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Les éclipses de Lune

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Les éclipses de Lune

ARTICLE

Quand la Lune se cache:

Compte tenu de la quasi-égalité des dimensions apparentes du Soleil et de la Lune, il est en théorie logique qu’une partie de notre étoile reste visible lors d’une éclipse totale de Soleil, et plus précisément son atmosphère. On imagine alors aisément que pendant une éclipse de Lune, en revanche, la taille gigantesque de l’ombre terrestre enveloppera notre satellite dans une chape d’obscurité impénétrable, en l’effaçant littéralement du ciel.
En réalité, le jeu de cache-cache de la Lune n’est jamais complet, et ce facteur spécifique est ce qui rend les éclipses de la reine des nuits si fascinantes. La Lune ne disparaît jamais entièrement du ciel. Réfractés par l’atmosphère terrestre, les rayons solaires sont déviés, réussissent à se frayer un chemin à l’intérieur de l’ombre terrestre et viennent frapper notre satellite en lui conférant une teinte rouge foncé très suggestive, avec des nuances diverses d’une éclipse à l’autre en raison de la variation de longueur d’onde que la lumière solaire subit en traversant l’atmosphère.

Degré de luminosité de l’éclipse:

La magnitude de l’éclipse contribue sans aucun doute très largement à déterminer la luminosité de la Lune éclipsée : elle indique à quel point le phénomène est central, à savoir dans quelle mesure la Lune est comprise à l’intérieur de l’ombre terrestre. La magnitude au sens strict est la fraction de diamètre lunaire masquée par l’ombre au maximum de l’éclipse. Si la magnitude équivaut à 1, cela signifie que la Lune occupe à peine l’intérieur de l’ombre terrestre ; si elle est égale à 1,5, cela veut dire que le bord de l’ombre se situe à un rayon lunaire du limbe de la Lune. puisqu’ à la distance de la Lune (384 000 km), l’ombre terrestre revêt un diamètre de 9200 km, soit 2,65 fois le diamètre lunaire, on en déduit que la magnitude maximale pour une éclipse de Lune vraiment centrale correspond à 1,82 (la décimale : 0,82, est la distance, exprimée en fraction du diamètre lunaire, entre le bord de la Lune et celui de l’ombre terrestre).
Quand, par ailleurs, l’éclipse est très centrale, les rayons solaires ont beau être réfractés, ils atteignent à peine la Lune : cette dernière a alors tendance à disparaître, comme à l’occasion de l’éclipse du 17 août 1989 (magnitude 1,605). D’autres fois, cependant, c’est le taux de pollution atmosphérique qui joue un rôle décisif. Dans le cas de l’éclipse du 9 décembre 1992, par exemple, la Lune apparut d’un rouge extrêmement foncé, presque noir, à cause des poussières crachées l’année précédente par le volcan philippin Pinatubo.
Quoi qu’il en soit, la Lune subit toujours une très nette baisse de luminosité globale. La pleine lune a une magnitude de -12,7 (2 000 fois celle de Vénus). Pendant des éclipses totales brillantes, la Lune brille grosso modo comme Jupiter (magnitude -3). Des éclipses particulièrement sombres réduisent par ailleurs l’éclat de notre satellite dont la magnitude descend à 4 (comme durant l’éclipse du 30 décembre 1963, lorsque les poussières issues du volcan Agung, à Bali, avaient rendu l’atmosphère opaque). Dans ces conditions, la Lune est excessivement difficile à distinguer à l’œil nu. Il est vrai que l’on peut discerner à l’œil nu des étoiles jusqu’à la magnitude 6, mais la Lune revêt une taille considérable et sa lumière se répand donc sur une vaste zone, en donnant l’impression d’être plus faible.

