Couleurs du coucher de soleil : pourquoi le ciel est bleu puis rouge

Sommaire

1. Pourquoi le ciel est bleu
2. Pourquoi le coucher de soleil est orange et rouge
3. Le rôle des particules : poussières, fumées, gouttelettes
4. Les nuages, clés d'un beau coucher
5. Rose, mauve, violet : le ciel après le coucher
6. Le rayon vert
7. Pourquoi le soleil paraît aplati et plus gros à l'horizon
8. Questions fréquentes

Pourquoi le ciel est bleu

La lumière du soleil paraît blanche, mais elle contient toutes les couleurs, du violet (longueurs d'onde courtes, vers 400 nanomètres) au rouge (longues, vers 700 nanomètres). En traversant l'air, une partie de cette lumière est déviée dans toutes les directions par les molécules d'azote et d'oxygène : c'est la diffusion.

Pour des particules bien plus petites que la longueur d'onde, comme ces molécules, l'intensité diffusée varie comme l'inverse de la puissance quatre de la longueur d'onde. C'est la diffusion de Rayleigh, du nom du physicien britannique qui l'a décrite à la fin du XIX^e siècle. Conséquence : le bleu, dont la longueur d'onde est environ 1,5 fois plus courte que celle du rouge, est diffusé environ cinq fois plus. Où que l'on regarde, hors du soleil, on reçoit surtout cette lumière bleue diffusée : le ciel est bleu.

Le violet, encore plus diffusé, ne domine pas pour trois raisons : le soleil en émet moins que de bleu, une partie est absorbée en altitude, et l'œil humain y est peu sensible. Le mélange nous apparaît bleu ciel.

Pourquoi le coucher de soleil est orange et rouge

Quand le soleil est haut, sa lumière traverse l'équivalent d'une seule épaisseur d'atmosphère. Quand il est à l'horizon, elle la traverse en biais, sur une distance près de quarante fois plus longue. Tout au long de ce trajet, le bleu est diffusé hors du faisceau ; ce qui arrive jusqu'à nous en ligne droite est appauvri en bleu et enrichi, en proportion, en jaune, en orange et en rouge.

Le soleil lui-même devient donc jaune, puis orange, puis rouge à mesure qu'il descend. Les nuages et les couches d'air qu'il éclaire par le côté prennent les mêmes teintes. Pendant ce temps, le ciel au-dessus de nous reste bleu : il est éclairé par une lumière qui a fait un trajet plus court.

Ce phénomène commence pendant l'heure dorée, quand le soleil passe sous 6° de hauteur, et culmine autour du coucher du soleil.

Le rôle des particules : poussières, fumées, gouttelettes

L'air ne contient pas que des molécules. Les aérosols (poussières, sels marins, pollens, fumées, gouttelettes) sont plus gros ; ils diffusent toutes les couleurs à peu près de la même façon, ce qui blanchit ou grise le ciel (diffusion de Mie). Selon leur quantité et leur taille, ils changent l'aspect du coucher :

• Air très pur : couleurs nettes mais peu étendues, soleil jaune-orangé jusqu'au bout.
• Brume et pollution près du sol : soleil rouge et terne, ciel délavé.
• Poussières désertiques : quand un épisode de sable du Sahara atteint la France, le ciel peut devenir jaune ou orangé en pleine journée.
• Aérosols fins en haute altitude : après les grandes éruptions volcaniques, comme celles du Krakatoa en 1883 ou du Pinatubo en 1991, les couchers de soleil ont été particulièrement rouges et violacés pendant des mois, dans le monde entier.

Les nuages, clés d'un beau coucher

Les couchers les plus colorés ont souvent lieu avec des nuages hauts ou moyens et un horizon dégagé à l'ouest. Après la disparition du soleil, ces nuages, perchés à plusieurs kilomètres d'altitude, sont encore éclairés par en dessous : ils s'embrasent en orange, en rouge puis en rose, parfois une dizaine de minutes après le coucher. À l'inverse, une couche épaisse et basse à l'ouest bloque la lumière et éteint le spectacle.

