VENUS, LA PLANETE MYSTERIEUSE

8 juin 2004 : Vénus passe devant le Soleil

Le 8 juin 2004, un phénomène rarissime va se produire : la planète Vénus va passer devant le Soleil. Aucun être humain vivant aujourd'hui n'a vu de passage de la planète Vénus devant le Soleil : le dernier passage remonte à1882... les astronomes appellent ce phénomène un "transit" de Vénus devant le Soleil.

Une des rares photos du transit de 1882

Le transit est, tout simplement, le passage du disque sombre de la planète Vénus devant le disque brillant du Soleil. C'est en fait une mini-éclipse (très partielle !) du Soleil puisque le diamètre apparent du Soleil sera de 0,525° soit 31,5 mn d'arc alors que celui de Vénus ne sera que de 0,016° soit 1 mn d'arc : en clair, Vénus ne viendra couvrir que 3% du disque solaire.

Pour Fécamp, le transit aura lieu de 05 h 20 mn 4.6 sec à et 11 h 23 mn 39.7 sec en Temps Universel, soit, en heure légale d'été, de 07 h 20 mn 4.6 sec à 13 h 23 mn 39.7 sec. Ces horaires peuvent varier de quelques minutes en France métropolitaine. Vous les trouverez pour chaque chef-lieu de département avec une précision de l'ordre de la seconde sur le site Internet de l'Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides qui nous a fourni l'animation  ci-dessous.

Pour observer ce passage dès le début, il faudra que votre site d'observation dispose d'un horizon parfaitement dégagé en direction de l'Est. En effet, à 7 h 20, le Soleil ne sera encore qu'à 11° au dessus de l'horizon à Fécamp et Toussaint. Par contre, à la fin du transit, aucun problème : le Soleil sera perché à presque 62° au-dessus de l'horizon.

Il faut rappeler que l'observation du Soleil peut être dangereuse : regarder le Soleil sans protection peut entraîner des dégats définitifs sur la rétine de l'oeil. Ne faites donc pas n'importe quoi ! Les consignes de sécurité à respecter sont les mêmes que celles qu'il fallait appliquer lors de l'éclipse de Soleil du 11 août 1999. Et si vous ne souhaitez pas appliquer ces consignes, allez vous acheter au préalable une jolie canne blanche...

L'observation du transit à l'oeil nu :

L'observation du Soleil et du transit de Vénus à l'oeil nu nécessite des lunettes spéciales en polymère noir ou en Mylar. Des verres de soudeur sont utilisables à condition qu'ils soient d'un grade au minimum égal à 13. Toute autre méthode est interdite car trop dangereuse : si vous souhaitez savoir jusqu'où peut aller la stupidité, consultez le dossier des 10 bêtises à ne pas faire pour observer le Soleil. La feuille format A4 de polymère coûte environ 10 euros, la feuille A4 de Mylar environ 20 euros (plus fragile mais de meilleure qualité optique que le polymère). Vous pouvez en commander à la librairie scientifique Uranie (polymère noir), à la Maison de l'Astronomie (polymère noir et Mylar).

L'observation du transit par projection :

Vous pouvez également projeter l'image du Soleil au travers d'une paire de jumelles ou d'un télescope sur une feuille blanche ou un écran. Pour que l'image soit bien visible, l'écran est mis à l'ombre (avec un carton sur le schéma ci-dessous).

Cette méthode présente une bonne sécurité pour vos yeux à une condition impérative : restez toujours à côté de votre télescope afin de veiller à ce qu'aucun inconscient ne vienne regarder dans l'oculaire !  Et vous pouvez être sûrs qu'il y aura toujours une ou deux personnes pour tenter le coup dès que vous aurez le dos tourné... A cette restriction près, la méthode d'observation par projection vous montrera sans problème le disque noir de Vénus sur le disque lumineux du Soleil.

Un appareil a été réalisé sur le même principe, le "solarscope", développé en partenariat avec l'observatoire de la Côte d'Azur. Le Soleil est projeté directement sur un écran au moyen d'un petit tube doté d'une lentille grossissante.

