L'aube et le crépuscule : les heures charnières

Dix-huit degrés sous l'horizon : c'est la limite où le crépuscule s'achève et où le ciel devient noir. Avant elle, deux autres seuils se succèdent, à 6° et à 12°, qui délimitent le crépuscule civil et le crépuscule nautique. Leur durée dépend de la latitude et de la saison. L'heure bleue et l'heure dorée des photographes se logent dans ces phases, sans jamais durer une heure.

Trois crépuscules, pas un

L'astronomie distingue trois phases selon la hauteur du soleil sous l'horizon. Le crépuscule civil court de 0 à 6° sous l'horizon : la lumière suffit encore aux activités extérieures et les planètes les plus brillantes apparaissent. Le crépuscule nautique va de 6 à 12° ; l'horizon marin reste discernable, d'où son nom, hérité de la navigation au sextant. Le crépuscule astronomique s'achève à 18°, quand la lumière solaire diffusée ne se distingue plus de la lueur propre du ciel nocturne. Ces seuils ne sont pas conventionnels : ils correspondent à des changements réels de ce qu'il est possible de voir.

La symétrie vaut pour le matin, dans l'ordre inverse : aube astronomique, puis nautique, puis civile. Les éphémérides des observatoires donnent les heures de ces six instants pour chaque lieu. Un astronome amateur qui cherche des objets faibles attend la fin du crépuscule astronomique. Un marin se contente de la fin du crépuscule nautique : son problème est de voir l'horizon et les étoiles en même temps, ce qui suppose qu'il reste un peu de clarté.

Pourquoi la durée varie

Le crépuscule dure d'autant plus longtemps que le soleil descend obliquement. À l'équateur, où sa trajectoire est presque perpendiculaire à l'horizon, il traverse rapidement les degrés qui séparent les phases : la nuit tombe en une vingtaine de minutes. Aux latitudes élevées, l'angle est faible et la traversée s'étire. Sous les latitudes françaises, le crépuscule civil dure de l'ordre de 30 minutes près des équinoxes, et sensiblement plus en juin.

La saison compte donc autant que le lieu. Au solstice d'été, au-delà de 60° de latitude environ, le soleil ne descend plus jusqu'à 18° sous l'horizon : la nuit astronomique n'existe plus et le ciel garde toute la nuit une clarté bleutée. Ce sont les nuits blanches, observables à Saint-Pétersbourg comme dans le sud de la Suède. Plus au nord encore, au-delà du cercle polaire situé à 66° 34', le soleil ne se couche pas du tout autour du solstice. Les deux phénomènes sont souvent confondus alors qu'ils ne commencent pas à la même latitude.

L'heure bleue et l'heure dorée

Les deux expressions employées par les photographes désignent des phénomènes distincts. L'heure dorée précède le coucher ou suit le lever : le soleil est bas, sa lumière traverse une plus grande épaisseur d'atmosphère, les courtes longueurs d'onde sont diffusées et il ne reste que des tons chauds, avec des ombres longues et douces. L'heure bleue vient ensuite, quand le soleil est déjà sous l'horizon : la lumière résiduelle est dominée par le bleu, et son intensité rejoint celle des éclairages urbains, ce qui permet une image équilibrée.

Ni l'une ni l'autre ne dure une heure. Le mot vient d'un usage de photographe, pas d'une mesure. Sous nos latitudes, l'heure dorée se réduit souvent à 30 ou 40 minutes autour des équinoxes ; elle s'allonge en hiver, quand le soleil rase l'horizon, et tombe à une vingtaine de minutes sous les tropiques. Les logiciels d'éphémérides qui affichent ces plages calculent en réalité une hauteur du soleil, en général entre 6° au-dessus de l'horizon et le coucher. Cette lumière a nourri toute une tradition picturale, examinée dans la peinture des fins de jour.

Ce que l'œil fait pendant la baisse

La perception ne suit pas linéairement la baisse d'éclairement. La rétine change de régime : les cônes, responsables de la vision des couleurs, cèdent la place aux bâtonnets, beaucoup plus sensibles mais aveugles aux couleurs. Le basculement n'est pas instantané. L'adaptation des cônes demande une dizaine de minutes, celle des bâtonnets 20 à 30 minutes, ce qui explique qu'un promeneur sorti d'une pièce éclairée croie la nuit plus noire qu'elle ne l'est.

Un phénomène plus discret accompagne ce basculement. La sensibilité maximale de l'œil se déplace vers les longueurs d'onde courtes : les bleus et les verts paraissent relativement plus clairs, les rouges s'assombrissent les premiers. Jan Evangelista Purkyně l'a décrit au début du XIXe siècle en observant des fleurs au petit matin, et l'effet porte son nom. Il rend compte d'une impression que beaucoup rapportent sans l'expliquer : au crépuscule, un massif de coquelicots devient une masse sombre tandis que le feuillage semble luire.

Un moment biologiquement marqué

Ces heures ne sont pas neutres pour l'organisme. La lumière du matin, riche en bleu, est le principal synchroniseur de l'horloge circadienne : c'est elle qui cale le rythme veille-sommeil, par l'intermédiaire de cellules ganglionnaires rétiniennes à mélanopsine, décrites au début des années 2000 par David Berson et Samer Hattar. Ces cellules ne servent pas à voir. Elles renseignent l'horloge interne sur l'heure qu'il est, avec une sensibilité maximale autour de 480 nanomètres, c'est-à-dire dans le bleu.

La baisse de cette composante en fin de journée autorise la sécrétion de mélatonine, qui commence 2 à 3 heures avant l'endormissement habituel. Une lumière artificielle riche en bleu le soir retarde ce processus, ce qui explique les recommandations courantes sur les écrans. L'effet inverse est moins connu et mieux établi : la lumière naturelle du matin avance l'horloge, et quelques dizaines de minutes dehors pèsent plus qu'une journée entière sous un éclairage d'intérieur, dont l'intensité reste très inférieure à celle d'un ciel couvert. Ce réglage commande aussi la manière dont on émerge, décrite dans l'inertie qui suit le réveil.

Deux heures qui ne se ressemblent pas

Bien que symétriques sur le papier, l'aube et le crépuscule sont perçues très différemment. Les conditions atmosphériques y diffèrent : l'air du matin est plus froid, plus stable et souvent plus limpide, la brume se forme au sol, l'activité humaine et sonore est minimale. Le soir accumule au contraire la chaleur et les particules de la journée, ce qui donne des ciels plus colorés mais moins nets. Les paysagistes qui travaillent aux deux heures signalent presque tous cette différence de qualité de l'air.

Une ville qui se détache en silhouette sur un ciel pâlissant, avec un relief resté net derrière elle, montre bien la différence : à l'aube, la montagne lointaine se lit encore, alors que le même profil se dilue dans la brume du soir. La cause tient à la couche limite atmosphérique, mince et calme après une nuit de refroidissement, épaisse et chargée en fin d'après-midi. Elle explique aussi pourquoi les mesures de visibilité relevées par les stations météorologiques sont en général meilleures au lever du jour.