le rayon vert est une variante plus rare, où une lueur semble s’élever au-dessus de l’horizon. L’OMM décrit aussi le flash « subduct », qui peut durer jusqu’à une quinzaine de secondes lorsque les couches d’air agissent comme un conduit optique. Ces formes spectaculaires restent peu courantes.
L’atmosphère agit comme un prisme et une lentille
La lumière solaire est composée de plusieurs couleurs. En traversant l’atmosphère, elle est déviée : c’est la réfraction. Cette déviation varie légèrement selon la longueur d’onde. Les composantes bleues et vertes sont davantage réfractées que les rouges. Près de l’horizon, la lumière parcourt une grande épaisseur d’air, ce qui accentue ces effets et peut séparer les couleurs du disque solaire. La partie inférieure du Soleil disparaît d’abord derrière l’horizon apparent. Pendant un bref instant, la lumière rouge et jaune du bord supérieur s’est déjà effacée tandis qu’une mince frange verte reste visible. Le bleu et le violet sont en principe encore plus déviés, mais leurs longueurs d’onde sont fortement diffusées par l’atmosphère et les particules en suspension. Le vert est ainsi souvent la dernière couleur que l’œil distingue.
La forme du flash dépend aussi des couches d’air que traverse la lumière. Une inversion de température, où l’air froid se trouve sous de l’air plus chaud, peut créer des mirages et déformer l’image solaire. Les météorologues distinguent plusieurs types de flash vert, dont le « mirage inférieur » et le « mirage supérieur » appelé parfois mock mirage. Le terme de rayon vert recouvre donc plusieurs configurations optiques, dont certaines peuvent durer plus longtemps ou montrer une forme détachée du disque.
L’Atlas international des nuages de l’Organisation météorologique mondiale distingue deux formes courantes, qui durent généralement une à deux secondes. Le flash de mirage inférieur apparaît surtout lorsque l’air au ras de la mer est plus chaud que l’air situé au-dessus ; il est plus accessible depuis un point d’observation proche du niveau marin. Le mock mirage, ou mirage supérieur, se forme avec une inversion de température, lorsque de l’air plus chaud repose sur une couche froide. L’observateur peut alors voir une bande verte se détacher brièvement du bord du Soleil. Ces mécanismes expliquent pourquoi deux témoins placés à des hauteurs différentes ne voient pas forcément le même coucher.
Pourquoi l’observation reste difficile
Il faut un horizon lointain et net, une atmosphère suffisamment transparente et une vue dégagée au moment précis où le Soleil disparaît. Les nuages près de l’horizon, les embruns, les aérosols et les poussières atténuent les couleurs. Une mer agitée ne rend pas l’observation impossible, mais les vagues peuvent masquer la ligne d’horizon ou compliquer le suivi du dernier bord solaire. Les meilleurs repères sont souvent visuels : un bord supérieur du Soleil qui paraît très aplati ou ondulé peut signaler une forte réfraction. Mais même un coucher très clair ne garantit rien. Le flash reste un phénomène dépendant de la structure de l’atmosphère, qui varie d’un soir à l’autre et parfois d’une minute à la suivante.
Une atmosphère limpide aide, mais le profil vertical de température compte tout autant. Une forte réfraction peut aplatir le disque ou onduler son bord. Ces déformations signalent une image perturbée sans garantir l’apparition d’un flash vert. Il faut éviter de fixer le Soleil longtemps, avec ou sans jumelles ou appareil photo. La lumière solaire peut endommager les yeux. Pour photographier le phénomène, on peut cadrer à l’avance et déclencher au moment du coucher, en utilisant une protection adaptée au matériel si l’on observe le disque avant qu’il ne soit proche de l’horizon. Depuis un navire, la houle, les embruns ou des nuages bas peuvent masquer le dernier bord du disque. La hauteur du point d’observation modifie également les couches d’air traversées.
