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Inutile de s’alarmer, c’est tout simplement une éclipse…

Le silence soudain de la nature, la splendeur de la nuit brutale qui surgit en plein jour, avec étoiles et planètes autour d’un “soleil noir”1, le déploiement d’une immense et pâle couronne autour de lui, et la lumière qui revient si vite… Vous avez deviné, c’est une éclipse totale de Soleil, celle qui laissait indifférent le Professeur Tryphon Tournesol sur son bûcher, dans le Temple du Soleil !

Avez-vous souvenance de ces trois minutes de splendeur lors de l’éclipse totale de Soleil de 19992, hélas souvent cachée par les nuages, lorsqu’elle se produisit en France ?

Rien n’est perdu pour vous, puisqu’en 2027, l’Espagne sera sur la trajectoire de l’ombre de la Lune sur la Terre. D’environ 300 km de diamètre, cette ombre se déplace à plus de 2000 km/h, ce qui ne laisse à des millions de curieux que quelques minutes, à peine sept, pour s’émerveiller (Fig. 1). Ne pas s’effrayer, comprendre et prévoir ce phénomène, qui est très rare en un point donné de la Terre, est une longue histoire entre les humains et le ciel3, une histoire qui un jour aura peut-être sa place ici même.

Fig. 1. L’ombre de la Lune sur la Terre, lorsque Soleil, Lune et Terre sont convenablement alignés. Ceci ne se produit pas à chaque lunaison, le plan orbital de la Lune autour de la Terre faisant un léger angle avec celui de la Terre autour du Soleil. Cette tache sombre, d’environ 300 km de diamètre, entourée de pénombre, se déplace à environ 2000 km/h sur la surface terrestre, à cause de la combinaison de la révolution de la Lune autour de la Terre, de la rotation de la Terre sur elle-même et de sa révolution autour du Soleil.

Pour prévoir date et lieu d’une éclipse, il fallait se représenter les mouvements de la Terre, de la Lune et du Soleil dans l’espace. Entreprise difficile, que maîtrisèrent lentement Babyloniens, Grecs, Chinois, Arabes puis Européens… Dès le XVIIe siècle, quand les astronomes surent correctement prévoir les lieux où l’on verrait le disque lunaire cacher brièvement celui du Soleil, ces savants montèrent des expéditions scientifiques, souvent lointaines, pour dessiner, puis photographier le phénomène. Hélas ! même si les nuages étaient absents, l’obscurité pendant une durée de quelques minutes demeurait trop brève pour étudier la mystérieuse couronne du Soleil, inaccessible autrement qu’à ces instants. Que faire ? En 1912, une ombre de totalité allait balayer Paris, et l’occasion était belle de défier les nuages grâce à l’aviation naissante. Sans prétention scientifique aucune, le vol de Michel Mahieu et Gaston de Manthé sur un biplan Voisin de type militaire, décollant d’Issy les Moulineaux, fut dans l’histoire la première observation aéroportée d’une éclipse totale (Fig. 2).

 

Fig. 2. Le premier vol de l’histoire pour observer une éclipse totale de Soleil, le 17 Avril 1912. Le pilote Michel Mahieu, âgé de 20 ans avec son navigateur Gaston de Manthé, ont décollé d’Issy-les-Moulineaux pour rejoindre la ligne de centralité au-dessus de Saint-Germain-en-Laye.  En bas : extrait du quotidien Le Matin du 18 Avril 1912.

Elle fit rapidement des émules.  Le 10 septembre 1923, ce sont seize avions que met en l’air l’US Navy, avec pour but de comparer la trajectoire exacte de l’ombre avec celle calculée par les spécialistes. Puis le Captain Albert W. Stevens photographie pour la première fois de l’histoire la couronne solaire, à bord d’un DC3 volant au-dessus des Andes péruviennes – sans doute non loin du Temple du Soleil ! En pleine guerre entre Japon et Chine, le 21 Septembre 1941, une expédition d’astronomes chinois, réfugiés à Kunming (Yunnan), se rend dans le Nord-Ouest du pays, obtient un avion Tupolev de l’armée de l’air de Tchang Kaï chek et filme une éclipse totale  depuis 9 000 m d’altitude. L’US Air Force puis la NASA prendront le relais après 1945, tandis qu’au-dessus de l’Indochine, l’astronome français Raymond Michard observe l’éclipse de 1955 à bord d’un Nord 2501 aménagé. Pourtant tous ces avions subsoniques trop lents, s’ils assuraient un ciel clair, n’allongeaient pratiquement pas la durée de la totalité, le Graal pourtant !

