Pourquoi le jour le plus court ne correspond pas au coucher de soleil le plus tôt ou au lever de soleil le plus tardif
Mia Chow · · Mis à jour le · Durée de lecture estimée : 7 minutes
Beaucoup de gens pensent que le jour le plus court de l'année (le solstice d'hiver), le coucher de soleil le plus tôt et le lever de soleil le plus tardif tombent tous le même jour. Cela semble logique, non ? Mais la réalité est un peu plus complexe.
Dans l'hémisphère nord, le solstice d'hiver, qui marque le jour le plus court de l'année, se produit autour du 21 ou 22 décembre. Cependant, aux latitudes moyennes de l'hémisphère nord, le coucher de soleil le plus tôt a lieu entre le 4 et le 12 décembre, tandis que le lever de soleil le plus tardif se produit entre le 2 et le 8 janvier, et plus on descend vers le sud, plus ces dates s'écartent. Mais, pourquoi ?
Tout d'abord, parlons du solstice d'hiver
Le solstice d'hiver est le moment où le pôle Nord est incliné le plus loin du Soleil. Ce jour-là, le Soleil suit son arc le plus court dans le ciel, ce qui nous donne le moins d'heures de lumière dans l'hémisphère nord.
Mais voici le point clé : le solstice n'a rien à voir avec les heures exactes du lever ou du coucher du soleil, mais plutôt avec la position du Soleil dans le ciel.
Le rôle de l'inclinaison et de l'orbite de la Terre
L'inclinaison de 23,5 degrés de l'axe terrestre et l'orbite elliptique (non parfaitement circulaire) de la Terre autour du Soleil sont les principaux facteurs à l'origine de ce phénomène.
Inclinaison de l'axe
L'inclinaison est ce qui crée les saisons, car différentes parties de la Terre reçoivent des quantités variables de lumière solaire tout au long de l'année.
Une orbite elliptique
La Terre ne tourne pas autour du Soleil à une vitesse constante. Elle se déplace plus rapidement lorsqu'elle est plus proche du Soleil (périhélie, début janvier) et plus lentement lorsqu'elle en est plus éloignée (aphélie, début juillet). Cette variation de vitesse affecte l'heure du midi solaire, le moment où le Soleil est au plus haut dans le ciel.
Lorsque ces deux facteurs — la vitesse changeante de la Terre sur son orbite et l'inclinaison de son axe — se combinent, on obtient ce que les astronomes appellent...
L'équation du temps
C'est là que cela devient encore plus intéressant. "L'équation du temps" est un concept qui explique les écarts entre le temps solaire (basé sur la position du Soleil) et le temps de l'horloge (qui suppose que le Soleil se déplace à un rythme constant et divise la journée en segments égaux de 24 heures). Cette différence peut atteindre environ 16 minutes au cours de l'année.
L'inclinaison et l'orbite elliptique font que le midi solaire, le moment où le Soleil atteint son point le plus haut dans le ciel, se déplace légèrement de jour en jour.
En décembre, le midi solaire arrive chaque jour un peu plus tard à l'horloge. En même temps, la journée continue de raccourcir jusqu'au solstice. Ces deux changements tirent le lever et le coucher du soleil dans des directions opposées, et c'est celui des deux qui l'emporte un jour donné qui fixe les dates.
Le lever et le coucher du soleil se placent de part et d'autre du midi solaire, à une demi-journée de distance de chaque côté :
coucher = midi solaire + la moitié de la durée du jour
lever = midi solaire − la moitié de la durée du jour
L'heure du coucher ne peut donc bouger que pour deux raisons : le midi solaire s'est déplacé, ou la durée du jour a changé. Et à cause de ce plus et de ce moins, ce même couple de nombres s'annule à un bout de la journée et s'additionne à l'autre.
Le coucher de soleil le plus tôt
Prenons Paris le 1er décembre. Le midi solaire arrive environ 22 secondes plus tard que la veille, et la journée est plus courte d'environ 110 secondes, soit 55 secondes en moins à chaque bout. Pour le coucher, les deux effets jouent l'un contre l'autre : 22 secondes plus tard, 55 secondes plus tôt, donc le Soleil se couche environ 33 secondes plus tôt que la veille. C'est le raccourcissement du jour qui l'emporte, et les couchers continuent d'avancer.
Mais à mesure que le solstice approche, la durée du jour s'aplatit. C'est précisément cela, un solstice : le point de retournement où le jour cesse de raccourcir. La perte quotidienne tombe à 46 secondes par bout le 5 décembre, 31 le 11 décembre, 20 le 15 décembre, et pratiquement zéro le jour du solstice. Le retard du midi solaire, lui, ne s'aplatit pas du tout : il se maintient à 22–30 secondes par jour pendant tout le mois de décembre.
