Comment lire les cartes d’éclipse solaire

Dans cet article, vous apprendrez à lire et à interpréter une carte d’éclipse solaire. Nous utiliserons les cartes disponibles sur photoephemeris.com, comme cette carte de l’éclipse solaire totale du 2 août 2027. Vous devez avoir quelques connaissances de base sur les éclipses solaires, car nous emploierons une terminologie propre aux éclipses. Vous pouvez vérifier les termes que vous ne connaissez pas dans notre Glossaire des termes liés aux éclipses solaires.

Trajectoires et lignes des cartes d’éclipse solaire

Les cartes d’éclipse solaire sont publiées depuis des centaines d’années. Vous pouvez découvrir de nombreux exemples sur le site EclipseAtlas de Michael Zeiler, EclipseAtlas.

Les trajectoires et les lignes visibles sur la plupart des cartes numériques interactives modernes ne sont pas nouvelles : elles figurent sur les cartes d’éclipse imprimées depuis des siècles. Néanmoins, elles peuvent parfois être délicates à interpréter. De plus, ces cartes comportent des limites et des subtilités qu’il peut être important de comprendre, selon vos objectifs en tant qu’observateur d’éclipse.

Voici les différentes trajectoires et lignes que nous allons détailler :

• Ligne centrale : la ligne représentant la continuité des points où l’éclipse dure le plus longtemps
• Trajectoire centrale : la bande de lieux où l’on peut observer la totalité (ou l’anneau pour une éclipse annulaire)
• Lignes de limite nord et sud de la trajectoire centrale : les limites de visibilité de la totalité ou de l’anneau
• Lignes de limite nord et sud de l’éclipse partielle : les limites nord et sud de visibilité de l’éclipse partielle
• Éclipse maximale au lever du soleil : la ligne des points où l’éclipse maximale se produit au lever du soleil
• Éclipse maximale au coucher du soleil : la ligne des points où l’éclipse maximale se produit au coucher du soleil
• Début/fin de l’éclipse partielle au lever du soleil : une boucle de points où l’éclipse partielle commence ou se termine au lever du soleil
• Début/fin de l’éclipse partielle au coucher du soleil : une boucle de points où l’éclipse partielle commence ou se termine au coucher du soleil
• Lignes d’égale magnitude : lignes où un observateur verrait une éclipse d’une certaine magnitude, par exemple 0.8, 0.6, 0.4, 0.2

Il est important de noter que toutes les éclipses ne comportent pas toutes ces lignes. S’il n’y a ni ligne centrale ni trajectoire centrale, il s’agit d’une éclipse partielle. S’il n’y a pas de ligne de limite nord de l’éclipse partielle, il peut s’agir d’une éclipse de haute latitude qui ne touche pas du tout le pôle Nord. Nous verrons plus loin quelques exemples de ce type.

La trajectoire centrale

Sur la carte ci-dessus, la trajectoire centrale est indiquée en rose. Le repère bleu se trouve directement sur la ligne centrale, représentée par une ligne rose pleine plus épaisse. Les lignes de limite nord et sud délimitent la trajectoire centrale et sont représentées par des lignes roses pleines plus fines.

Pourquoi du rose ? Cela rappelle la couleur de la chromosphère solaire telle qu’elle est perçue par l’œil humain, ce qui évoque la « totalité ». Et c’est aussi très facile à repérer sur presque n’importe quel fond de carte !

Un observateur situé sur la ligne centrale bénéficiera de la plus longue durée de totalité, ou d’anneau, dans le cas d’une éclipse annulaire. Cette image de TSE2024 a été prise pendant la totalité, à un endroit situé sur la ligne centrale, au nord de Torreón, au Mexique :

La durée de la totalité varie d’une éclipse à l’autre, et d’un lieu à l’autre le long de la trajectoire centrale. À mesure que vous vous éloignez de la ligne centrale vers les limites de la trajectoire centrale, la durée diminue — mais pas de manière linéaire avec la distance. La raison devient beaucoup plus intuitive lorsque vous regardez la forme de l’ombre de la Lune sur la Terre. Voici une capture d’écran de TPE Web montrant le contour de l’ombre à deuxième contact sur la ligne centrale près de Louxor pour TSE2027 :

