Théorie de l'observation

Une observation théoriquement impossible…  

La chaîne du Canigou se trouve dans les Pyrénées Orientales et son point culminant, le Mont Canigou culmine à 2 784 m. Depuis plus de deux siècles, il est connu que cette chaîne de montagne est visible depuis des sites élevés de la côte marseillaise. Pourtant, si l'on trace une ligne droite entre ces sites et cette chaîne de montagne distante d'environ 250 km, la ligne passe sous le niveau de la mer.  

Nous ne devrions donc pas la voir.

…si la lumière se propageait en ligne droite dans l’atmosphère.  

En fait, cette observation est possible grâce au phénomène de la réfraction atmosphérique qui a pour effet de relever la position apparente des objets à l'horizon dans certaines conditions de température et de pression en courbant les rayons lumineux.  

La figure ci-dessous à gauche montre le rayon 1 qui représente la vision ' directe ' sans atmosphère alors que le rayon 2 prend en compte la réfraction et montre le rayon lumineux courbé par l'atmosphère ; il est ainsi possible de voir l'image d'un objet sous l'horizon.
Le rayon lumineux se courbe à partir du Canigou ( situé à l’horizon ) vers l’observateur ( plus haut ) car il traverse des couches d’air d’indice de réfraction décroissant avec l’altitude. 
En effet, si n i est l’indice du milieu au-dessus de la mer ( où passe l’image du Canigou ) et n r l’indice du milieu où se situe l’observateur ( bien plus haut que la mer ), on pose donc n i > n r et comme n i sin i = n r sin r d’après la loi de Descartes, r > i et le rayon se courbe vers l’observateur ( voir dessin ci-dessous ).

Les conditions météo doivent être très bonnes ; le ciel doit être dégagé sur toute la ligne ( soit près de 250 km ) pour voir la chaîne devant le Soleil. Lorsque la météo est favorable, nous voyons une partie de la chaîne du Canigou se profiler en ombres chinoises devant le Soleil ( car elle mesure plus de 30’ depuis la côte marseillaise ). Mais nous avons pu aussi voir la chaîne entière se profiler … devant les nuages éclairés par le Soleil. Il n’est donc pas nécessaire que le ciel soir parfaitement dégagé aux alentours pour observer le phénomène. L’expérience nous montre qu’il est très difficile de savoir à l’avance si la chaîne sera visible. Il faut aller sur le terrain …
Pour l'observer, il faut attendre que le Soleil se profile derrière la chaîne, cela ne peut se faire qu’à deux moments de l'année en un lieu déterminé, au mois de février, quand le Soleil monte vers le nord et au mois d’octobre, lorsqu’il descend vers le sud. L'azimut de la chaîne étant fixe, on détermine par des calculs précis la date à laquelle l’azimut du Soleil correspond à celui de la chaîne. Pour cela, un astronome amateur passionné par l’observation du mont Canigou, Rémi Bleynat, établi chaque année les éphémérides pour plusieurs lieux de la côte marseillaise qui sont bien utiles à tous ceux qui observent ce phénomène passionnant.  

Phénomène optique … et phénomène physique.  

L’observation faite à basse altitude ( Parking de Notre Dame de la Garde par exemple ) montre en général le haut du Mont Canigou. Pour apercevoir une surface plus importante de la chaîne, il est nécessaire de monter en altitude. Ainsi, sur les falaises de Cassis, le mirage optique révèle la chaîne en entier. Et si l’on monte encore plus haut, on voit la chaîne du Canigou  … en vision directe.
A vous de choisir : soit on monte en altitude et l’on voit la chaîne en totalité comme un phénomène physique sans surprise ou presque, soit on reste plus bas pour apprécier la rareté du phénomène optique. Sur le site astrosurf.com/canigou, un tableau nous montre que c’est au Col de l’Espigoulier ( 735 mètres d’altitude ) que l’on observe la chaîne en vision directe.  

Cette observation est passionnante car l’on ne sait jamais ce que l’on va voir à l’avance ( on ne connaît pas tous les paramètres : météo, température, pression, humidité …). Certains accros se sont lancés dans l’observation de la … Lune derrière le Canigou. Amateurs de challenges, à vos boîtiers photo et venez rejoindre l’Association Marseillaise d’AStronomie et l’Astro-club aubagnais pour partager cette observation hors du commun qui allie merveilleusement le ciel et la terre.