Éclipse de Lune : pourquoi devient-elle rouge, et pourquoi pas à chaque pleine lune ?

La pleine lune s’assombrit peu à peu. Une ombre courbe traverse son disque, puis celui-ci prend une teinte cuivrée. Lors d’une éclipse lunaire, la Lune passe dans l’ombre de la Terre. Elle ne disparaît pas forcément : un peu de lumière solaire lui parvient encore à travers notre atmosphère.

Pour comprendre ce spectacle, il faut associer la position du Soleil, de la Terre et de la Lune au trajet de la lumière dans l’air. Cela explique aussi pourquoi la plupart des pleines lunes se déroulent sans éclipse.

L’ordre est Soleil – Terre – Lune

Une éclipse lunaire ne peut avoir lieu qu’à la pleine lune, lorsque la Terre se trouve entre le Soleil et la Lune. Encore faut-il un alignement assez précis pour que l’ombre terrestre atteigne la Lune. Le dossier de la NASA sur les éclipses distingue bien la phase de pleine lune du passage effectif dans l’ombre.

Les phases ordinaires ont une autre origine : au fil du mois, nous voyons une portion variable de la moitié de la Lune éclairée par le Soleil. L’ombre de la Terre ne provoque pas ce cycle. L’article Voir la Lune en plein jour détaille cette géométrie.

Lors d’une éclipse solaire, c’est au contraire la Lune qui se trouve entre le Soleil et la Terre. À retenir : éclipse lunaire = ombre terrestre sur la Lune ; éclipse solaire = Lune devant le Soleil.

Ombre et pénombre : trois types d’éclipses

Le Soleil présente un disque étendu, pas un simple point lumineux. L’ombre terrestre possède donc une région centrale sombre, appelée ici ombre ou umbra, et une région extérieure moins sombre, la pénombre.

Dans l’ombre centrale, la Terre cache entièrement le disque solaire en vue directe. « Totale » signifie donc que tout le disque lunaire est dans l’ombre, pas qu’il devient invisible. Une éclipse totale comporte aussi des phases pénombrales et partielles avant et après la totalité.

D’où vient la lumière rouge ?

Une partie de la lumière solaire frôle la Terre et traverse une grande épaisseur d’atmosphère. L’air diffuse davantage la lumière bleue, de courte longueur d’onde, que la lumière rouge, de plus grande longueur d’onde. L’atmosphère réfracte aussi la lumière : elle dévie son trajet, permettant à une petite partie d’atteindre la Lune dans l’ombre terrestre.

Le sol lunaire reçoit ainsi un faible éclairage solaire filtré, tirant sur le rouge. Le Royal Observatory Greenwich explique ce rôle de la réfraction atmosphérique. La Lune ne produit pas elle-même une lumière rouge et sa surface ne devient pas incandescente.

Le coucher de soleil offre une comparaison utile : là aussi, la lumière parcourt une longue distance dans l’air. Pourquoi le ciel est bleu et les couchers de soleil rouges explique la diffusion en jeu.

Toutes les éclipses totales n’ont pas la même luminosité ni la même couleur. Nuages et particules sur le trajet atmosphérique influencent leur aspect, de l’orange au cuivre sombre. « Lune de sang » est un surnom imagé, pas un quatrième type d’éclipse.

Pourquoi pas à chaque pleine lune ?

L’orbite de la Lune est inclinée d’environ cinq degrés par rapport au plan de l’orbite terrestre autour du Soleil. À la pleine lune, notre satellite passe donc le plus souvent au-dessus ou au-dessous de l’ombre de la Terre.

Les deux points où les plans orbitaux se croisent s’appellent les nœuds. Une éclipse lunaire exige une pleine lune suffisamment proche d’un de ces points. La phase ne suffit pas : la position par rapport au plan orbital compte aussi. Un dessin plat de trois boules alignées fait disparaître cette troisième dimension essentielle.

Une expérience avec une lampe et deux balles

Dans une pièce assombrie, une lampe fixe représente le Soleil, une grosse balle la Terre et une petite balle la Lune.

1. Place la petite balle du côté opposé à la lampe, derrière la grosse balle.
2. Fais-la traverser l’ombre : c’est le principe d’une éclipse lunaire.
3. Monte ou descends légèrement la petite balle. Elle peut éviter l’ombre tout en restant du côté de la Terre opposé au Soleil.
4. Observe le bord de l’ombre. Sa netteté dépend aussi de la taille de la source lumineuse.

Ce modèle n’est pas à l’échelle. Il montre l’ombre et le décalage de trajectoire, mais pas la couleur rouge : la balle n’a pas d’atmosphère réfringente. Une lampe rouge imiterait seulement la couleur, sans en expliquer l’origine.

Préparer une observation

Pour une éclipse précise, consulte un calendrier astronomique adapté à ton lieu : quelles phases seront visibles, la Lune sera-t-elle au-dessus de l’horizon et dans quel fuseau les heures sont-elles données ? Une éclipse totale à l’échelle mondiale peut n’être visible qu’en partie chez toi si la Lune se lève ou se couche pendant le phénomène. Les nuages et les obstacles à l’horizon comptent également.

Une éclipse lunaire s’observe à l’œil nu ; des jumelles permettent de mieux voir la limite de l’ombre. Pas besoin de lunettes d’éclipse solaire pour regarder la Lune. Pour observer le Soleil, les règles de protection sont différentes.

Note l’heure, la forme de l’ombre et la couleur. Tu distingueras mieux l’éclipse de simples passages nuageux. Une Lune orangée près de l’horizon ne prouve pas, à elle seule, qu’une éclipse a lieu.

Situer la Terre et la Lune dans l’espace

Dans LiveGlobe 3D, tu peux faire tourner le globe, zoomer, passer de la Terre au ciel et activer la vue de la Lune dans le menu spatial. Une connexion à un compte est prévue pour l’application web. Ces vues servent à l’orientation spatiale ; vérifie les horaires et la visibilité locale de l’éclipse dans un calendrier astronomique.

La question à garder en tête : la Lune se trouve-t-elle simplement du côté opposé au Soleil, ou traverse-t-elle réellement l’ombre terrestre ? Découvre LiveGlobe 3D et les vues auxquelles tu as accès pour relier cette représentation à ta prochaine observation.