L’ombre se déplace rapidement du nord-ouest vers le sud-est en suivant la trajectoire centrale : la trajectoire centrale n’est rien d’autre que cela — la trajectoire de l’ombre de la Lune, l’ombre totale, sur la surface de la Terre. Si vous vous tenez au repère rouge, vous restez plus longtemps dans l’ombre qu’un observateur situé près de la limite nord ou sud. Mais il est aussi évident qu’être à seulement un tiers du chemin hors de la ligne centrale ne réduit pas de façon drastique votre temps de totalité. À l’approche des limites de la trajectoire, la durée diminue rapidement.

Limites de la partielle et lignes d’égale magnitude

À mesure que vous vous déplacez vers le nord (ou vers le sud) en sortant de la trajectoire centrale, la totalité n’est plus observable. Vous êtes dans la zone du « nope ».

La ligne grise pleine la plus au nord, visible ci-dessus, marque la limite de l’éclipse partielle. Si vous êtes au nord de cette ligne, il n’y a aucune éclipse à voir. Les lignes pointillées — lignes d’égale magnitude — indiquent comment la magnitude maximale diminue à mesure que vous vous éloignez de la trajectoire centrale. Ici, la carte montre des lignes de 0.8 (la plus proche de la trajectoire centrale), 0.6, 0.4 et 0.2 (la plus proche de la ligne de limite nord de l’éclipse partielle).

Important à noter : vous verrez une éclipse partielle même lorsque vous êtes dans la trajectoire centrale ! La totalité ne dure que quelques minutes. Le reste de l’éclipse est observé comme une éclipse partielle.

Vous pouvez considérer les lignes de limite partielle comme marquant la trajectoire de la pénombre de la Lune à mesure qu’elle se déplace dans le temps sur la surface de la Terre.

Lignes d’éclipse maximale au lever et au coucher du soleil

C’est ici que les cartes d’éclipse deviennent parfois moins intuitives à lire. Les éclipses commencent et se terminent au lever et au coucher du soleil (certains cas particuliers dans les régions polaires commencent aussi au coucher du soleil, histoire de compliquer un peu les choses). Ces lignes indiquent où l’éclipse maximale locale coïncide avec le lever ou le coucher du soleil — avec quelques subtilités à garder à l’esprit.

Dans la capture d’écran ci-dessous, le repère bleu est placé à l’extrémité de la trajectoire centrale, juste au-delà de la ligne d’éclipse maximale au coucher du soleil :

Regardez le panneau Local Circumstances en bas à gauche. Il montre les horaires précis de l’éclipse pour un observateur situé au point du repère bleu — les « local circumstances ».

J’ai sélectionné l’éclipse MAX, qui se produit à 17:48:19 dans le fuseau horaire GMT+6. Le mini-simulateur d’éclipse montre le soleil éclipsé en train de commencer à passer sous l’horizon, à une altitude de +0.3°. Troisième contact (C3) est indiqué comme invisible. Le coucher du soleil a lieu à 17:51.

Jusqu’ici, tout va bien : l’idée est que si vous êtes à l’est de la ligne du coucher du soleil, vous ne verrez pas l’éclipse maximale, car le soleil sera couché. Mais vous vous demandez peut-être : « le repère bleu n’est-il pas déjà juste au-delà de la ligne du coucher du soleil ? » Et vous auriez raison. C’est bien le cas.

La raison de cet écart est importante. Pratiquement toutes les cartes d’éclipse sont calculées à partir de la position non réfractée du soleil. La réfraction atmosphérique a pour effet de relever le soleil et la Lune dans le ciel : l’altitude apparente augmente légèrement. Mais la carte n’en tient pas compte : la ligne du coucher du soleil est calculée pour le coucher du soleil « géométrique », lorsque le centre du soleil non réfracté se trouve sur l’horizon idéal, à 0°.