Pourquoi le Soleil semble se déformer à l’horizon
Le Soleil ne disparaît pas au moment où son bord inférieur touche l’horizon géométrique. L’atmosphère dévie sa lumière et fait apparaître l’astre légèrement plus haut qu’il ne se trouve réellement. Cet effet s’appelle la réfraction atmosphérique. Il est assez fort près de l’horizon pour aplatir le disque solaire : les rayons venant de sa partie basse traversent une épaisseur d’air plus importante que ceux venant de son bord supérieur. La forme apparente du Soleil varie avec les couches d’air, leur température et leur densité. La lumière blanche est composée de différentes longueurs d’onde. En traversant l’atmosphère, les couleurs ne sont pas toutes déviées exactement de la même façon : le bleu et le violet le sont davantage que le rouge, le vert se situant entre les deux. Les images colorées du Soleil restent presque superposées à l’œil nu, mais leurs bords peuvent se séparer. Au sommet du disque, une frange bleu-vert peut apparaître ; à la base, une frange rouge. Comme l’air diffuse plus fortement les longueurs d’onde bleues et violettes, la lumière bleue arrive plus difficilement jusqu’à l’observateur au ras de l’horizon. La dernière portion visible peut alors paraître verte.
La réfraction explique l’existence de la frange colorée, mais elle ne suffit pas à décrire tous les éclats. Les couches d’air à des températures différentes peuvent agir comme des lentilles et déformer le disque. Une inversion thermique, où une couche d’air chaud se trouve au-dessus d’une couche plus froide, modifie le trajet des rayons et peut produire des mirages. Le rayon vert est donc le résultat d’un jeu entre dispersion des couleurs, absorption atmosphérique et géométrie de l’observation. Un ciel limpide aide, mais l’état de l’atmosphère sur les derniers kilomètres de la ligne de visée compte davantage que la seule météo générale.
Des éclats différents regroupés sous un même nom
L’Atlas international des nuages de l’Organisation météorologique mondiale distingue plusieurs types de flashs verts. Le plus courant est l’éclat de mirage inférieur, visible près du niveau de la mer lorsque l’air au contact de la surface est plus chaud que l’air au-dessus. Il peut colorer brièvement la dernière lueur du Soleil. Un faux mirage apparaît dans une configuration inversée, avec de l’air froid près de la surface et une couche plus chaude au-dessus ; l’observateur doit alors se trouver au-dessus de l’inversion. Selon la position de l’œil et la forme du disque déformé, l’éclat ne ressemble pas toujours à une tache isolée.
Un phénomène plus rare, appelé subduct flash dans l’Atlas, peut durer jusqu’à une quinzaine de secondes. Le Soleil prend alors une forme rappelant un sablier et sa partie supérieure se colore. Cette durée, bien supérieure au flash de une ou deux secondes des formes courantes, explique pourquoi les récits ne décrivent pas tous la même scène. L’Atlas mentionne également le rayon vert au sens strict : un faisceau lumineux qui s’élève depuis l’éclat ou apparaît juste après le coucher. Il ne faut pas confondre ce rayon avec la brève coloration verte du bord solaire, même si les deux phénomènes sont apparentés.
Les conditions de température et l’altitude de l’observateur changent le résultat. Au bord de la mer, un observateur bas est bien placé pour un éclat de mirage inférieur. Depuis un promontoire ou un navire dont le pont est élevé, la ligne de visée traverse une autre partie de l’atmosphère et peut rendre plus visible un faux mirage. Les couches d’air évoluent rapidement avec le vent, le refroidissement du soir et le contraste entre mer et air. Deux personnes situées à quelques mètres l’une de l’autre peuvent donc ne pas voir la même forme, surtout si l’une a un horizon plus dégagé.