A la fin des années 1970, voici que Français et Britanniques ont conçu conjointement, entre Aérospatiale et British Aircraft, un avion commercial supersonique, à cent passagers, dont le prototype Concorde-001 a pris l’air et franchi le mur du son en 1979, piloté par le chef des essais en vol André Turcat. Ce prototype est assez vaste pour accueillir des instruments, vole à 17 000 m dans une stratosphère toujours transparente et dépasse Mach 2, donc plus de 2000 km/h. Idéal pour suivre l’ombre de la Lune lors de l’éclipse totale prévue le 30 Juin 1973 vers midi – soleil au zénith donc – au-dessus de l’Afrique, de la Mauritanie à l’Éthiopie.

Voici comment André Turcat raconte sa rencontre, à Toulouse en mai 1972, avec l’auteur du présent billet, lequel lui propose d’observer la couronne solaire pendant 80 minutes de ‘soleil noir’, dix fois plus longtemps donc qu’au sol, comme le montre un calcul simple et convaincant. :

Une tignasse noire en ordre relatif, un œil noir aussi et brillant derrière les lunettes, cet astronome venait de s’attabler devant moi et de m’exposer longuement son projet. Il “n’y avait qu’à” disposer d’un avion supersonique, un peu coûteux bien sûr, y ménager plusieurs trous dans le plafond de la cabine, y disposer des hublots en matériau spécial, alimenter en électricité le matériel d’observation astronomique et programmer avec précision des vols au-dessus de la Mauritanie et du Tchad. Quant aux orages du front intertropical, ce jeune astronome n’y songeait pas. La fin de son discours fut brève : “Alors, on y va ?” Voire ! J’étais conquis, et mon enthousiasme répondit à celui du jeune professeur. Mais déjà dans ma tête tournaient un à un les problèmes à résoudre4.

Petite suite de miracles : ce prototype a presque terminé ses essais et devrait être mis au musée, mais une campagne de critiques se déroule, surtout aux Etats-Unis. La couche d’ozone terrestre, qui y protège la vie, n’est-elle pas menacée par les oxydes d’azote qui sortent des moteurs de ces avions supersoniques, si une flotte de centaines de Concorde sillonnent les cieux ? L’avenir commercial de l’avion étant ainsi menacé, il faut réagir, et le gouvernement français mobilise le Professeur Brun, membre de l’Académie des sciences, pour conduire au plus vite une étude d’impact. Il lui faut des mesures dans la stratosphère, donc un avion que l’on puisse équiper d’instruments. La vie du prototype 001 se trouve ainsi prolongée d’une année, tout juste ce qu’il faut pour aller à la rencontre de l’ombre ce 30 Juin 1973. Les mesures rassureront sur les risques courus, et le trou d’ozone dans la stratosphère, découvert en 1985, sera correctement attribué à une autre cause, celle des fluides circulant dans les frigidaires domestiques et industriels et dissipés sans précaution dans l’atmosphère. Leur usage demeure interdit depuis 1992 par le protocole de Montréal, magnifique entreprise internationale qu’avec d’autres initiera le géophysicien et académicien Gérard Mégie.

Autre miracle : la séduction que le projet exerce sur André Turcat, homme toujours inspiré par la soif d’apprendre5, qui ne tarde pas convaincre le président de la société Aérospatiale qu’il y a là une occasion exceptionnelle de faire connaître l’avion. Le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et le Centre national d’études spatiales (CNES), la Délégation générale à la recherche scientifique que dirige le physicien et académicien Pierre Aigrain, tous s’enthousiasment et se mobilisent pour donner un feu vert à l’opération. Il est grand temps de définir quelle sont les recherches sur le Soleil et sa couronne qui profiteront au mieux de ces 80 minutes attendues, et avec quels instruments. Cinq équipes sont choisies, issues de France, du Royaume-Uni et des Etats-Unis, qui se partageront la place dans l’avion, sous les hublots percés le long de la cabine. Leurs expériences visent à observer différents phénomènes de la couronne solaire, en profitant des longues minutes de totalité.

 

Fig. 3. Au printemps 1973, dans le hangar de l’Aérospatiale à Toulouse, le prototype Concorde-001 WTSS, avec les quatre hublots (flèches rouges), percés spécialement dans le fuselage, qui permettront depuis la cabine l’observation du Soleil totalement éclipsé, au zénith de l’avion. Ces ouvertures sont toujours visibles sur l’avion, aujourd’hui exposé au Musée de l’Air et de l’Espace au Bourget.  