Comme le coucher du soleil réel est défini comme le moment où le bord supérieur (12 heures) du soleil disparaît sous l’horizon, il se produit plus tard que le coucher du soleil « géométrique ». Ainsi, vous constaterez que vous pouvez vous aventurer un peu au-delà de la limite du coucher du soleil et voir quand même l’éclipse maximale pendant que le soleil se couche. Il en va de même pour la ligne de limite du lever du soleil : vous pouvez être un peu au-delà de la ligne, car le lever du soleil se produit plus tôt en raison de la réfraction.

Éclipse partielle maximale au lever et au coucher du soleil

Souvent, les endroits les plus intéressants pour observer une éclipse partielle se trouvent sur les lignes de limite du lever et du coucher du soleil. C’est là que l’on peut observer le phénomène de la « corne du diable », lorsqu’un soleil partiellement éclipsé traverse l’horizon. Par exemple, un observateur sur la côte italienne au nord de Ravenne le 12 août 2026, devrait pouvoir voir le soleil éclipsé au moment où il se couche, comme ceci :

Pour repérer des possibilités d’observation intéressantes pour les éclipses partielles, la meilleure approche consiste à regarder le long des lignes d’éclipse maximale au lever et au coucher du soleil, ainsi qu’aux alentours.

Début/fin de l’éclipse partielle au lever/coucher du soleil

Sans doute les lignes les plus déroutantes de toute carte d’éclipse, ces lignes apparaissent sous forme de boucles issues des mathématiques sous-jacentes.

Par conséquent, il faut regarder le contexte de la ligne pour savoir si elle correspond au début ou à la fin de l’éclipse en un point donné de la carte. Exemple :

Ici, un observateur en (1) verrait le quatrième contact, C4 (fin de l’éclipse partielle) au coucher du soleil. En revanche, un observateur en (2) verrait le premier contact, C1 (début de l’éclipse partielle) au coucher du soleil. C’est un peu un casse-tête, mais c’est ainsi que la géométrie de l’éclipse se déploie.

L’indice permettant de savoir si la ligne en pointillés correspond au début ou à la fin de l’éclipse réside dans la topologie : à la position (1), nous sommes « à l’intérieur » de la forme fermée de la trajectoire, délimitée par les lignes d’éclipse maximale au lever/coucher du soleil et les lignes de limite partielle. Cela signifie que l’éclipse se termine au coucher du soleil pour ces observateurs.

Pour ceux qui se trouvent à l’« extérieur », l’éclipse commence au coucher du soleil.

Comment déterminer quelle ligne marque le coucher du soleil et laquelle correspond au début ou à la fin au lever du soleil ? Dans la plupart des cas, la boucle occidentale indique le lever du soleil, et la boucle orientale, le coucher du soleil. Mais il existe des exceptions : TSE2026 (12 août 2026) est un exemple notable, que nous examinerons ci-dessous.

En outre, les cartes sur photoephemeris.com utilisent les mêmes couleurs pour le lever et le coucher du soleil que TPE : orange plus clair pour le lever du soleil, orange plus foncé pour le coucher du soleil, ce qui permet de distinguer les lignes facilement. D’autres cartes utilisent presque certainement d’autres conventions.

Éclipses de haute latitude

Certaines éclipses traversent de hautes latitudes. Par conséquent, les cartes de ces événements peuvent paraître assez étranges au premier abord. TSE2026 en est un bon exemple. L’éclipse commence au-dessus du nord de la Sibérie, se dirige presque directement vers le nord en direction du pôle Nord, avant de repartir vers le sud et de traverser la Méditerranée. On a l’impression qu’elle commence à l’est, se déplace vers l’ouest, puis revient sur elle-même. La trajectoire prend une forme de boucle étrange et exagérée. Remarquez que les lignes de lever du soleil (orange plus clair) sont à l’est et les lignes de coucher du soleil à l’ouest — l’inverse de TSE2027, montré plus haut :

Tout devient beaucoup plus clair lorsqu’on utilise une projection orthographique :

Vous remarquerez qu’elle ressemble bien davantage à la forme habituelle. On voit que les lignes de lever du soleil sont à gauche du globe et les lignes de coucher du soleil à l’ouest. La trajectoire centrale fait le tour du globe, traverse le pôle Nord — où les bibliothèques de cartographie numérique peinent à rendre une géométrie propre, comme vous pouvez le voir — puis se termine près de l’Espagne.

