M. Forel, le savant professeur de Lausanne, a appelé l’attention sur les différentes réfractions qui se produisent à la surface des lacs et dont l’une des plus extraordinaires, observée depuis longtemps au détroit de Messine, est connue sous le nom de Fata Morgana [1].
Elle est, d’une manière générale, caractérisée par ce fait que les objets situés sur la rive opposée du lac semblent singulièrement étirés dans le sens vertical ; les rochers, les murs, les maisons paraissent transformés en d’immenses constructions, dont les Italiens ont fait les palais de la fée Morgana. Les Fata Morgana sont un phénomène extrêmement instable et qui ne dure, en général, que quelques minutes ; lorsqu’il cesse, l’objet, dont les dimensions verticales étaient si agrandies, prend souvent des proportions extrêmement réduites. Comme M. Forel l’a constaté avec moi, les Fata Morgana n’occupent qu’un segment limité et perpétuellement variable de l’horizon ; tout à côté d’elles, se produisent fréquemment des réfractions d’un ordre tout différent. Je ne les ai observées sur le Léman que par des temps calmes, et lorsque la température de l’air est notablement plus chaude que celle du lac ; mars, avril et mai sont les mois où elles sont les plus belles. Nous reproduisons dans la figure ci-jointe une photographie qui a été faite par M. Picard, de la Chaux-de-Fonds, à la fin de 1896. et qui nous montre un effet de mirage obtenu avec une barque sur le lac Léman. On remarquera la dissemblance des voiles du vrai bateau et de son image. Quand la photographie a été prise, le ciel était un peu nuageux. [2]
Plusieurs savants, parmi lesquels je citerai de Humboldt, Wollmann, Charles Dufour, ont parlé des Fata Morgana ; mais, jusqu’à présent, on n’en a pas, à ma connaissance, donné d’explication satisfaisante ; car, dans le cas où l’air est plus chaud que l’eau du lac, nous observons tantôt les Fata Morgana , tantôt, et le plus souvent, le mirage connu sous le nom de mirage sur eau froide , et qui a été fort bien étudié par Bravais [3] ; dans ce dernier mirage, les objets éloignés ont leurs dimensions verticales réduites. Il semble singulier que les mêmes conditions thermiques puissent donner naissance à deux mirages diamétralement opposés. Voici comment je crois pouvoir expliquer cette anomalie apparente.
En observant maintes fois les Fata Morgana avec une lunette puissante, j’ai constaté que, en réalité, les objets ne sont pas agrandis, mais qu’il se produit plusieurs images superposées du même objet, qui sont tantôt directes, tantôt renversées. J’en ai compté jusqu’à cinq. Comme ces images sont, en général, très rapprochées ; que parfois même elles empiètent l’une sur l’autre, il est très difficile de les séparer à l’œil nu, et elles donnent l’illusion d’un objet agrandi. Parfois, une partie seulement de l’objet donne naissance à des images multiples. Ainsi j’ai vu souvent des barques avec deux coques, les voiles ne présentant rien d’extraordinaire ; quelques instants plus tard, il ne restait plus qu’une coque et les voiles paraissaient gigantesques.
Il semble résulter de ces observations que les Fata Morgana ne sont qu’un mirage à images multiples.
L’analyse mathématique peut d’ailleurs rendre compte des faits observés. Dans sa Notice sur le mirage [4], Bravais démontre la possibilité de trois images, dans le cas où « une couche d’air chaud vient se superposer plus ou moins brusquement à une couche d’air froid, et lorsque le calme subséquent de l’atmosphère permet à ces deux nappes de subsister quelque temps dans cet état ». Mais ce sont là précisément les conditions qui sont remplies pendant l’apparition des Fata Morgana , puisque, comme je l’ai dit plus haut, il est nécessaire, pour que le phénomène se produise, que l’air soit très calme et notablement plus chaud que l’eau : Cette existence de trois images n’est qu’un cas particulièrement simple des Fata Morgana . J’ai essayé d’expliquer par l’analyse la production des cinq images que j’ai observées, mais j’ai été arrêté par la complication des calculs.
Bravais montre aussi comment, dans le cas de trois images, certaines parties seulement d’un objet donnent lieu à des images multiples : ce phénomène se produit également, comme on l’a vu.
Enfin, si l’on réfléchit que deux couches d’air de densités très différentes ne peuvent rester longtemps superposées l’une à l’autre sans se mélanger, on se rendra facilement compte de l’instabilité du phénomène, et l’on comprendra pourquoi les Fata Morgana et le mirage sur eau froide peuvent se succéder si rapidement dans la même région du lac.
André Delbecque, Ingénieur des Ponts et Chaussées.
Correspondance publiée dans le numéro 1240 du 6 Mars 1897 :
Par suite d’une transposition, on a effectivement placé dans le texte de M. A Delbecque plusieurs lignes qui auraient dû venir en note à part et qui servaient d’explication à la photographie que nous a envoyée M. Picard, de la Chaux-de-fonds. Cette photographie, comme nous l’écrit de son côté M. Picard, et ainsi qu’il l’a reconnu après coup, résulte d’un double déclenchement de l’obturateur. D’où les deux images superposées. L’épreuve de M. Picard offre un curieux exemple de double impression et de faux mirage
H. de P.