Qu'est-ce qu'une éclipse ?

Une éclipse solaire se produit lorsque la Lune s'interpose entre le Soleil et la Terre et projette son ombre sur la surface terrestre. Elle ne peut avoir lieu qu'à la nouvelle lune, la phase où la face éclairée de la Lune est tournée vers l'espace et non vers nous. L'ombre de la Lune est petite par rapport à la planète, si bien qu'une éclipse solaire — totale ou annulaire — n'est visible que depuis une bande étroite, large de quelques centaines de kilomètres, qui traverse une partie précise du globe.

Une éclipse lunaire fonctionne à l'inverse : c'est la Terre qui s'interpose entre le Soleil et la Lune, et projette son ombre sur la surface lunaire. Elle ne peut avoir lieu qu'à la pleine lune. Comme l'ombre de la Terre est bien plus grande que la Lune, une éclipse lunaire est visible depuis toute la face nocturne de la planète à la fois, et elle dure bien plus longtemps qu'une éclipse solaire : jusqu'à près de deux heures de totalité, contre quelques minutes tout au plus pour une éclipse solaire totale.

Il existe une troisième différence, celle qui conditionne le plus la façon dont on observe chacune : regarder directement une éclipse solaire sans protection adaptée peut endommager la vue de façon permanente, puisqu'on continue de regarder le Soleil. Une éclipse lunaire, en revanche, est totalement sûre à observer à l'œil nu, à n'importe quelle phase : vous regardez simplement la Lune refléter faiblement une lumière solaire filtrée par l'atmosphère terrestre.

La nouvelle lune et la pleine lune se répètent tous les 29,5 jours — le mois synodique —, donc si une éclipse ne dépendait que de la phase lunaire, vous auriez une éclipse solaire et une éclipse lunaire chaque mois. Ce n'est pas le cas, et la raison est que l'orbite de la Lune autour de la Terre ne se trouve pas dans le même plan que l'orbite de la Terre autour du Soleil (l'écliptique) : elle est inclinée d'environ 5,14°. La plupart des mois, à la nouvelle ou à la pleine lune, la Lune passe quelques degrés au-dessus ou au-dessous de la ligne qui relie le Soleil et la Terre, et son ombre — ou celle de la Terre, pour une éclipse lunaire — passe à côté sans toucher l'autre corps.

L'orbite lunaire croise le plan de l'écliptique en deux points opposés, appelés nœud ascendant et nœud descendant. Une éclipse ne peut se produire que lorsque la nouvelle ou la pleine lune coïncide avec le passage de la Lune près de l'un de ces deux nœuds, dans une fenêtre d'environ 18 jours autour de chaque croisement. Ces fenêtres, qui reviennent deux fois par an, parfois trois, s'appellent des saisons d'éclipses, et c'est le seul moment de l'année où une éclipse est géométriquement possible. Les nœuds eux-mêmes ne sont pas fixes : ils dérivent lentement vers l'ouest sous l'effet de la gravité du Soleil, effectuant un tour complet tous les 18,6 ans.

Il en résulte qu'une année civile compte au moins deux éclipses solaires, jusqu'à cinq, et entre zéro et trois éclipses lunaires. Ce chiffre global est trompeur : la plupart sont partielles, ou visibles seulement depuis l'océan ou des zones inhabitées, et une éclipse solaire totale ne se voit que depuis une bande extrêmement étroite. Pour un point fixe donné de la planète, l'attente moyenne entre deux éclipses solaires totales avoisine 375 ans.

Qu'une éclipse solaire soit totale ou annulaire dépend d'un détail presque capricieux : la distance de la Lune à la Terre varie le long de son orbite — qui n'est pas circulaire mais légèrement elliptique — entre environ 356 500 km au périgée et 406 700 km à l'apogée. Cette variation fait osciller la taille apparente de la Lune dans le ciel entre légèrement plus grande et légèrement plus petite que celle du Soleil, qui varie elle-même très peu au cours de l'année. Par pure coïncidence, les deux disques ont presque exactement la même taille apparente vus depuis la Terre.

Quand l'éclipse se produit avec la Lune relativement proche, son disque recouvre entièrement celui du Soleil : c'est une éclipse totale. Pendant les secondes ou les minutes que dure la totalité, la lumière directe du Soleil disparaît et sa couronne devient visible — cette ténue atmosphère extérieure normalement masquée par l'éclat du disque solaire. C'est le seul moment où une éclipse solaire peut être observée sans aucun filtre, et uniquement à l'intérieur de l'étroite bande de totalité.

Quand elle se produit avec la Lune relativement éloignée, son disque paraît légèrement plus petit que celui du Soleil et ne parvient pas à le couvrir entièrement : il subsiste un anneau brillant de photosphère visible autour de la silhouette lunaire. C'est une éclipse annulaire, et cet anneau, aussi fin paraisse-t-il, reste de la lumière solaire directe : lors d'une éclipse annulaire, on ne retire jamais le filtre solaire, pas même à l'instant de couverture maximale. L'éclipse du 26 janvier 2028, la prochaine visible depuis l'Espagne, est de ce type : avec une magnitude de 0,908, elle laisse un anneau correspondant à 17,6 % de la lumière habituelle du Soleil, bien plus que ce qu'il est sûr d'observer à l'œil nu.

Quand l'observateur se trouve hors de la bande centrale mais dans la zone plus large atteinte par l'ombre partielle de la Lune, il voit une éclipse partielle : le disque lunaire ne couvre qu'une partie du Soleil, sans jamais le recouvrir entièrement ni former l'anneau complet. C'est de loin le type le plus courant, car la région depuis laquelle on observe une éclipse partielle est bien plus étendue que l'étroite bande centrale. Il existe enfin un quatrième type, très rare — moins de 4 % des éclipses solaires — : l'éclipse hybride, ou annulaire-totale, où la courbure de la Terre fait que la même éclipse est annulaire aux extrémités de son parcours et totale dans la partie centrale, parce que la pointe de l'ombre lunaire effleure tout juste la surface terrestre.

L'ombre que la Terre projette dans l'espace comporte deux parties : un noyau sombre, l'ombre proprement dite (l'umbra), où la Terre bloque toute la lumière solaire directe, et un anneau extérieur plus ténu, la pénombre, où elle ne la bloque qu'en partie. La proportion de la Lune qui entre dans chacune détermine le type d'éclipse lunaire. Lors d'une éclipse lunaire totale, la Lune entière traverse l'ombre et la lumière solaire directe qui l'éclaire disparaît ; elle ne reste toutefois pas complètement plongée dans le noir, car une partie de la lumière solaire se réfracte à travers l'atmosphère terrestre et l'atteint teintée de rouge — la même raison pour laquelle les couchers de soleil sont rougeâtres —, ce qui lui donne sa couleur cuivrée caractéristique, populairement appelée « lune de sang ».

Lors d'une éclipse lunaire partielle, seule une partie du disque lunaire entre dans l'ombre, formant une morsure sombre qui avance et recule sur la surface de la Lune sans jamais la recouvrir entièrement. Lors d'une éclipse pénombrale, la plus subtile des trois, la Lune ne traverse que la pénombre : l'assombrissement est si léger qu'il passe souvent inaperçu à l'œil nu. Contrairement à une éclipse solaire, les trois types d'éclipse lunaire sont totalement sûrs à observer sans protection : vous ne regardez jamais le Soleil, seulement la Lune qui reflète sa lumière.