À ce propos, les éclipses de 1989 et 1992 furent toutes deux estimées de magnitude 3. Curieusement, la magnitude d’une éclipse varie aussi parfois d’un site d’observation à un autre. Ce fut le cas pour le phénomène de 1989, très sombre en Europe et absolument normal en Amérique. Bien que la différence de hauteur de la Lune ne soit sûrement pas étrangère à cet état de fait (en 1989, précisément, elle était beaucoup plus haute outre-Atlantique que chez nous), la situation atmosphérique locale doit indubitablement exercer une influence notable.
Il arrive aussi que l’on enregistre une nette différence de brillance d’un bord à l’autre de la Lune. Pendant l’éclipse du 19 novembre 1993, par exemple, les observateurs eurent l’impression que le bas de la Lune n’était jamais entré dans l’ombre (effet qui s’explique en partie par une magnitude de l’éclipse d’à peine 1,09, de sorte que le limbe lunaire se trouvait à 300 km à peine de la limite de l’ombre), tandis que le haut était très sombre.
Les couleurs peuvent elles aussi varier, en passant par toutes les nuances du rouge, de l’orange et du jaune, généralement par ordre de luminosité croissante. L’éclipse extraordinairement brillante du 4 avril 1996 offrit par exemple un jaune profond à l’observation binoculaire et télescopique.

Observer des éclipses de Lune:

Une éclipse partielle de Lune ne mérite certainement pas une attention particulière. On se concentrera donc exclusivement sur les éclipses totales. Le tableau de la page 143 énumère celles visibles en France de l’an 2000 à 2020 (il n’y en aura aucune jusqu’au 21 janvier 2000, pas plus qu’en 2020).

Comme le montre le tableau, la première et la dernière éclipse de la série auront lieu le même jour. Il ne s’agit pas d’une coïncidence : toutes les éclipses en effet, aussi bien de Soleil que de Lune, se répètent à des intervalles de presque exactement 19 ans (la correspondance s’avère excellente, notamment pour les éclipses de Lune, mais pas parfaite, les phénomènes étant souvent de magnitude diverse voire, dans le cas des éclipses de Soleil, de type différent et visibles depuis différentes localités). La répétition est due à l’existence du fameux cycle de Méton, découvert au Ve siècle av. J.-C. par l’astronome athénien qui lui a donné son nom : 235 lunaisons représentent exactement 19 années tropiques, si bien que les mêmes phases de la Lune se répètent à des intervalles précis de 19 ans. Si l’on considère que ce laps de temps équivaut pratiquement à 255 révolutions draconitiques (intervalle de temps qui sépare deux passages consécutifs de la Lune à son nœud ascendant), on comprend pourquoi les éclipses ont une telle périodicité.
L’œil nu à lui tout seul jouit d’une bonne vision d’ensemble des phénomènes qui accompagnent l’éclipse : l’obscurcissement progressif du ciel, la présence d’étoiles et de constellations brillantes au voisinage de la Lune, la luminosité plus ou moins atténuée de cette dernière. Mais des jumelles permettent de profiter pleinement de l’événement : ainsi, on distingue mieux les couleurs, on note les différences de teinte et d’éclat des diverses régions de notre satellite. Le télescope n’ajoute en général rien de plus au plaisir esthétique d’une observation de ce genre, au contraire : le grossissement excessif dilue trop la luminosité et la perception des colorations. Des jumelles, surtout si elles sont montées sur un trépied, constituent le meilleur instrument pour observer une éclipse totale de Lune. L’idéal serait de disposer d’une paire de 20 x 80, mais même les plus petits modèles, comme les classiques 10 x 50, remplissent parfaitement leur office.

Photographier l’éclipse:

