DUREE DU JOUR – AUBE ET CREPUSCULE

Notre activité quotidienne est liée à la durée du jour et à celle de la nuit. La durée du jour correspond à l’intervalle de temps compris entre le lever et le coucher du Soleil.

Tout le monde a pu vérifier, sans être astronome, que la durée du jour varie régulièrement au cours des saisons mais aussi en fonction de la situation géographique.

- Un observateur restant au même endroit toute l’année constatera que les nuits d’hiver sont plus courtes que les nuits d’été, quelque soit le lieu où il se trouve (sauf à l’équateur).

- Un martiniquais qui choisit de passer ses vacances en Europe ou dans le Grand Nord s’apercevra que la durée du jour n’est pas la même que sur son île à la même époque de l’année.

C’est ainsi que le 21 juin, le bord supérieur du Soleil se lève à 05 h 36 min et se couche à 18 h 36 min en Martinique, alors qu’à Paris il apparaît au-dessus de l’horizon à 03 h 47 min et disparaît à 19 h 58 min.[1] Le soleil a illuminé le ciel de la Martinique durant 13 heures et celui de Paris pendant plus de 16 heures.

La figure ci-dessous montre l’évolution de la durée du jour au cours d’une année à Fort de France et à Paris.

Le 21 décembre, au solstice d’hiver, le Soleil est visible en Martinique pendant 11h16 mn et seulement pendant 08h15 à Paris.

L’écart entre les durées du jour le plus long (20 ou 21 juin) et du plus court (21ou 22 décembre) est de 1 h 44 à Fort de France. Elle atteint près de 8 heures à Paris.

Aubes et crépuscules

Les planètes et des étoiles ne sont visibles à un endroit de la Terre que lorsque le Soleil est couché.

Cependant le ciel ne devient pas complètement obscur immédiatement après la disparition du Soleil sous l’horizon. Les astronomes ont défini trois crépuscules [i]

Le crépuscule civil, le crépuscule nautique et le crépuscule astronomique qui correspondent respectivement à l’instant où le Soleil se trouve à 6°, 12° et 18° au dessous de l’horizon.

Les planètes apparaissent au crépuscule civil.

L’horizon est encore visible au crépuscule nautique, ainsi que les étoiles de magnitude 2. Le marin sort son sextant pour relever la hauteur d’au moins trois astres au-dessus de l’horizon pour calculer sa position.

Au crépuscule astronomique il fait noir et toutes les étoiles visibles à l’œil nu (magnitude 6) sont observables[2].

Les durées entre le coucher du Soleil et les différents crépuscules varient en fonction de l’époque de l’année et du lieu.

Les tableaux ci-dessous donnent les durées crépusculaires à Fort de France et Paris

Le crépuscule civil varie

entre 21 et 24 min à Fort de France, contre 37 à 43 min à Paris.

Quant au crépuscule nautique

il varie entre 46 et 52 min à Fort de France et entre 1 h 08 min et 1 h 43 min à Paris.

Le crépuscule astronomique varie entre 1 h 11 et 1 h 20 à F de F et entre 1 h 45 et 3h55 à Paris.

A Paris la nuit n’est jamais complète du 13 au 30 juin (24h-16,2h durée jour -3h,9 aube -3,9 crépuscule = 0, sauf en cas de la présence de la Lune.

Il en est de même à Lille, dans le nord de la France, entre le 2 juin et le 12 juillet.

On remarque que la durée du crépuscule est maximum au solstice d’été et minimum lors des équinoxes

Nota : L’explication scientifique de ce qui précède est disponible en écrivant à cdsa@cietropical.com. Ce sujet est aussi traité lors des cours d’initiation à l’astronomie. : programme disponible sur le site du CDSA : www.cietropical.com.

[1] Les heures de lever et coucher du Soleil dépendent de la réfraction astronomique de l’atmosphère qui varie en fonction des conditions météorologiques. La durée entre le lever ou le coucher des bords supérieur et inférieur du Soleil est de 2 à 3 minutes.

[2] Un système d'évaluation de la brillance, ou l’éclat, des astres a été mis en place dès l'Antiquité (Hipparque 200 AV J-C), dont les principes seront repris par Ptolémée (120 AP J-C) qui permettait de les comparer en rangeant les étoiles visibles à l'œil nu en six classes : les plus brillantes étaient dites de première grandeur, les plus faibles de sixième grandeur.

Les astronomes utilisent aujourd’hui la notion de magnitude pour caractériser l’éclat d'un astre en l'inscrivant sur une échelle logarithmique (inverse) correspondant à la réponse que la physiologie humaine donne au signal lumineux.

Notre cerveau ne réagit pas proportionnellement à l’éclat reçu par l’œil mais de façon logarithmique.

La magnitude apparente d’un corps céleste, vu de la Terre, est définie conventionnellement à partir de son éclat apparent noté E. Elle coïncide avec les "grandeurs" définies par les anciens, HIPPARQUE et PTOLEMEE, qui nous l’avons vu, classaient les étoiles en 6 grandeurs.

La 6ème grandeur correspondait aux étoiles justes visibles à l’œil nu. Plus la grandeur augmente et moins l'étoile est visible. C’est une échelle « inverse ».

Une différence de magnitude de 5 correspond à un rapport d’éclat de100.

Magnitudes apparentes de quelques étoiles :

Soleil - 26,7. Lune - 12,9. Vénus - 4,6 « maximum ». Sirius - 1,58. Véga + 0,14

Une paire de jumelles permet de voir des étoiles de magnitude = 9.

Une lunette jusqu'à m= 11,5. Les grands télescopes m=20.

La magnitude apparente « m » d’un corps céleste est définie conventionnellement à partir de son éclat apparent « E » : m = - 2,5 log E + C. La constante « C » a été attribuée arbitrairement afin de faire coïncider la magnitude apparente moderne aux "grandeurs" définies par les anciens,

Nota pour les curieux : On utilise la notion de logarithme qui substitue une addition à une multiplication :

log (a x b)= log a + log b, avec log 10 = 1, ainsi log (100) = log (10x10) = log(10)+log(10)= 1+1=2 (deux zéros) et log(1000)= 3 (trois zéros).

Soit deux étoiles A et B de magnitude mA et mB: mA-mB= + 2,5(log EB - log EA)= 2,5 log (EB/EA)

La différence de magnitude de deux étoiles est égale à 2,5 si leur éclat est dans un rapport de 10, ou de 5 si leur éclat est dans un rapport de 100. C'est la formule de POGSON.

[i] Définition du dictionnaire Larousse : Lueur atmosphérique, due à la diffusion de la lumière solaire, lorsque le Soleil vient de se coucher (crépuscule du soir) ou va se lever (crépuscule du matin).

Définition du Robert : Lumière incertaine qui succède immédiatement au coucher du Soleil. Le crépuscule du matin est aussi appelé aube, définie comme la première lueur du Soleil levant qui commence à blanchir l’horizon. L’aube précède l’aurore qui correspond à la lueur rosée précédant le lever du Soleil.

E.BIDOUX

CDSA