Le 30 Juin 1973, depuis le terrain de Las Palmas aux îles Canaries, Concorde 001 décolle, avec cinq hommes d’équipage, neuf scientifiques et un photographe. Son rendez-vous avec l’ombre de la Lune sur le Sahara a été soigneusement calculé, puisqu’une erreur supérieure à 15 secondes signifierait irrémédiablement un échec, la tache d’ombre filant alors devant l’avion. Mais le rendez-vous à vitesse supersonique est tenu à la seconde et au mile nautique près ! Extraordinaire performance de pilotage, à une époque sans GPS et où tout dépendait des centrales à inertie. Les expériences sont pointées vers le Soleil, les mesures débutent, un grand silence règne dans l’avion plongé dans l’obscurité (Fig. 4), jusqu’au troisième contact, 74 minutes plus tard, lorsque réapparaît brusquement la lumière du disque solaire, échappant entre les montagnes lunaires. L’avion, à la limite de sa réserve de kérosène, se pose à Fort-Lamy au Tchad (aujourd’hui N’Djamena) : le temps est magnifique, et les menaçants orages du front intertropical se sont, ce jour-là, montrés cléments. Concorde-001 reviendra se poser à Toulouse, puis sur le terrain du Bourget où André Turcat lui fait des adieux émouvants6.

Fig. 4. Depuis la cabine de Concorde-001, plongée dans l’obscurité, une brève photographie prise par un des hublots de l’avion. Au loin, l’horizon terrestre, courbe, vu depuis l’altitude stratosphérique de 17 000 m, où vole l’avion. Au-dessus, la troposphère, emplie des poussières de vent de sable, éclairée par le Soleil et diffusant une lumière blanche. Plus haut, la stratosphère plus pure et diffusant une lumière bleue. Au premier plan, l’aile de l’avion et en dessous, le sol africain, avec la limite de l’ombre lunaire à droite.

Le prototype oubliera la stratosphère, tandis que l’avion de série sillonnera bientôt sur les routes aériennes du monde, jusqu’à la tragédie de Gonesse, le 25 Juillet 2000. Au Musée de l’Air et de l’Espace le 001-WTSS, en tenue d’éclipse, et le BTSD commercial d’Air France attendent le visiteur.

A bord de ce vol extraordinaire, les cinq instruments d’observation fonctionnèrent correctement, et leurs mesures furent publiées dans les années suivantes. Aucune découverte majeure – le temps de préparation des instruments avait été bien court – mais une preuve, par exemple, de l’existence de poussières proches du Soleil, déposées par les comètes en s’évaporant dans l’espace et visibles par leur rayonnement infrarouge : si ces poussières sont bien connues cinquante ans après, la mesure a été discutée, comme c’est heureusement le cas en science, mais jamais refaite dans des conditions aussi favorables que celles que j’ai connues alors ! L’origine du chauffage, à plus d’un million de degrés, de cette ténue couronne solaire, mille fois plus chaude donc que la surface du Soleil telle qu’elle nous apparaît tous les jours, était mystérieuse à l’époque, et le demeure largement encore aujourd’hui. Ce sont des ondes venues de plus bas, transportant de l’énergie, qui sont le plus probablement responsables de ce chauffage et il y a cinquante ans, on pouvait supposer que c’étaient des ondes acoustiques. Une succession de plus de 100 images pendant la totalité fut obtenue (Fig. 5) et permit de mettre en doute cette hypothèse. On penche aujourd’hui pour des ondes magnéto-hydrodynamiques, dites ondes d’Alven.

 

Fig. 5. Une partie de la séquence d’images de la totalité, prises en lumière visible toutes les 30 secondes, par Jean Bégot (Institut d’Astrophysique, CNRS/Paris) au travers de son hublot spécial. Instrument et mesure conçus par Serge Koutchmy, qui se trouvait au sol, sur la bande de totalité au Tchad, avec un second dispositif d’observation de la couronne.

74 minutes de totalité : cinquante années plus tard, ce record n’a pas été battu, ni même approché. Nous avions vécu une belle aventure de science et de ciel, et il me fallait en raconter les détails, d’abord pour le 40anniversaire de ce vol, puis pour le 50e en 20237.