La position de la lentille a été calculée pour empêcher qu'un spectateur imprudent ne puisse se brûler la rétine. Le solarscope est certainement actuellement le meilleur système d'observation en public du Soleil, notamment avec des enfants. Vous trouverez tous les renseignements sur le site Internet du solarscope. Il coûte aux alentours de 60 euros dans le commerce et 49 Euros en cas d'achat direct en ligne (transport non compris).

L'observation directe du transit avec un télescope :

En ce cas, la seule méthode sûre pour vos yeux consiste à placer un filtre à l'entrée de l'instrument. Vous pouvez en confectionner un vous-même avec une feuille de Mylar ou de polymère noir analogue à ceux utilisés pour les lunettes d'éclipse. Vérifiez cependant systématiquement avant toute utilisation de votre filtre-maison qu'il ne comporte aucun petit trou, aucune rayure sous peine de courir le risque d'y griller, bêtement, votre rétine.

L'achat, dans un magasin d'optique spécialisé en astronomie, d'un filtre en verre aluminisé vous garantira par contre une sécurité totale. Certes, ces filtres sont plus coûteux (de 75 à 150 euros) mais vos yeux valent peut-être cet investissement...

Un dernier point : si vous disposez d'un petit filtre "sun" pour l'oculaire de votre télescope, jetez-le à la poubelle... sous l'influence des rayons solaires concentrés par le télescope, ce genre de camelote vous éclate régulièrement à la figure en pleine observation. Ne vous en servez jamais !!!!!!!

Enfin, les plus fortunés d'entre vous équiperont leur télescope d'un filtre H-alpha, qui permet d'observer le Soleil dans la longueur d'onde de l'hydrogène, celles des protubérances du Soleil : voir le disque de Vénus se déplacer devant les "flammes" du Soleil sera un spectacle fabuleux. L'Observatoire Européen du Sud a filmé ainsi en 2003 le passage de Mercure devant le Soleil : cliquez sur l'image ci-dessous pour admirer l'animation que nous en avons tirée (270 Ko).

Ce que vous verrez le 8 juin 2004 :

Les astronomes distinguent plusieurs instants bien précis dans ce passage de Vénus devant le Soleil : l'instant où le bord de Vénus touche le bord du Soleil est appelé le 1° contact. L'instant où la totalité du disque de Vénus est entré sur le Soleil est appelé 2° contact. Inversement, le 3° contact est l'instant où le bord de Vénus s'apprête à ressortir du disque solaire et le 4° contact est celui où la totalité du disque vénusien a quitté le Soleil.

Les 4 contacts lors du transit de Vénus

Les 1° et 4° contacts ne sont pas toujours faciles à repérer dans le tremblotement que présente toujours dans un télescope le bord du Soleil en raison de la chaleur dégagée par ce dernier. Par contre, les 3° et 4° contacts sont facilement visibles.

Mais les possesseurs de télescopes équipés de filtres spéciaux assisteront sans doute au phénomène visuel de "l'arc de lumière" décrit par Camille Flammarion (fondateur de la Société Astronomique de France), dans sa description du transit de Vénus du 6 décembre 1882 : quelques minutes après le premier contact de Vénus - son bord côté Est s’étant engagé sur le disque solaire -, un arc très lumineux apparut contre son bord Sud et s’étendit progressivement par l’Ouest et le Nord : le Soleil illuminait donc la couche atmosphérique de la partie encore externe du disque de Vénus.

Simulation de "l'arc de lumière"

Le phénomène dura une quinzaine de minutes, le temps pour la planète Vénus de s’engager complètement sur le disque solaire. A ce moment-là, l’arc disparut, faisant place à un second phénomène visuel, dit de "la goutte noire" : le petit disque sombre sembla alors être raccordé au bord du Soleil par un court ligament, sombre lui aussi, donnant l’impression d’une goutte qui va se détacher. Puis, une fois le 3° contact fini et Vénus totalement engagée sur le disque du Soleil, la "goutte noire" disparut à son tour. Le phénomène de « la goutte noire » est bien connu des astronomes car on le retrouve lors des transits d’une autre planète, Mercure, laquelle par contre ne produit pas l’effet de l’arc lumineux puisqu’elle ne possède pas d’atmosphère.

