Après avoir fait ce travail pour mieux comprendre le temps, j'ai besoin de comprendre ce qu'est le temps de manière objective. Sur quoi il se base et comment on le calcule, je parle ici du temps scientifique, et non plus de notre ressenti face au temps qui passe.

J'avais des idées préconçues sur le temps, qui m'empêchaient de voir toutes les subtilités de la mesure du temps sur Terre, dans notre monde.

Le Temps dans la journée

Je vais commencer d'abord sur la mesure du temps sur une journée. Historiquement, c'est à partir de là que l'on a commencé à appréhender la mesure du temps. C'est une bonne introduction à comment on conçoit les choses et comment elles sont vraiment.

Comment mesure-t-on le temps dans une journée ? Tout simplement en prenant un bâton et en mesurant le temps qu'il y a entre 2 moments où le Soleil se trouve au même endroit, plein sud. Ces 2 moments sont le midi (le Soleil est au midi), il est donc 12h.

Donc le temps écoulé entre les midis de tous les jours sont-ils tous égaux ? Pour faire simple, oui, il s'est écoulé 24h, mais en fait, ce n'est pas comme ça que ça fonctionne.

La durée d'une journée est de 24h par convention, mais en réalité, elle correspond à une rotation complète de la Terre auquel il faut ajouter le décalage de la rotation de la Terre autour du Soleil. Comme la Terre tourne autour du Soleil en 365 jours et 6h, alors la durée de 24h est obtenue quand la Terre fait 360° auquel on ajoute un 365.25ème de degré. Pour grossir le trait, on peut dire qu'entre 2 midi, la Terre a tournée de 360.985°. La Terre tourne donc sur elle-même en 23h56 et 4.1 secondes.

La seconde

Une fois que l'on a compris le jour, on peut voir plus grand ou plus petit. Pour ce qui est de plus petit, on a défini la seconde comme étant un 86400ème de jour, toutefois le but est de définir de manière plus précise cette seconde. Depuis 1968, au lieu de définir la seconde comme étant une fraction de la journée, on la définit à partir d'un atome. La seconde dans le Système International est définie par la durée d'un certain nombre d'oscillations (9 192 631 770 exactement) liées à la fréquence de transition hyperfine de l'atome de césium. A partir de cette définition, on utilise des horloges atomiques pour définir le temps de manière précise conformément à cette définition.

Malheureusement, tout n'est pas parfait et on s'en rend compte au fur et à mesure de la précision des outils que l'on a et des expériences que l'on peut effectuer de manière scientifique. C'est là que l'on peut retourner dans l'espace pour mieux comprendre ce qui se passe pendant une année.

La Terre tourne autour du Soleil, toutefois son orbite n'est pas circulaire, il est elliptique. On parle alors de l'aphélie pour le point le plus éloigné du Soleil, et du périhélie pour le point le plus proche du Soleil. Il se trouve que ces 2 distances sont différentes de 3.4% environ : l'aphélie est de 152 millions de km et le périhélie est de 147 millions de km.

Cela a une conséquence majeure : quand la terre est à son aphélie, elle tourne moins vite que lorsqu'elle se trouve à son périhélie. La durée de rotation de la terre reste la même (23h56), mais comme son déplacement autour du soleil change de vitesse, cela fait donc varier la durée qu'il nous faut pour nous retrouver face au soleil comme la veille, de 3 min 30 à 4 min 30 suivant la position de la terre sur son orbite. Cette variation, en se cumulant d'un jour à l'autre, crée un décalage qui peut atteindre 30 minutes d'écart entre les 2 extrêmes.

Cela signifie que s'il est midi au soleil, parfois, il est entre 11h45 et 12h15 suivant la saison. L'écart est calculé par ce que l'on appelle l'équation du temps. Par exemple, aujourd'hui le 23 janvier 2024, quand il est midi, le soleil sera à midi quand il sera 12h13, il est en retard, alors qu'en novembre, il avait plus de 16 minutes d'avance par rapport à l'heure moyenne. Voici le tableau qui montre, en rouge, l'équation du temps sur l'année. Ce décalage varie aussi de siècle en siècle, à cause de différentes perturbations, le Soleil n'étant pas le seul astre qui a de l'influence sur la Terre.

Une petite précision concernant l'année. Comme on l'a vu plus haut, une journée dure 24h, ce qui correspond à 23h56 pour la rotation de la Terre sur elle-même, et 4 minutes environ pour ce qui est de l'orbite de la Terre autour du Soleil. Il ne faut pas oublier que sur l'année, il n'y a pas un nombre de jours complet. La Terre tourne non pas 365 fois par an mais 365.25 fois pendant qu'elle fait une révolution (un orbite complet). Donc à la fin de l'année, au niveau des jours, nous avons bien 365 jours, mais il reste que les 6 heures (0.25 jours) doivent être pris en compte, sinon au bout d'un moment, cela va décaler les saisons, d'où le fait de créer des années bissextiles, une fois tous les 4 ans, on cumule ces 6h en un jour pour revenir au point de départ.

Concernant la rotation de la Terre sur elle-même, elle tourne donc à raison de 360° toutes les 24, soit un degré toutes les 4 minutes. Si on se trouve à l'équateur, cela représente une vitesse, au sol, de 1 674 km/h, décroissant jusqu'aux pôles où cette vitesse est nulle.

