Le ciel est bleu (quand il fait beau). Cela parait aussi évident que 2 + 2 = 4. Mais savez-vous pourquoi il a cette couleur ?

C’est une évidence : le ciel est bleu — en journée, quand il fait beau, et la nuit il est noir. Mais comprendre pourquoi il a cette couleur peut déjà sembler moins intuitif. Le phénomène est lié à l’atmosphère de notre planète, comme l’explique simplement la Nasa sur son site Space Place.

« La lumière du Soleil atteint l’atmosphère terrestre et est dispersée dans toutes les directions par tous les gaz et les particules dans l’air. » Même si la lumière émise par le Soleil, notre étoile, semble blanche, elle est en fait composée de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. C’est ce qu’on constate en faisant passer de la lumière à travers un prisme optique : elle est dispersée et séparée dans les différentes couleurs.

L’énergie lumineuse voyage par vagues plus ou moins « houleuses »

Or, « la lumière bleue est plus dispersée que les autres couleurs car elle se déplace sous forme d’ondes plus courtes et plus petites », complète la Nasa. L’énergie lumineuse voyage par vagues, plus ou moins longues et « houleuses ». Les ondes bleues sont plus courtes que les rouges, comme on le voit ci-dessous.

vagues lumière
Les vagues de l’énergie lumineuse. // Source : Nasa Space Place

Lorsque la lumière du Soleil atteint l’atmosphère de la Terre, elle est dispersée. Et le bleu est davantage dispersé, par rapport aux autres couleurs, car son déplacement se fait sous la forme d’ondes courtes.

D’ailleurs, vous aurez sans doute remarqué que, plus proche de l’horizon, le bleu du ciel semble plus clair, voire tire sur le blanc. C’est parce que la lumière solaire à cet endroit a traversé davantage d’air, par rapport à celle qui arrive juste au-dessus de nos têtes. « Comme la lumière du Soleil a traversé tout cet air, les molécules d’air ont dispersé et rediffusé la lumière bleue plusieurs fois dans de nombreuses directions », indique la Nasa.

Un autre phénomène est en jeu : la surface terrestre réfléchit et disperse elle aussi la lumière. Ces mélanges de couleur contribuent à nous faire voir davantage de blanc que de bleu.

Et sur d’autres planètes ?

Sur d’autres planètes, le ciel est-il bleu ? Pas forcément, puisque, nous venons de le voir, cela est lié à la composition de l’atmosphère. Sur Mars, en journée, le ciel a plutôt une coloration orange ou rougeâtre — les photos des rovers comme Curiosity ou Perseverance le montrent bien. L’atmosphère martienne est principalement composée de dioxyde de carbone et contient des poussières fines : elle ne diffuse pas la lumière de la même façon que celle de la Terre.