La prochaine fois que vous regarderez une carte d’éclipse en vous demandant ce qui se passe sur Terre, essayez de passer à la vue « globe ». Les cartographes d’éclipses savent depuis des siècles que cette projection fonctionne bien — par exemple, voyez la carte de Joseph Jerome le Francai montrant l’éclipse d’avril 1764.

Éclipses hybrides

Le terme « éclipse hybride » désigne une éclipse qui est totale dans certaines parties de sa trajectoire et annulaire dans d’autres. Il en existe trois variantes :

• ATA : annulaire-totale-annulaire
• TTA : totale-annulaire (totale à l’éclipse maximale)
• ATT : annulaire-totale (totale à l’éclipse maximale)

Selon l’endroit où vous observez sur la trajectoire centrale, vous verrez soit une éclipse annulaire, soit une éclipse totale. La plupart des cartes d’éclipse ne distinguent pas visuellement les deux ou trois régions. Toutefois, si la carte dispose d’un panneau Local Circumstances intégré, vous pouvez faire des vérifications ponctuelles et voir clairement quel régime d’éclipse est en vigueur à différents points.

Par exemple, pour HSE2031 — la prochaine éclipse solaire hybride — on observe une éclipse totale au point de l’éclipse maximale :

Une éclipse annulaire est observée au Panama, à l’extrémité est de la trajectoire (voir le panneau Local Circumstances) :

Les trajectoires centrales des éclipses hybrides sont par nature étroites : les cartes ci-dessus montrent bien la trajectoire centrale et les lignes de limite, mais au niveau de zoom affiché, elles commencent à se confondre en une seule.

Cartes d’éclipses partielles

Lorsqu’une éclipse est uniquement partielle, c’est parce que l’ombre totale de la Lune manque la Terre, mais pas la pénombre. En raison de la géométrie orbitale, ces ratés sont soit « trop hauts », soit « trop bas » par rapport aux pôles de la Terre, ce qui signifie que les éclipses partielles ont tendance à se concentrer vers les pôles : c’est là que l’on trouve la magnitude la plus élevée de l’éclipse.

Comme toutes les éclipses polaires, elles produisent des cartes en projection Mercator d’aspect étrange. Voici PSE2029Dec, le 6 décembre 2029 :

Ici, nous ne voyons qu’une ligne de limite nord de l’éclipse partielle, traversant l’océan Austral, mais aucune ligne de limite sud de l’éclipse partielle : c’est parce que cette ligne n’existe pas pour cette éclipse. Mais est-ce vraiment ce qui se passe ? Là encore, une projection orthographique aide à clarifier les choses :

Le repère bleu se trouve au point de l’éclipse maximale (magnitude = 0.8910). Les choses se compliquent aux pôles — lorsqu’on est tout au sud, la seule direction possible pour revenir est vers le nord. Dans cette vue, on commence à se demander si ce que nous avions pris pour la soi-disant ligne de limite nord de l’éclipse partielle dans la vue Mercator n’est pas en réalité la limite sud, et si la limite nord n’existe pas parce que le soleil est couché lorsque l’on se déplace vers le nord depuis les lignes de limite du lever/coucher du soleil en direction de l’Australie.

Les éclipses sont étranges !

Cartes d’éclipses solaires non centrales

Et ce n’est pas tout. À un moment donné, en tant que chasseur d’éclipses passionné, vous rencontrerez probablement une éclipse « non centrale ». En fait, vous en rencontrerez peut-être deux en 2043, une totale et une annulaire.

Comme pour les éclipses partielles, les éclipses non centrales présentent intrinsèquement des trajectoires de haute latitude. La partie « non centrale » signifie que la ligne centrale de l’éclipse manque la Terre. Comme vous pouvez le voir ici pour TSE2043, la ligne de limite centrale « sud » est définie, mais il n’y a ni ligne centrale, ni limite centrale nord, et donc pas de trajectoire centrale au sens habituel :

Le repère bleu montre le point de l’éclipse maximale, et il se trouve juste sur la ligne d’éclipse maximale au lever du soleil. On peut considérer les lignes d’éclipse maximale au lever/coucher du soleil comme marquant l’endroit où l’ombre totale commence à manquer complètement la Terre. Si vous faisiez tourner le globe, vous verriez les lignes de lever/coucher du soleil coïncider avec la forme même de la Terre sur le limbe.