Il y a donc un jour où les deux nombres sont de même taille et s'annulent, et où le Soleil se couche presque à la même heure que la veille. Ce jour-là est le coucher le plus tôt : le 11 décembre à Paris, soit 10 jours avant le solstice. À partir de là, le retard du midi est le plus grand des deux nombres, et les couchers recommencent à tarder alors même que les jours continuent de raccourcir.
C'est tout ce que veut dire « s'équilibrer », et il vaut la peine d'être précis : les jours ne cessent pas de raccourcir, ils continuent jusqu'au solstice. Ce qui devient égal, c'est la taille des deux variations quotidiennes, qui pointent en sens inverse.
| Date | Midi solaire | Durée du jour | Coucher de soleil | par rapport à la veille |
|---|---|---|---|---|
| 1er décembre | 12:39:36 | 8h 37m 40s | 16:58:26 | −33 s |
| 5 décembre | 12:41:11 | 8h 31m 08s | 16:56:45 | −21 s |
| 11 décembre | 12:43:49 | 8h 23m 47s | 16:55:42 | −3 s ← coucher de soleil le plus tôt |
| 15 décembre | 12:45:42 | 8h 20m 38s | 16:56:01 | +9 s |
| 21 décembre | 12:48:39 | 8h 18m 44s | 16:58:01 | +28 s ← solstice |
Paris, décembre 2026. En lisant ensemble les deux dernières colonnes : la journée continue de raccourcir jusqu'au bas du tableau, et pourtant le coucher fait demi-tour deux semaines plus tôt.
Le lever de soleil le plus tardif
À l'autre bout de la journée, le signe moins renverse tout, et les deux effets s'additionnent au lieu de s'annuler. Avant le solstice, le midi solaire est plus tard et le matin se fait grignoter : 22 + 55 = environ 77 secondes de retard chaque jour. Voilà pourquoi, début décembre, le lever avance d'une bonne minute par jour alors que le coucher ne bouge presque pas.
Après le solstice, la journée recommence à s'allonger et tire le lever vers des heures plus matinales, mais le midi solaire continue de se décaler, et il le fait jusqu'au 11 février environ. Le lever le plus tardif est le jour où les deux nombres finissent par s'égaliser : le 31 décembre à Paris, à 08:42:00. Dans l'hémisphère sud, la même chose se produit autour du solstice de juin, avec le coucher le plus tôt début juin et le lever le plus tardif fin juin ou début juillet.
Pourquoi la date dépend de la latitude
Le décalage du midi solaire est une affaire mondiale : il dépend de la date, pas de l'endroit où l'on se trouve, donc il est d'environ 30 secondes par jour partout sur Terre. Ce qui change avec la latitude, c'est l'autre nombre : la vitesse à laquelle le jour raccourcit. Plus il raccourcit vite, plus il faut de temps au décalage du midi pour le dépasser, et plus le coucher le plus tôt tombe près du solstice.
- Oslo (60°N): 16 décembre
- Berlin (53°N): 13 décembre
- New York (41°N): 7 décembre
- Lisbonne (39°N): 7 décembre
- Mexico (19°N): 25 novembre
- Singapour (1°N): 5 novembre
Oslo perd 3 minutes et 17 secondes de lumière par jour le 1er décembre, si bien que là-haut la durée du jour continue de l'emporter presque jusqu'au solstice. Près de l'équateur, la durée du jour ne change quasiment pas, le décalage du midi prend le dessus presque tout de suite, et l'écart entre le coucher le plus tôt et le jour le plus court atteint près de deux mois. C'est aussi pour cela qu'on voit circuler des dates légèrement différentes : il n'y a pas de date unique, il y a celle de votre latitude.
C'est également pour cette raison que les heures de lever et de coucher du soleil ne changent pas au même rythme tout au long de l'année.
En résumé
Le jour le plus court de l'année, le solstice d'hiver, ne coïncide pas avec le coucher de soleil le plus tôt ni avec le lever de soleil le plus tardif en raison de deux facteurs principaux : la hauteur du Soleil dans le ciel et le moment du midi solaire (quand le Soleil est au plus haut) par rapport à l'heure de l'horloge.
En décembre, le midi solaire se décale progressivement chaque jour par rapport au midi de l'horloge. Ce décalage affecte les heures de lever et de coucher du soleil. En même temps, l'arc du Soleil dans le ciel devient plus court, atteignant son point le plus bas au solstice.
Ces effets combinés font que le coucher de soleil le plus tôt a lieu avant le solstice, tandis que le lever de soleil le plus tardif se produit après. Le jour le plus court marque simplement l'arc le plus bas du Soleil, et non les extrêmes des heures de lever ou de coucher.
Cette question revient chaque année en décembre, et on comprend pourquoi : ce n'est pas un concept facile à appréhender. Mais on espère que cette explication a permis d'y voir un peu plus clair !