La "goutte noire" lors du transit de Mercure en 2003

Si les 3° et 4° contacts sont aisément repérables, par contre leur chronométrage exact est parfois un peu délicat en raison de l'effet "goutte noire".

Horaires des 4 contacts pour Fécamp

La rareté des transits de Vénus :

Pourquoi donc ce phénomène est-il si rare ? La planète Vénus tourne autour du Soleil en 225 jours. Nous devrions donc voir ce phénomène à chaque tour, c'est à dire à chaque conjonction entre Vénus et le Soleil. Ce serait vrai si Vénus et la Terre tournaient autour du Soleil dans le même plan. Mais le plan orbital de Vénus est incliné de 3 degrés environ par rapport au plan orbital de la Terre : de ce fait, Vénus passe le plus souvent au-dessus ou au-dessous du disque solaire et nous ne voyons alors pas de transit. La figure ci-dessous, fournie par l'Institut de la Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides, montre bien ce phénomène.

On voit ainsi qu'il n'y a qu'une seule possibilité pour qu'il y ait un passage de Vénus devant le Soleil : il faut que le Soleil, Vénus et la Terre soient parfaitement alignés sur la ligne d'intersection des deux plans orbitaux (les astronomes appellent cette ligne la "ligne des noeuds"). La Terre ne croise cette ligne qu'en juin et en décembre, comme le montre parfaitement la petite maquette ci-dessous, réalisée par le comité de liaison enseignants - astronomes (CLEA).

Le problème, c'est que Vénus et la Terre ne se trouvent simultanément sur ces noeuds que très rarement, environ deux fois par siècle comme le montre le tableau ci-dessous des dates de transit : 

Pour mieux comprendre la périodicité de ces transits de Vénus, vous pouvez consulter notre page spéciale "prise de tête".  La rareté extrême des transits de Vénus devant le Soleil explique pourquoi les astronomes dans le passé ont toujours attendu avec beaucoup d'impatience ces rendez-vous et ce, d'autant plus, que c'est grâce à ces transits qu'a pu être calculée précisément la distance qui sépare la Terre du Soleil. Il fallait pour celà que deux équipes d'astronomes, postés en deux endroits différents de la surface de la Terre, observent au même instant le transit de Vénus : les astronomes postés en A voyaient le disque de noir de Vénus en C sur le Soleil, pendant que les astronomes postés en B le voyaient en D.

A partir de là, le reste n'est plus qu'affaire de géométrie et de calculs plus ou moins savants que nous vous proposons de découvrir, en refaisant le cheminement du grand astronome du XVII° siècle Edmund Halley.

Vous pouvez vous aussi profiter du passage de Vénus devant le Soleil, ce 8 juin 2004, pour recalculer vous-même la distance Terre-Soleil. D'autres méthodes existent également que vous toruverez décrites sur les sites Internet suivants :

Comité de Liaison Enseignants-Astronomes : ce site est très bien adapté aux collégiens, lycéens et à leurs enseignants.

La Main à la Pâte : ce site est épatant pour les enseignants du cycle 3 du primaire qui y trouveront plein d'idées d'expériences pratiques pour leur élèves.

Enfin, les lycéens plus âgés peuvent participer, grâce à Internet, à la campagne internationale 2004 de mesure de la distance Terre-Soleil organisée par l'Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides avec le concours du Ministère de l'Education Nationale et la Recherche ou bien sur le site européen Futura-Sciences.

Si cette page vous a donné envie d'en savoir plus sur l'observation de Vénus, n'hésitez pas à consulter les liens ci-dessous :
Allez, bonne balade dans les nuages de la planète de la déesse de l'amour !