Questions to the experts

Le sable sec est, en quelque sorte, un mélange d'air et de roche plus ou moins transparente et finement divisée, alors que le sable mouillé est un mélange de cette même roche avec de l'eau. Le changement d'aspect du sable vient de ce que l'indice de réfraction (qui mesure la vitesse de propagation de la lumière dans un milieu) de l'eau est différent de celui de l'air et cela change beaucoup le trajet de la lumière. Pour comprendre pourquoi, il faut faire un petit dessin, que j'ai joint à mon explication (voir plus bas). Tout d'abord, remontons au cas simple d'un rayon réfracté une fois par une surface : toutes choses étant égales par ailleurs, le rayon est d'autant plus dévié que la différence d'indice entre les deux milieux est élevée. Donc si on remplace l'air (indice 1) par de l'eau (indice 1,33 environ), le rayon est moins dévié, l'indice de la roche étant toujours supérieur à celui de l'eau (on peut prendre 1,5 par exemple). Le trajet des rayons lumineux traversant de nombreuses surfaces de grains de sable sera donc beaucoup plus "zigzagant" dans le sable sec que dans le sable mouillé, avec pour conséquence que la lumière pénètre en moyenne moins profondément dans le sable, a moins de chance d'y être absorbée et revient en plus grande partie vers l'observateur (d'où une teinte plus claire). C'est en fait le même phénomène que celui "du papier gras" : lorsqu'on achète des beignets bien gras qu'on nous sert dans du papier, on voit rapidement celui- ci devenir presque transparent car l'huile vient se mettre entre les fibres du papier (jusque-là entourées d'air) et la lumière, au lieu d'être fortement rétrodiffusée par le papier, devient capable de le traverser en grande partie. Le papier gras apparaît "plus sombre" si on le regarde au-dessus d'un fond sombre, mais aussi et surtout plus transparent, parce qu'on a accès aux deux côtés. Eh bien, si on pouvait mettre son œil sous quelques millimètres de sable humide, on verrait qu'il est nettement plus transparent que le sable sec... d'ailleurs c'est une expérience facilement réalisable, en mettant une fine couche de sable dans un plat en verre par exemple, et en comparant par en-dessous la transparence à la lumière de cette couche, sèche ou humide ! Je n'ai pas encore fait l'expérience, mais je vous encourage à la faire.