Crépuscule et ciel noir : civil, nautique et astronomique

Après le coucher du Soleil, le ciel ne devient pas noir d’un coup. La haute atmosphère diffuse encore la lumière du Soleil et éclaire le ciel pendant un moment. C’est le crépuscule, divisé en trois étapes selon la profondeur du centre du Soleil sous l’horizon.

Les trois crépuscules

L’US Naval Observatory (USNO) les définit ainsi :

• Crépuscule civil, Soleil entre 0° et 6° sous l’horizon : il y a assez de lumière pour la plupart des activités en extérieur sans éclairage. Les planètes et étoiles les plus brillantes apparaissent.
• Crépuscule nautique, de 6° à 12° : en mer, l’horizon reste visible, ce qui permettait aux navigateurs de mesurer la hauteur des étoiles. Les étoiles principales des constellations sont visibles.
• Crépuscule astronomique, de 12° à 18° : à l’œil, le ciel semble presque noir, mais il reste un peu de lumière solaire diffusée, assez pour cacher les objets les plus faibles comme les galaxies lointaines.

Quand le Soleil est à plus de 18° sous l’horizon, sa lumière diffusée est plus faible que celle des étoiles et des autres sources naturelles. C’est la nuit astronomique, le ciel le plus noir possible. Le matin, la séquence se déroule dans l’autre sens.

Quand le Soleil se couche

Par convention, le lever et le coucher du Soleil sont les instants où le bord supérieur du Soleil touche l’horizon. Comme l’atmosphère dévie la lumière près de l’horizon (environ 34 minutes d’arc en moyenne) et que le rayon du Soleil est d’environ 16 minutes d’arc, l’USNO calcule le coucher lorsque le centre du Soleil est à 50 minutes d’arc sous l’horizon géométrique. Malgré cela, les heures réelles peuvent varier d’une minute ou plus, car la réfraction change, et davantage aux hautes latitudes.

Combien de temps dure le crépuscule

La durée de chaque étape dépend de l’angle sous lequel le Soleil plonge sous l’horizon. Près de l’équateur, il se couche presque à la verticale et le crépuscule est court. Aux latitudes plus élevées, il se couche en biais et le crépuscule dure bien plus longtemps, surtout autour du solstice d’été.

Des nuits d’été sans obscurité

Autour du solstice de juin, la déclinaison du Soleil est de +23,44°. À la latitude φ, il descend à minuit au plus à 90° − φ − 23,44° sous l’horizon. Pour atteindre 18° sous l’horizon, φ doit être inférieure à 90° − 23,44° − 18° ≈ 48,5° N. Au nord de cette latitude, pendant quelques semaines autour du solstice, le crépuscule astronomique dure toute la nuit : Paris, Lille, Bruxelles et Londres n’ont pas de nuit astronomique pendant une partie de l’été. Plus au nord, au-delà d’environ 54,6° N (où le Soleil ne descend plus à 12° sous l’horizon), même le crépuscule nautique dure toute la nuit. Il en va de même dans l’hémisphère sud autour du solstice de décembre.

La page Ce soir affiche toutes les heures de crépuscule pour votre lieu, la durée de la période noire et les nuits sans nuit astronomique.

L’obscurité et vos yeux

Un ciel noir demande aussi des yeux habitués à l’obscurité. L’American Meteor Society conseille de leur laisser au moins 20 à 30 minutes et d’éviter les lumières vives et les écrans de téléphone. L’adaptation complète prend plus de temps. S’il vous faut de la lumière, une lampe rouge faible est la moins gênante.

Une Lune brillante et l’éclairage artificiel peuvent éclaircir le ciel bien davantage que le crépuscule. Pour le ciel le plus noir, choisissez une nuit où la Lune est sous l’horizon (voir les phases de la Lune) et un lieu éloigné des lumières de la ville.

Sources

• US Naval Observatory: Rise, set and twilight definitions
• American Meteor Society: FAQ (adaptation à l’obscurité)
• Heures du crépuscule : Astronomy Engine, vérifié avec NASA JPL Horizons. Voir la méthodologie.