Pourquoi voit-on parfois le croissant de Lune en plein jour ?

La phase dépend de la position de la Lune par rapport au Soleil et à la Terre, et non de l’heure. Un croissant signifie que la Lune est proche du Soleil sur le ciel, donc on peut la voir de jour.

Si le Soleil éclaire toujours la moitié de la Lune, pourquoi n’est-ce pas toujours la pleine Lune ?

On ne voit que la partie de la moitié éclairée tournée vers la Terre. À la nouvelle Lune, la face éclairée nous tourne le dos ; au quartier, on voit la moitié de l’hémisphère éclairé.

Les phases de la Lune, est-ce l’ombre de la Terre ?

Non. Les phases sont le changement d’angle sous lequel on voit l’hémisphère éclairé par le Soleil, à mesure que la Lune tourne autour de la Terre. L’ombre de la Terre ne donne qu’une éclipse de Lune — un phénomène rare et distinct.

Pourquoi n’y a-t-il pas une éclipse de Soleil à chaque nouvelle Lune ?

L’orbite de la Lune est inclinée d’environ 5° sur l’écliptique et légèrement elliptique. Dans le modèle, l’orbite est circulaire et dans le plan de l’écliptique ; en réalité la Lune passe le plus souvent au-dessus ou au-dessous du Soleil.

Phases de la Lune

Positions relatives du Soleil, de la Terre et de la Lune, et mois synodique. La fraction éclairée est fixée par l’angle de phase.

À propos du modèle

Les phases de la Lune viennent des positions relatives du Soleil, de la Terre et de la Lune. Le Soleil éclaire toujours la moitié du globe lunaire ; depuis la Terre, on voit la partie de l’hémisphère éclairé tournée vers l’observateur. L’angle de phase θ est ici l’angle entre les directions du Soleil et de la Lune vues de la Terre (θ = 0° : nouvelle Lune). La fraction éclairée, dans le modèle circulaire, vaut ≈ (1 − cos θ)/2 : à 90°, premier quartier ; à 180°, pleine Lune. Le cycle de nouvelle Lune à nouvelle Lune est le mois synodique, environ 29,5 jours. Les orbites sont circulaires et complanaires ; la libration, l’inclinaison de l’orbite lunaire (~5°) et l’ellipticité sont omises — c’est pourquoi il n’y a pas d’éclipse chaque mois.

Public : Cours d’astronomie d’introduction : phases de la Lune. Géométrie Soleil–Terre–Lune, mois synodique.

Notions clés

phases de la Lune
mois synodique
angle de phase
nouvelle Lune
pleine Lune
premier quartier
Lune croissante
Lune décroissante

Comment ça marche

En vue de dessus, le Soleil est loin à gauche, la Terre au centre, la Lune fait le tour de la Terre en un mois synodique (~29,5 j). La phase est fixée par l’angle entre les droites Terre–Lune et Terre–Soleil ; la fraction éclairée, dans le modèle circulaire, vaut ~ (1 − cos θ)/2. On montre le schéma d’orbite et l’aspect de la Lune avec le terminateur. C’est un schéma géométrique, pas des éphémérides.

Formules

fraction éclairée visible ∝ (1 − cos θ) / 2 (simplifié)

Questions fréquentes

Pourquoi voit-on parfois le croissant de Lune en plein jour ?: La phase dépend de la position de la Lune par rapport au Soleil et à la Terre, et non de l’heure. Un croissant signifie que la Lune est proche du Soleil sur le ciel, donc on peut la voir de jour.
Si le Soleil éclaire toujours la moitié de la Lune, pourquoi n’est-ce pas toujours la pleine Lune ?: On ne voit que la partie de la moitié éclairée tournée vers la Terre. À la nouvelle Lune, la face éclairée nous tourne le dos ; au quartier, on voit la moitié de l’hémisphère éclairé.
Les phases de la Lune, est-ce l’ombre de la Terre ?: Non. Les phases sont le changement d’angle sous lequel on voit l’hémisphère éclairé par le Soleil, à mesure que la Lune tourne autour de la Terre. L’ombre de la Terre ne donne qu’une éclipse de Lune — un phénomène rare et distinct.
Pourquoi n’y a-t-il pas une éclipse de Soleil à chaque nouvelle Lune ?: L’orbite de la Lune est inclinée d’environ 5° sur l’écliptique et légèrement elliptique. Dans le modèle, l’orbite est circulaire et dans le plan de l’écliptique ; en réalité la Lune passe le plus souvent au-dessus ou au-dessous du Soleil.

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