Photographier une éclipse ne présente pas de grandes difficultés. Bon nombre des images publiées ici ont été obtenues au foyer d’un télescope, mais, pour certaines, on a utilisé un objectif photographique standard fixé sur un pied. L’un des clichés les plus spectaculaires qu’il soit possible de tenter est le fameux chapelet : une série d’images qui, prises à intervalle précis (de cinq minutes, en général) et en tirant profit du déplacement de la Lune dans le ciel (inhérent à la rotation de la Terre), reproduisent l’ensemble du phénomène sur un même plan-film, depuis l’entrée de la Lune dans l’ombre terrestre jusqu’à sa sortie. Il faudrait en théorie disposer pour cela d’un appareil photographique à double exposition, permettant l’ouverture successive de l’obturateur sans faire avancer le film. En réalité, seuls quelques rares modèles sont équipés d’un tel système, mais on peut procéder de la façon suivante. Il convient avant tout de choisir un objectif offrant la possibilité d’embrasser la trajectoire complète de l’éclipse. Mieux vaut opter pour un 35 mm. Il s’agit ensuite de cadrer la Lune, au début de l’éclipse, dans le coin en bas à gauche du viseur, et d’orienter l’appareil photographique monté sur trépied de manière à ce que la diagonale du cliché coïncide approximativement avec la ligne que la Lune décrira dans le ciel (observez le déplacement du satellite avant que le phénomène ne commence). Vous couvrirez alors l’objectif d’un cache et vous bloquerez l’obturateur sur la pose B, après avoir réglé le diaphragme sur l’ouverture minimale (la plupart du temps f/16 ou 22) : l’appareil restera ouvert jusqu’à la fin de l’éclipse, mais le cache empêchera la lumière de filtrer. Toutes les cinq minutes, du geste le plus rapide que vous réussirez à exécuter, vous enlèverez et replacerez le cache, en veillant à ne pas faire bouger l’ensemble. Grâce à cette sorte d’obturateur manuel, vous serez en mesure d’exposer chaque image pendant environ 1/4 de seconde. Au début de la phase partielle et avec une pellicule ordinaire de 50 ISO, vous obtiendrez des images légèrement surexposées (Lune un peu trop brillante), mais parfaitement acceptables. Le temps de pose de 1/4 de seconde conviendra toujours pour une Lune occultée à 25 %. Quand la fraction éclipsée atteindra la moitié, vous pourrez accomplir le mouvement un peu plus lentement (1/2 seconde), en passant ensuite à une exposition de 1 seconde lorsque les trois quarts de la Lune se trouveront à l’intérieur de l’ombre terrestre, et de 2 secondes dès que la totalité sera sur le point de commencer. Pour photographier la totalité, vous devrez agir différemment, en raison de la très faible lumière dont vous disposerez à ce moment-là. Le cache à peine retiré pour la première exposition de la totalité, il vous faudra avec beaucoup de précaution (entraînez-vous avant) ouvrir entièrement le diaphragme ((en général f/2,8 pour un 35 mm) : il entrera alors au moins trente fois plus de lumière qu’auparavant, et un temps de pose de 10 secondes sera suffisant pour avoir sur le cliché une exposition correcte du disque lunaire éclipsé (posez 20 secondes si l’éclipse vous semble particulièrement sombre et si, par exemple, la Lune ne se distingue pas vraiment bien à l’œil nu). À la fin de la totalité, vous devrez évidemment refermer le diaphragme et suivre la procédure esquissée plus haut en sens inverse jusqu’au terme de l’éclipse.

Les images panoramiques de la totalité, avec des paysages ou des architectures, s’avèrent très réussies à condition d’être modérément éclairées. Un éclairage excessif se traduirait en effet par un cliché d’une fâcheuse pâleur, tandis qu’un éclairage insuffisant nuirait à la bonne visibilité des éléments du décor. On utilisera des objectifs de 35 à 200 mm de focale, selon le goût et le matériel de chacun. Avec un film de sensibilité moyenne (environ 100 ISO) et un objectif ouvert à f/2,8, le temps de pose de base se situe aux alentours de 5 secondes (10 si l’éclipse vous paraît sombre). Avec des objectifs de 35 et 50 mm, vous pourrez même aller jusqu’à 20 ou 30 secondes sans que la rotation terrestre ne soit à l’origine d’images sensiblement floues; avec les 135 et 200 mm en revanche, il ne faudra pas dépasser respectivement 10 et 7 secondes. Il est bien entendu que les 20 à 30 secondes de pose avec les objectifs de plus courte focale s’appliquent exclusivement à des éclipses très sombres photographiées loin des lumières urbaines : vous aurez ainsi la faculté de fixer également une multitude d’étoiles sur le cliché. Sans un télescope, ou du moins un objectif de longue focale monté en parallèle sur un télescope à entraînement équatorial motorisé qui compense la rotation de la Terre, le maximum qu’un néophyte puisse réaliser avec un appareil fixe consiste à photographier la totalité avec un objectif de 500 mm. Malheureusement, ces objectifs sont en principe peu lumineux et s’ouvrent d’ordinaire à f/8. Il faut donc employer une pellicule plus sensible pour aboutir à une reproduction acceptable, sans risque de bougé. Une émulsion de sensibilité comprise entre 800 et 1 000 ISO permet par exemple, avec un temps de pose de 5 secondes, d’obtenir une image de la Lune assez grande avec un bougé encore tolérable.

VIDEOS

Vidéo : Les éclipses de Lune

Vidéo démonstrative pour tout savoir sur : Les éclipses de Lune

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