Pourquoi l’asphalte de la route au loin semble-t-il mouillé et réfléchissant lorsqu’il fait très chaud ?

Alexis Tremblay
Alexis Tremblay

En été, il est impossible de ne pas le remarquer : rouler sur une route l’asphalte devant semble mouillé. Cependant, lorsque nous arrivons à la zone parsemée d’une série de flaques d’eau lumineuses et tremblantes, nous nous rendons compte que ce n’est pas le cas et que cet effet continue de s’atténuer sur le tronçon de route suivant. Cela se produit parce que nous sommes confrontés à un mirage, c’est-à-dire une illusion d’optique naturelle qui se crée lorsque, pour une raison quelconque, il y a une déviation de la lumière lorsqu’elle traverse des zones d’air de densités différentes. Mais d’un point de vue technique, pourquoi la route a-t-elle l’air mouillée ? En termes simples, l’asphalte apparaît mouillé car il est en réalité un reflet vers le haut du ciel au-dessus : l’effet « mouillé » est alors amplifié par le tremblement de l’air dû à la chaleur émise par l’asphalte lui-même.

La cause ultime de ce phénomène optique est la gradient thermique sur l’asphalte: Les jours d’été, l’asphalte absorbe la chaleur du soleil et est beaucoup plus chaude que l’air ambiant. Pour cette raison, la température de l’air diminue rapidement avec la hauteur au-dessus du sol. Or, la température de l’air influence sa capacité à courber les trajectoires des rayons lumineux. Dans le jargon technique, cela s’appelle indice de réfraction: plus l’indice de réfraction d’un matériau est élevé, plus les rayons lumineux changent de direction lorsqu’ils pénètrent dans ce matériau. L’indice de réfraction de l’air chaud est inférieur à celui de l’air froid, de sorte qu’à mesure que la lumière arrivant d’en haut descend, et rencontre donc de l’air de plus en plus chaud, la trajectoire des rayons devient de moins en moins inclinée par rapport à l’horizon. Si le gradient thermique est suffisamment élevé, le phénomène de réflexion totale: les rayons sont tellement déviés qu’ils pointent à nouveau vers le haut avant de finir sur l’asphalte. À ce stade, la lumière bleue du ciel atteint nos yeux et cela nous donne l’illusion de regarder une mare d’eau. Nous observons effectivement l’image d’un morceau de ciel réfléchi par l’air!

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Car lorsqu’il fait chaud l’asphalte semble mouillé : la trajectoire des rayons lumineux est déviée vers le haut en raison du phénomène de réflexion totale.

Cependant, l’air chaud est moins dense que l’air froid et a donc tendance à monter vers le haut. Et c’est exactement ça différence verticale de densité mettre en mouvement des mouvements verticaux qui déclenchent des turbulences qui donnent l’impression que l’air tremble. Cet effet augmente l’impression que l’on regarde une flaque d’eau.

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Un effet similaire se produit dans le célèbre mirages dans le désert, quand on croit voir des flaques d’eau. Même dans ce cas, c’est toujours une partie du ciel réfléchie que vous observez.

Ce type de mirage, le « mirage inférieur« , se produit donc s’il y a deux couches d’air à des températures très différentes, et comme la lumière est totalement réfléchie, les objets vus au sol nous apparaissent à l’envers (comme dans ce cas) ou plus bas que là où ils se trouvent réellement, mais cela n’est pas le seul. Ce sont aussi les mirages supérieurs, inférieurs, latéraux et « combinés », plus rares à voir. Ce dernier est le cas d’un phénomène optique bien connu que l’on peut observer sur le détroit de Messine. Morgana », et est une combinaison de mirage inférieur et supérieur qui fait apparaître les objets à l’horizon comme s’il s’agissait de tourelles floues.