Des photographes dévoilent la complexité et la diversité des flocons de neige, mais pas tous leurs secrets…
Le photographe ontarien Don Komarechka a commencé à s’intéresser aux flocons de neige dans son ancienne vie d’employé de bureau. À l’occasion d’une pause, il est sorti sous la neige avec un appareil photo numérique et un objectif macro. Il n’avait pas de trépied ni d’équipement sophistiqué, seulement « une paire de mitaines noires, offerte par [sa] grand-mère », dont il s’est servi pour recueillir et photographier les flocons. Depuis, il a fait de la photographie sa profession, mais c’est encore ainsi qu’il travaille.
« Les fibres de laine des mitaines isolent le flocon et ralentissent sa fonte », explique-t-il. Ce dispositif artisanal lui permet également de photographier les flocons en angle, en utilisant la réflexion de la lumière. La surface irrégulière des mitaines fournit le piédestal parfait.
Travailler avec la lumière réfléchie par les cristaux plutôt qu’avec la lumière transmise au travers, « c’est comme capter le reflet d’une vitre, précise Don Komarechka, cela permet de révéler tous les détails à la surface du flocon de neige ». C’est cette technique qui lui permet aussi de mettre en couleurs les reliefs internes des flocons. Les cavités et les bulles d’air emprisonnées dans la glace réfléchissent différemment la lumière et apparaissent en couleurs sur ses images.
Aux États-Unis, Nathan Myhrvold mise au contraire sur une approche très technique pour saisir la complexité des flocons. L’ex-directeur de la technologie chez Microsoft et investisseur se passionne également pour la photographie de la nature et il a conçu un système de microscopie portatif à ultra haute résolution pour croquer les flocons. Ceux-ci sont recueillis « sur une lame de microscope en saphir artificiel qui est placée sur une plateforme en cuivre […] isolée grâce à un aérogel. La température de la plateforme est maintenue par ordinateur à moins de 3-4 °C au-dessus du point de rosée local », expose-t-il.
D’après lui, cette technique permet de capter les flocons avec une définition jamais égalée auparavant et une « mise au point impossible à réaliser avec un microscope standard ».
Certaines de ces photos révèlent des formes et des reliefs que le physicien Kenneth Libbrecht ne peut pas totalement expliquer. Professeur à l’Institut de technologie de Californie, il est passionné depuis plus de 20 ans par les flocons de neige et la cristallisation de la glace. C’est ce qui l’a amené à croiser la route de Don Komarechka. Les deux hommes partagent régulièrement leurs hypothèses sur la formation des cristaux de glace.
Les flocons en forme d’étoile à six branches sont les plus célèbres, mais ils sont en réalité assez rares dans la nature. Chaque bordée de neige recèle une myriade de flocons aux formes moins emblématiques : des aiguilles, des croix, des colonnes creuses, des assiettes et même des colonnes « coiffées » (on peut en voir un exemple sur la page ci-contre : la deuxième image de la première rangée).
Chaque forme correspond à différentes combinaisons de températures et de taux d’humidité, mais plusieurs détails de l’assemblage moléculaire qui détermine la forme finale des cristaux demeurent encore mystérieux.
Pour élucider ces mécanismes, Kenneth Libbrecht utilise, lui aussi, la photographie de flocons de neige. Il a réalisé ses meilleurs clichés à Cochrane, dans le nord de l’Ontario, mais il préfère maintenant la chaleur de son laboratoire californien, où il crée ses propres cristaux de glace.
En moins d’une heure, dans une chambre froide, il est capable de reproduire les conditions d’humidité et de température nécessaires pour former un cristal de glace. Il commence par façonner des embryons de cristaux sur une lame de verre avant de souffler de l’air humide et légèrement plus chaud. Au contact de la glace, la vapeur d’eau se condense et produit des flocons. « Récemment, j’ai réussi à créer des flocons triangulaires », se réjouit-il.
Concevoir ces cristaux en laboratoire n’est pas seulement un défi esthétique. Cela permet de mieux étudier les conditions de cristallisation. Les flocons de neige naissent dans les nuages, mais les formes observées au sol sont modulées par le chemin parcouru à travers l’atmosphère. Chaque flocon de neige tombe du ciel en suivant une route qui lui est propre. À mesure que les conditions atmosphériques évoluent, le cristal change. Lorsque les températures se réchauffent, l’eau glacée se sublime pour retourner à l’état de vapeur, puis la friction de l’air durant la descente érode les extrémités.
Kenneth Libbrecht s’apprête maintenant à publier sa théorie qui explique comment la température, l’humidité et les propriétés de l’eau influencent la formation d’un flocon. Il prédit déjà que le prochain défi ne se trouve pas dans les pixels des photographies de flocons, mais plutôt dans la modélisation informatique. « Personne n’a jamais réussi à réaliser de bonnes modélisations informatiques de la formation des cristaux de glace. »
Les trois premières rangées de flocons, capturés sur fond noir, sont l’œuvre de Don Komarechka. Les cristaux sur fond bleu ou blanc sont ceux de Kenneth Libbrecht. Enfin, les deux dernières images de la dernière rangée ont été produites par Nathan Myhrvold.
Images : Don Komarechka Photography ; SnowCrystals.com ; Nathan Myhrvold ©Modernist Cuisine Gallery, LLC