En septembre 1950, après les dévastateurs incendies de forêt en Alberta, au Canada, un phénomène optique unique a teinté le Soleil et la Lune d'un bleu éclatant dans tout l'hémisphère nord. Il ne s'agissait pas d'un événement astronomique, mais d'une interaction physique précise entre la lumière solaire et des particules de fumée de taille spécifique. Cet article explore comment la visualisation scientifique moderne, utilisant des outils comme VGSTUDIO MAX et COMSOL Multiphysics, permet de recréer et de comprendre ce rare événement de diffusion de Mie.
Modélisation des particules et diffusion de Mie dans COMSOL Multiphysics 🌌
Le secret derrière la Lune Bleue réside dans le diamètre exact des particules de fumée, proche de 0,5 micromètres. Pour simuler ce phénomène, nous avons d'abord utilisé Materialise Mimics pour segmenter et extraire la géométrie de particules réelles de cendres à partir de microtomographies. Ensuite, dans COMSOL Multiphysics, nous avons configuré un modèle de bio-électromagnétisme pour calculer la diffusion de Mie. Le logiciel résout les équations de Maxwell pour une onde plane incidente sur une sphère diélectrique. Les résultats montrent que ces particules agissent comme un filtre sélectif : elles diffusent fortement la lumière rouge (grandes longueurs d'onde) dans toutes les directions, tandis que la lumière bleue (courte longueur d'onde) traverse presque sans obstacle, atteignant directement l'œil humain.
Visualisation volumétrique du filtre atmosphérique dans VGSTUDIO MAX 🔬
Pour communiquer ce phénomène de manière frappante, nous avons importé les données de champ lointain de COMSOL dans Volume Graphics VGSTUDIO MAX. Ici, nous importons le volume de particules et superposons les cartes d'intensité de diffusion. La visualisation 3D permet de faire pivoter le nuage de fumée et d'observer comment la composante rouge du spectre solaire est absorbée et redirigée, tandis que la composante bleue reste collimatée. Le résultat est une infographie scientifique interactive qui non seulement explique l'événement historique de 1950, mais démontre comment la lumière, la matière et la taille importent en optique atmosphérique.
Comme la simulation combine des modèles multiphysiques de COMSOL avec la visualisation volumétrique de VGSTUDIO MAX, les paramètres optiques des particules de cendres des incendies de l'Alberta ont été essentiels pour reproduire la teinte bleue du soleil et de la lune dans le rendu final.
(PS : la physique des fluides pour simuler l'océan, c'est comme la mer : imprévisible et on manque toujours de RAM)