Faites davantage confiance aux conditions locales qu’aux cartes d’éclipse

Les cartes d’éclipse sont une synthèse de la géométrie de l’éclipse dans le temps. Les conditions locales sont les conditions prévues avec précision pour un lieu et un moment donnés.

En général, vous devriez faire davantage confiance aux conditions locales qu’aux cartes. Les cartes sont excellentes pour avoir une vue d’ensemble et pour planifier un observateur avec une précision raisonnable. Mais elles ne prennent généralement pas en compte plusieurs éléments :

• Altitude : l’immense majorité des cartes sont calculées pour un observateur au niveau de la mer. Si vous vous trouvez au sommet d’une montagne sur la ligne centrale de la carte, les choses sont différentes — en général, la ligne centrale réelle sera déplacée vers le sud ou le nord (selon votre emplacement) en raison de votre altitude au-dessus du niveau de la mer. Le calcul des conditions locales en tiendra toutefois compte et vous donnera la réalité du terrain
• Réfraction : comme nous l’avons vu plus haut, les cartes ne tiennent pas compte de la réfraction atmosphérique, ce qui signifie que les circonstances proches du lever ou du coucher du soleil peuvent diverger légèrement des lignes de limite représentées sur la carte
• Effets du limbe lunaire : la plupart des cartes d’éclipse sont calculées en supposant une Lune sphérique à surface lisse. La réalité est différente. Les montagnes et les vallées à la surface de la Lune peuvent augmenter ou diminuer la durée de la totalité à un endroit donné. Notre calculateur de conditions locales évalue la topographie du limbe lunaire à la position du repère sur la carte et calcule les changements par rapport aux temps de contact « classiques », avec limbe lisse, puis affiche l’écart :

• En raison des effets du limbe lunaire, à Orange, NSW, pour TSE2028, la totalité est 11.3 s plus courte que ne le prévoit le modèle à limbe lisse.
• Les conditions locales détecteront également les situations où, même si vous êtes dans la trajectoire centrale selon la carte, vous ne vivez en réalité pas la totalité à cause d’une profonde vallée lunaire ; elles détecteront aussi le cas inverse, où vous êtes à l’extérieur de la trajectoire centrale, mais où vous voyez tout de même la totalité, grâce à une arête ou une montagne lunaire qui s’aligne parfaitement — ici, nous avons 6.1 s de totalité due à l’effet de limbe bien que le repère soit en dehors de la trajectoire centrale :

Cartes d’éclipse pour les photographes

Comment devriez-vous utiliser les cartes d’éclipse en tant que photographe ? En général, le processus ressemblerait à ceci :

1. Comprendre quelles éclipses approchent : consultez notre catalogue d’éclipses pour repérer les opportunités.
2. Se familiariser avec les circonstances générales d’une éclipse : consultez la carte de l’éclipse, comme TSE2028, pour voir où se trouve la trajectoire centrale
3. Pour les éclipses partielles, explorez les lieux présentant la magnitude la plus élevée, et à proximité des lignes de limite du lever ou du coucher du soleil
4. Vérifiez les conditions locales pour obtenir une vue d’ensemble de la durée et du moment de l’éclipse
5. Rendez-vous dans TPE pour explorer les possibilités de prise de vue : l’azimut et l’altitude du soleil pendant l’éclipse détermineront les images réalisables. Une altitude élevée pendant une éclipse vous orientera vers la téléphotographie ; des altitudes modérées ou basses ouvrent la possibilité de vues de paysage uniques intégrant le soleil éclipsé
6. Vérifiez attentivement les effets du limbe lunaire, à l’aide du simulateur d’éclipse solaire de TPE, qui vous montrera le profil du limbe lunaire et les perles de Baily résultantes

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Félicitations ! Vous avez acquis une solide base pour lire les cartes d’éclipse solaire. L’étape suivante consiste à commencer à planifier l’observation d’une éclipse solaire — c’est une expérience qui change une vie !