Rose, mauve, violet : le ciel après le coucher

Quand le soleil est passé sous l'horizon, le ciel se partage : vers l'ouest, les couches basses restent orangées ; plus haut, le ciel est éclairé par une lumière rougie mêlée au bleu de la diffusion, ce qui donne du rose, du mauve ou du violet. À l'opposé, à l'est, une bande bleu sombre monte au-dessus de l'horizon : c'est l'ombre de la Terre projetée sur l'atmosphère. Elle est surmontée d'une frange rosée appelée ceinture de Vénus.

Un peu plus tard, pendant l'heure bleue, le bleu devient plus profond : la lumière qui éclaire encore le haut du ciel a traversé la couche d'ozone sur une grande longueur, et l'ozone absorbe une partie du jaune et de l'orange. Les étapes de cette tombée du jour sont décrites dans notre guide du crépuscule.

Le rayon vert

L'atmosphère agit comme un prisme très faible : elle dévie un peu plus les couleurs à courte longueur d'onde que le rouge. Au ras de l'horizon, l'image verte du soleil est ainsi légèrement plus haute que l'image rouge. Au moment où le disque disparaît, son tout dernier liseré peut apparaître vert pendant une à deux secondes : c'est le rayon vert. Le bleu, lui, a déjà été diffusé en chemin.

Pour avoir une chance de le voir, il faut un horizon très lointain et parfaitement net, le plus souvent la mer, et un air limpide. Il inspira à Jules Verne son roman Le Rayon vert, publié en 1882, puis à Éric Rohmer le film du même titre, en 1986. Ne fixez pas le soleil pour le guetter tant que le disque est éblouissant, et jamais à travers des jumelles.

Pourquoi le soleil paraît aplati et plus gros à l'horizon

Près de l'horizon, la réfraction atmosphérique relève davantage le bord inférieur du soleil que son bord supérieur : le disque paraît aplati, parfois déformé en marches d'escalier par des couches d'air de températures différentes. C'est aussi la réfraction qui nous permet de voir le soleil entier alors que, géométriquement, il est déjà sous l'horizon : elle est prise en compte dans nos heures de coucher.

En revanche, le soleil n'est pas plus gros à l'horizon qu'au zénith : son diamètre apparent est le même. L'impression de grandeur est une illusion de perception, la même que pour la Lune qui se lève. Pour la mettre à profit en photo, voyez notre guide pour photographier un coucher de soleil.

Questions fréquentes

Pourquoi le ciel est-il bleu ?

Parce que les molécules de l'air diffusent beaucoup plus la lumière bleue que la rouge : l'intensité diffusée varie comme l'inverse de la puissance quatre de la longueur d'onde (diffusion de Rayleigh). La lumière bleue est renvoyée dans toutes les directions et semble venir de tout le ciel.

Pourquoi le ciel est-il rouge au coucher du soleil ?

Au coucher, la lumière du soleil traverse une épaisseur d'atmosphère près de quarante fois plus grande qu'au zénith. Le bleu et le violet sont diffusés en chemin ; il ne reste dans le faisceau direct que le jaune, l'orange et le rouge, qui colorent le soleil, l'horizon et les nuages.

Pourquoi le ciel n'est-il pas violet ?

Le violet est encore plus diffusé que le bleu, mais le soleil en émet moins, une partie est absorbée dans la haute atmosphère et notre œil y est peu sensible. La somme des couleurs diffusées nous paraît bleu ciel.

Qu'est-ce que le rayon vert ?

C'est un éclat vert, bref (une à deux secondes), visible au sommet du soleil au moment où il disparaît sous un horizon très lointain et net, le plus souvent en mer. Il vient de la réfraction atmosphérique, qui dévie un peu plus le vert que le rouge.

Pourquoi certains couchers de soleil sont-ils mauves ou roses ?

Après le coucher, les nuages hauts et les couches supérieures de l'air sont éclairés par une lumière rougie, tandis que le reste du ciel est bleu : le mélange donne du rose, du mauve ou du violet. Les aérosols fins, par exemple après une grande éruption volcanique, accentuent ces teintes.

Mis à jour le 30 septembre 2026