La mer offre un horizon, mais pas une garantie
L’observateur cherche un horizon dégagé, sans voile de brume, bâtiment ou relief qui masque le dernier bord solaire. La mer est un terrain favorable parce que l’horizon y est souvent net et lointain. Le navire permet aussi d’ajuster la hauteur de l’œil : depuis la surface de l’eau, la courbure de la Terre limite la distance à laquelle l’horizon apparaît ; depuis un pont ou une passerelle, il se déplace plus bas dans le champ de vision. Cette différence modifie la portion d’atmosphère que la lumière traverse avant d’atteindre l’œil. Un horizon parfaitement dégagé ne suffit toutefois pas. Des nuages bas peuvent couper le disque avant qu’il disparaisse derrière la ligne d’eau. Une brume fine peut diffuser les couleurs ; une forte turbulence brouille le bord du Soleil. À l’inverse, une atmosphère stable avec des couches bien marquées peut amplifier une déformation et allonger brièvement l’éclat. Les météorologues distinguent ainsi les conditions favorables à une observation des conditions nécessaires à un type précis de flash. La règle selon laquelle « il faut un ciel clair » est juste mais incomplète : il faut surtout voir l’ultime bord et avoir une stratification atmosphérique propice.
Les observations se font au coucher comme au lever du Soleil. Au lever, le premier bord visible peut produire une frange ou un flash, mais les marins guettent plus souvent le coucher, plus simple à anticiper depuis la mer. La saison, la latitude et l’état de la mer influencent la position apparente du Soleil et la qualité de l’horizon. Les navigateurs peuvent prévoir l’heure astronomique du coucher, mais pas les détails des couches d’air qui décideront de la forme observée. C’est pourquoi l’événement garde une part de surprise même lorsque le lieu et l’heure semblent bien choisis.
Des témoignages anciens, puis des preuves photographiques
Les récits de marins ont longtemps été accueillis avec scepticisme, parce qu’un phénomène aussi bref est difficile à décrire et que l’œil peut produire des images résiduelles après avoir regardé une source très lumineuse. Au XIXe siècle, des observateurs publièrent des comptes rendus dans la revue Nature. En 1890, T. Archibald Dukes décrivit un éclat vu depuis le Surrey, en Angleterre, lorsque le Soleil disparaissait derrière une colline. Ce témoignage montrait que le phénomène ne se limitait pas aux horizons marins, même si la mer en facilite souvent l’observation.
Le débat porta aussi sur la possibilité d’une illusion visuelle. Une image rémanente peut paraître verdâtre après une exposition au rouge, et l’observateur risque de détourner les yeux au moment même où l’éclat se produit. Mais des témoins rapportèrent des observations au lever du Soleil, qui rendent cette explication insuffisante à elle seule. Au début du XXe siècle, des échanges dans les revues scientifiques confrontèrent ces expériences et la théorie de la réfraction. Les controverses montrent une démarche utile : comparer des récits, rechercher des observations répétables et distinguer un effet de l’œil d’un phénomène optique dans l’atmosphère.
Lucien Rudaux publia en 1925 une photographie en noir et blanc destinée à montrer que l’éclat pouvait être enregistré par un appareil. La photographie ne résout pas toutes les questions. Un cliché dépend de l’exposition, de la pellicule et du traitement, et un bord coloré peut être pris pour un flash si l’instant n’est pas bien identifié. Les photographies en séquence et les vidéos modernes permettent de suivre la déformation du disque, mais elles n’indiquent pas à elles seules le profil de température de l’atmosphère. Les mesures météorologiques prises au même moment complètent l’image.
Le rayon de Jules Verne et le phénomène réel
En 1882, Jules Verne publie Le Rayon vert, roman où l’observation du phénomène devient le but d’un voyage en Écosse. Le titre a donné une place durable à l’expression dans la culture populaire. Dans le récit, le rayon prend une portée romanesque ; il devient l’objet d’une quête et d’une rencontre avec le paysage. Le mécanisme optique est plus modeste : le phénomène ne promet ni révélation sentimentale ni signe surnaturel. La littérature a pourtant contribué à faire connaître son nom, au point que beaucoup de personnes utilisent « rayon vert » pour désigner tout éclat verdâtre au coucher du Soleil.