 

Pierre Léna

Membre de l’Académie des sciences

 


Crédit des illustrations

Les images figurant ici sont extraites de l’ouvrage cité en Note 5. La plupart des illustrations de cet ouvrage sont  accessibles librement pour un téléchargement à haute résolution.

Illustration de couverture. Eclipse totale de Soleil, le 30 Juin 1973, photographiée à Moussoro (Tchad) à 10 km de la ligne de centralité. L’auteur est Serge Koutchmy (1941-2023), directeur de recherches au CNRS et spécialiste mondial de la couronne solaire. Source de l’image : Institut d’astrophysique de Paris/CNRS.

Figure 1. Ombre de la Lune sur la Terre, photographiée depuis la station Mir dans l’espace par l’astronaute français J.-P. Haigneré, le 10 août 1999. Source de l’image : J.P. Haigneré/Centre national d’études spatiales.

Figure 2. Source de l’image : The Birth of Aviation Astronomy: Solar Eclipse (Paris 1912). Acrylique sur carton, par Don Connoly & L. Robert Morris (61x46cm), 2012. Conception L. R. Morris. Droit de reproduction cédé à P. Léna.

Figure 3. Source de l’image : Société Aérospatiale.

Figure 4. Source de l’image : Pierre Léna.

Figure 5. Source des deux images : Serge Koutchmy.

  1. Je suis le Ténébreux, – le Veuf, – l’Inconsolé Le Prince d’Aquitaine à la tour abolie : Ma seule étoile est morte, – et mon luth constellé Porte le Soleil noir de la Mélancolie. El Deschidado, Gérard de Nerval []
  2. Texte original de Michel Serres, adressé à P. Léna et publié dans Cécile Léna, Pierre Léna & Michel Serres. Ciel ! mon étoile. Un voyage dans les observatoires, Elytis, Bordeaux 2009. []
  3. Pierre Guillermier & Serge Koutchmy. Eclipses totales. Histoire, Découvertes, Observations. Masson, 1998 []
  4. A. Turcat, ‘L’ombre pour toute proie’, in Bulletin de l’Académie des sciences, agriculture, arts et belles-lettres d’Aix-en-Provence, 2013 []
  5. A. Turcat Dernier survol. Une soif d’apprendre. GPO Altipresse, 2021. Ouvrage posthume, avec une postface de Pierre Léna. []
  6. Il faisait trop de bruit et de fumée. Il n’avait pas le rayon d’action suffisant pour traverser l’Atlantique Nord. Il était bourré d’équipements d’essais. Il n’avait pas cette montre avec cadran de 24 heures grâce à laquelle personne ne sait l’heure mais qui est requise par quelques compagnies. Et pour tout dire ses cendriers étaient pleins. Il n’y avait décidément plus que le musée pour ce grand-père, âgé seulement de cinq ans. Il en avait vu pourtant…

    Il avait été le premier à emmener 140 tonnes en supersonique. Il avait volé de 200 à 2 300 km/h. Il avait traversé l’Atlantique Sud en deux heures et franchi le 45e parallèle austral. Il avait grimpé, piqué, roulé, il avait été poussé et malmené plus qu’aucun autre avion. Il avait subi des milliers de modifications. Il avait été un outil docile entre les mains de dix pilotes d’essais et vingt de ligne. Il avait été admiré pour sa force et son élégance, que ses successeurs ont surpassées. Il avait transporté les plus célèbres des hommes. Il avait passé plus d’une heure sous l’éclipse totale de Soleil, un record qui ne lui sera pas ravi de sitôt. Il avait dosé l’acide nitrique dans la stratosphère et vu l’ombre de la Terre sur la profondeur du ciel. Il nous avait donné les meilleures joies de nos carrières, et annoncé une nouvelle ère de transport autour du monde.En retour, nous l’aimions, simplement.

    A.Turcat, Concorde, essais et batailles. Paris, Le Cherche-Midi, 2010 []

  7. Pierre Léna & Serge Koutchmy. Soleils éclipsés. Supersonique Concorde 001, couronne solaire et exoplanètes. Le Pommier, Paris, 2023. Traduit en anglais. Eclipsed Suns, the Solar Corona and Exoplanets. From Concorde 001 to Telescopes in Space, Springer sous presse, 2025. []

OpenEdition vous propose de citer ce billet de la manière suivante :
Pierre Léna (25 février 2025). Inutile de s’alarmer, c’est tout simplement une éclipse…. Vie des sciences. Consulté le 14 mai 2025 à l’adresse https://doi.org/10.58079/13d91


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