Pourquoi la neige est-elle blanche ?

Des explications liées à la lumière et la structure

Voici de début de la réponse de Claude Sergent de Météo-France (Centre d’études sur la neige) à une même question, sur le site de la revue La Recherche :

« Parce qu’elle réfléchit 95 % du rayonnement solaire visible. Celui-ci est une lumière blanche résultant du “mélange” de différentes couleurs allant du violet au rouge. Chacune de ces couleurs correspond en fait à une longueur d’onde que chaque corps absorbe plus ou moins selon ses caractéristiques physiques … »

Pourquoi la neige est-elle blanche ?, par Gautier Cariou dans le mensuel La Recherche n°506, 12/2015.

Quant à la neige, constituée de cristaux de glace, elle est blanche. Pourquoi tant de nuances ? (…) rappelons quelques propriétés élémentaires de la lumière. Son autopsie révèle la présence de multiples particules –  es photons – qui vibrent à une fréquence inversement proportionnelle à leur longueur d’onde. Or cette longueur d’onde détermine la couleur de la lumière.

Je vous cite également cette explication scientifique de Jean Luc Destombes trouvée sur le site vercors-net.com dans un dossier consacré aux couleurs : 

« La couleur de la neige
Alors que la glace est transparente, il peut apparaître étonnant que la neige ne le soit pas et qu’elle apparaisse au propre comme au figuré comme l’exemple même de la blancheur. Là encore l’explication vient du phénomène de diffusion. La neige est en effet composée d’une multitude de microcristaux de glace dont les facettes renvoient la lumière blanche du Soleil dans toutes les directions. Comme dans le cas du brouillard, plus aucun rayon lumineux ne peut traverser la neige sans être diffusé par ces cristaux. Puisque chaque micro-cristal de glace pris individuellement est transparent , la lumière n’est pas atténuée par son trajet dans la neige : la lumière qui est transmise ou diffusée par une neige éclairée par le Soleil est d’une blancheur intense. Par contre, au lever ou au coucher, le Soleil bas sur l’horizon éclaire la neige de teintes rouge-orangé. La neige, puisqu’elle diffuse intégralement la lumière qu’elle reçoit, prend alors des teintes remarquables bien connues des alpinistes. » 

« Pourquoi la neige est-elle blanche ? » par Jean-Luc Nothias, www.lefigaro.fr, publié le 27/12/2018.

Pourquoi cet agrégat de cristaux de glace n’est-il pas transparent ?
Cela est dû à sa structure. Un embryon de flocon va se former par transformation de l’eau en suspension dans l’eau en glace à partir d’un germe de croissance, une microparticule d’un centième de millimètre suffit. À noter que de l’air trop propre aura du mal à donner de la neige. Le bébé floconva rapidement acquérir des plans cristallins pour former un prisme hexagonal: les faces supérieure et inférieure de ces cristaux sont des hexagones (six côtés) tandis que les faces latérales (elles sont donc six) sont rectangulaires.

La p’tite question : pourquoi la neige est blanche ? par Evelyne Salançon, Maître de conférences, Centre interdisciplinaire de nanosciences de Marseille (CINaM).

La neige est constituée de cristaux de glace dont les formes peuvent être très variées : en étoile par exemple. Ces cristaux sont imbriqués les uns dans les autres et leurs multiples facettes réfléchissent la lumière dans toutes les directions. Ce mélange de couleurs diffusées nous fait donc voir la neige blanche.

Pourquoi la neige est-elle si blanche ? par l’équipe du magazine Ça m’intéresse, le 25/12/2019.

(…) quand la lumière entre dans la neige, elle subit une succession de déviations chaque fois qu’elle pénètre dans un cristal de glace, qu’elle en ressort, entre à nouveau dans un autre cristal, etc. jusqu’au moment où elle ressort à l’air libre.
Les cristaux étant très purs, il y a très peu d’absorption, et la neige renvoie près de 90 % du spectre lumineux qui donne la lumière blanche. C’est la raison pour laquelle la neige nous paraît si blanche. 

Pour aller plus loin

La Petite Histoire des flocons de neige de Étienne Ghys, Éditions Odile Jacob, 2021.
Une histoire de l’observation scientifique de la neige, depuis la fondation de la cristallographie avec le traité De nive sexangula de J. Kepler paru en 1610, où il tente d’expliquer pourquoi les flocons ont six branches, jusqu’à l’explication moléculaire de la forme des cristaux de neige par les Nobel W. Bragg et L. Pauling, puis leur reconstitution par ordinateur par N. Packard et C. Reiter. ©Electre 2021.
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