Pourquoi voit-on des mirages ?

Le mirage n'est pas une illusion, on peut très bien l'observer à plusieurs et même le prendre en photo. Aucune explication paranormale à ce phénomène, juste quelques rappels d'optique géométrique, et de diffraction.

Photo d'un mirage sur une route, en plein été. Photo © DR

S'il ne s'agit pas d'hallucination, qu'est-ce qui fait que nous avons parfois une vision étonante de la réalité ? Trouvons les réponses grâce à la lumière.

Normalement, les rayons lumineux bougent en ligne droite. Enfin, ce n'est vrai que s'ils traversent un milieu homogène et transparent. Dans le cas d'un mirage, ce n'est plus vrai, la lumière suit une ligne courbe au lieu d'une droite. C'est cette distorsion qui provoque cette réalité surprenante. Des rayons courbes mais plus linéaires, tout est une une question de milieu.

Mirage égale milieu hétérogène, surtout au niveau des températures. En effet, dans l'air, elles sont loin d'être constantes. On peut atteindre jusqu'à 10 degrés de différence entre le sol et un mètre de hauteur. En fait, l'air est une sorte de mille-feuilles, composé de différentes couches d'air. Toutes représentent un milieu particulier car elles ont une température différente les unes des autres.

Quand un rayon lumineux passe d'une couche d'air à une autre, il change de milieu et doit s'y adapter. Pour cela, il change de comportement, de trajectoire, il n'est plus linéaire, mais courbe. Dans ces conditions, le mirage apparaît.

Une question de température... et de densité

A chaque température correspond une densité particulière, c'est pour cela que différentes couches vont se former. Globalement l'air chaud est moins dense que l'air froid. C'est donc encore la densité qui explique pourquoi les flammes montent. Plus chaudes, elles sont moins denses, moins chargées en dioxyde de carbone que l'air en environnant. Que l'air chaud soit au-dessous ou au-dessus de l'air froid, cela n'empêche pas le mirage, mais le modifie. Ainsi, il existe deux types de mirages.

Le mirage chaud, ou mirage inférieur, n'est visible que quand la couche d'air chaud est près du sol. On a généralement l'impression de voir une flaque d'eau mais en fait, on perçoit le reflet de la couche froide, très souvent le ciel. Ce type n'est pas le seul fait des déserts étouffants, on peut très bien voir le même phénomène chez nous en plein été.

Le mirage froid, ou mirage supérieur, est le contraire du premier. Généralement, l'air, au contact d'une surface froide comme un océan ou une banquise, se rafraîchit considérablement, à tel point qu'une couche d'air froid se forme à la surface du sol. On ne voit plus d'étendue d'eau mais bien des objets qui ne touchent pas terre.

Il arrive que les mirages, chaud et froid, se combinent. Ce phénomène est appelé Fata Morgana, notre œil reçoit une image tout à fait iréelle des paysages les plus éloignés.

Le mirage est une bonne occasion de rappeler que tout ce que nous voyons est finalement fictif. La lumière est très plastique et nos yeux fainéants, c'est d'ailleurs la base du succès des magiciens illusionistes.