Histoire de l’arc-en ciel

Bernard Maitte. Collection Science ouverte, Éditions du Seuil, 2005, 307 pages.

Note de lecture d’Agnès Lenoire

« En passant en Occident, quelque chose de fondamental dans la science arabe s’est perdu. Quoi qu’il en soit, les Arabes et les Latins possèdent maintenant la théorie géométrique de l’arc-en-ciel, qui est toujours la nôtre aujourd’hui. » Extrait, page 104

En ce mois d’avril 2005 aux bourrasques alternées d’ensoleillement, les éditions du Seuil font paraître un joli livre en phase avec la météo, un livre historique, mais aussi savant et poétique.

L’entreprise est infiniment originale et fédère plusieurs domaines de recherche scientifique : la physiologie, la lumière, la couleur, la géométrie. La convergence des découvertes successives s’attache à décrire cet arc qui a tant intrigué le Moyen Âge, a laissé indifférente la Renaissance, a passionné le XVIIe et le XVIII e siècle. Aristote expliquait déjà le météore par un phénomène de réflexion dans une sphère, et justifiait ainsi les arcs secondaires. Sous l’influence des Arabes au Moyen Âge, la théorie aristotélicienne va s’enrichir : les Arabes étudient la réfraction, et bâtissent une théorie optique qui fait intervenir réflexion et réfraction.

La Renaissance aura d’autres préoccupations, plus mécanistes, plus perspectivistes, plus pragmatiques, aussi. Lumière et couleur ne suscitent de passions que dans des entreprises picturales novatrices. L’arc-en-ciel est oublié.

C’est le XVIIe siècle qui le verra renaître, sous la houlette de Kepler qui identifie le lieu de formation des images sur la rétine, introduit le concept de rayon visuel et publie la loi de la réfraction. Et apporte une description géométrique de l’arc jamais égalée jusque là. La lumière, tant étudiée, tant méconnue, va bientôt faire l’objet de rudes batailles quant à sa nature. Le XVIIIe, puis le XIXe siècle seront le temps des débats entre partisans de la théorie corpusculaire contre l’ondulatoire. Newton est le héraut de la première, qui a l’avantage d’expliquer la polarisation. Huygens, Fresnel diffuseront une théorie ondulatoire, qui, elle permet d’élucider les arcs surnuméraires.

Ce n’est que grâce à la théorie électromagnétique de Maxwell que l’arc-en-ciel se découvre...dans toute sa complexité. Car monsieur Möbius, en 1912, pour sa thèse de doctorat, a l’idée de hisser un appareil photo sur un cerf-volant et de photographier des gouttes d’eau, mais aussi des gouttes de pluie dans un arc. Surprise ! Les gouttes changent de taille et de forme à mesure qu’elles tombent, elles s’allongent perpendiculairement à la gravité (et non pas dans la direction de la chute comme la pluie sur une vitre). L’arc-en-ciel nécessite donc des corrections, puisque les gouttes ne sont pas toujours sphériques. A l’heure qu’il est, les conditions initiales étant innombrables et mouvantes, on ne dispose toujours pas de théorie complète de l’arc-en-ciel.

Sachons accepter notre « docte ignorance », nous dit l’auteur, mais continuons à chercher...

Mis en ligne le 8 mars 2006
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