Les marins ont leurs propres récits, liés à l’attente du dernier rayon et à la facilité de scruter un horizon d’eau depuis le pont. Une histoire répétée au port n’est pas automatiquement un témoignage vérifié : il faut savoir où l’observation a eu lieu, si l’horizon était libre et quelle forme avait le disque. Des descriptions précises peuvent être rapprochées des catégories de l’OMM. Un point vert apparu après que le Soleil a disparu n’est pas nécessairement le même phénomène qu’un bord supérieur coloré avant le coucher. Il existe aussi une confusion avec la fatigue rétinienne. Fixer une source très lumineuse peut laisser une image colorée après qu’on détourne le regard. La différence essentielle tient à l’emplacement : un flash atmosphérique se trouve au bord de l’astre ou de son image, tandis qu’une image rémanente peut apparaître ailleurs dans le champ visuel. Les deux expériences peuvent se mêler si l’observateur regarde directement le Soleil. L’usage d’un appareil optique ne doit pas pousser à fixer l’astre à travers des jumelles ou un téléobjectif : la lumière solaire peut gravement endommager les yeux.
Photographier sans confondre sensation et mesure
Pour documenter un éclat, les photographes utilisent souvent une rafale d’images couvrant les dernières secondes du coucher. Un appareil fixé sur un trépied évite que le mouvement brouille le bord ; un horizon sans obstacle aide à identifier la position du dernier segment. Le réglage d’exposition est délicat : si l’image est trop claire, les couleurs se saturent et le vert disparaît ; si elle est trop sombre, le bord solaire devient difficile à distinguer. Une courte vidéo peut montrer la progression de la déformation, mais l’agrandissement numérique ne crée pas de détail atmosphérique supplémentaire. Une observation scientifique combine l’image avec l’heure, le lieu, l’altitude de l’appareil, l’état du ciel et, si possible, des mesures de température et de pression à différentes hauteurs. Le profil vertical de l’air est important, car une inversion située quelques dizaines de mètres au-dessus de la mer peut transformer la forme apparente du disque. Les données permettent d’expliquer pourquoi une observation s’est prolongée ou pourquoi elle a pris l’apparence d’un faux mirage. Sans ces informations, une photographie atteste qu’une coloration a été enregistrée, mais laisse l’explication détaillée incertaine.
Pour un navigateur, l’intérêt pratique reste d’abord celui d’une observation optique. Le rayon vert ne permet pas de déterminer le cap, la position ou la météo à venir. Les instruments de navigation doivent rester la référence. En revanche, comprendre les déformations de l’horizon rappelle que l’astre visible n’est pas toujours à sa position géométrique réelle : les navigateurs et astronomes tiennent compte de la réfraction lorsqu’ils utilisent des observations célestes. Le flash n’est pas un instrument, mais il appartient à la même famille d’effets atmosphériques qui déplacent ou déforment les images. L’observation reste accessible à qui dispose d’un horizon clair, mais l’attente ne commande pas l’atmosphère. On peut voir une frange verte sans flash spectaculaire, manquer l’éclat parce qu’un nuage masque le disque ou découvrir un bref signal que personne autour n’a remarqué. Les témoignages, les images et la physique se complètent : le récit décrit ce qui fut vu, la photographie en garde une trace et l’optique explique pourquoi certaines couleurs survivent une fraction de seconde à la disparition du Soleil.
Entre récit maritime et observation scientifique
Le rayon vert a une place particulière dans l’imaginaire maritime parce que la mer offre souvent le théâtre idéal à son apparition. La littérature en a fait un signe rare, presque initiatique. La science en a détaillé les mécanismes sans lui enlever sa part d’incertitude : on peut connaître les conditions favorables sans pouvoir commander le spectacle. La prochaine fois qu’un coucher de soleil se termine sur une ligne de mer dégagée, il faudra regarder surtout le tout dernier instant et le bord supérieur du disque. Si une lueur verte paraît, elle ne durera probablement qu’une seconde. Et si elle n’apparaît pas, le ciel aura simplement rappelé que l’optique atmosphérique dépend de détails invisibles depuis le pont.
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