Pour ce qui est de la vitesse de l'orbite terrestre autour du Soleil, la vitesse moyenne de la Terre est de 107 208 km/h. Pour nous, qui sommes à sa surface, cela est supérieur la nuit, car nous nous déplaçons dans le même sens que la Terre sur son orbite, et inférieur le jour, car nous allons sommes sur la partie de la Terre qui va dans le sens opposé à l'orbite autour du Soleil.

Un peu d'histoire

Maintenant que l'on sait de quoi on parle quand on parle du temps, passons à l'heure utilisée au quotidien. Durant l'Antiquité, dans l'Empire Romain, on utilise l'heure temporaire. Elle consiste à diviser le temps du jour par 12, chaque heure ayant une durée qui va dépendre de la saison. Ensuite, l'Eglise va imposer l'heure canoniale qui va ponctuer la journée avec des offices religieux pour ponctuer les heures.

Petit à petit, à partir du 18ème siècle, l'heure solaire va être remplacée par l'heure légale. C'est vers la fin du 19ème siècle que l'on va unifier l'heure pour le bon fonctionnement des trains. Dans certaines villes, on verra des horloges doubles, avec des aiguilles des minutes qui afficheront les heures locales et l'heure de Paris (utilisée pour le chemin de fer), avant que l'heure de Paris ne soit imposée par la loi du 14 mars 1891 comme heure légale unifiant ainsi toutes les horloges du pays.

Il faudra encore attendre 30 ans, et le 9 mars 1911 pour que la France adopte l'heure du méridien de Greenwich comme heure légale, avec 24 heures égales, alors que le système précédent comportait 2 fois 12 heures. Dans le texte de loi, on fait référence à l'heure de Paris, à laquelle on retire 9 minutes et 21 secondes pour correspondre à celle de Greenwich.

C'est en 1916 que l'on verra l'arrivée de l'heure d'été, reconduite tous les ans jusqu'en 1944. En 1945, la France est à l'heure d'été Allemande (GMT+2). A la Libération, il est prévu de passer progressivement à l'heure d'hiver correspondant au méridien de Greenwich. Un décret du 14 août 1945 stipule que cela se fera en 2 temps, d'abord le 16 septembre, on passera de l'heure d'été allemande à l'heure d'automne en retirant une heure, puis le 18 novembre, on repasserait à l'heure d'hiver française en retirant une nouvelle fois une heure. Le 5 novembre 1945, l'article 2 du décret est annulé si bien que la France est restée à l'heure d'été française.

Suite au premier choc pétrolier de 1973, un nouveau décret, du 19 septembre 1975, prévoit qu'en 1976, l'heure passerait à GMT+2 durant l'été, du 28 mars au 28 septembre. En France, cela a continué alors que l'Allemagne avait arrêté depuis 1949. Après la France en 1975, la RDA emboîtât le pas en 1979, et les pays limitrophes ont fait de même, la Suisse a refermé la marche en faisant de même en 1981, et depuis 1998, ce système a été entériné au niveau Européen.

Lever et coucher du soleil

Pendant mes cours de pilotage, une donnée importante de la journée, c'est la présence du Soleil. Il est bien sûr difficile de voler à vu de nuit, sans une formation complémentaire, donc au début, on ne peut voler que de jour. Mais alors c'est quand, le jour ?

Le jour commence à l'aube. L'aube est le moment à partir duquel le soleil sous l'horizon, mais il est possible de voir correctement sans lumière artificielle. Techniquement, en aviation, le jour aéronautique commence quand le soleil est 6° sous l'horizon. Ensuite, vient le lever de soleil, quand il passe l'horizon.

A l'inverse, le soir, le soleil se couche, alors commence le crépuscule, puis quand il passe 6° sous l'horizon, alors nous sommes dans la nuit aéronautique. Officiellement en France, l'aube et le crépuscule, pour les besoins de l'aviation, durent 30 minutes. En réalité, il dure plus longtemps en été qu'en hiver et peut varier entre 20 et 45 minutes durant l'année, et beaucoup plus quand on va vers le nord.

En France, depuis un décret du 2 juin 1998, l’Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (IMCCE) est l'organisme officiel qui calcule le temps en France. Cela comprend notamment les heures de lever et coucher de soleil, la position des astres (Soleil, Lune, et tout ce qui peut servir à la navigation maritime notamment).

Conclusion

Le temps est important, c'est une des données primordiales de notre vie. Vous pouvez lire ma réflexion sur le temps, dans la vie quotidienne, qui est un bon complément, peut-être même une suite à cet article. On voit notamment dans ces 2 articles que le temps est central. C'est un élément de pouvoir que l'Eglise ainsi que les états, ont organisé et contrôlé, et c'est un élément qui structure notre vie de la même manière : bien structuré, il peut aider à bien vivre, et dans le cas contraire, il peut bloquer.

J'ai aussi trouvé cela très intéressant de creuser cette partie plus astronomique et scientifique du temps, pour mieux comprendre que, même le temps, et sans rentrer dans la théorie de la Relativité, n'est pas une donnée fixe et stable. Il peut varier de manière astronomique, tout comme dans ma vie personnelle, et nécessite de prendre du recul pour mieux le comprendre.

J'espère que cela vous aura appris autant de choses qu'à moi sur ce sujet. Cela me donne envie de creuser d'autres sujets, à mon niveau, pour mieux comprendre les choses, scientifiquement ou socialement, suivant les sujets.