Si la Lune est verrouillée par les marées, tourne-t-elle encore ?

Oui. Le verrouillage signifie exactement un tour sur elle-même pour un tour autour de la Terre. Depuis la Terre, on ne le voit pas : le même hémisphère nous fait toujours face. Vu de côté, la Lune tourne en synchronisme avec sa révolution.

La Terre peut-elle un jour être verrouillée par la Lune ?

En principe oui, mais sur un temps bien plus long que la vie restante du Soleil. Les mêmes marées ralentissent la rotation de la Terre et allongent le jour. Un verrouillage mutuel exigerait que le jour terrestre égale la période de révolution de la Lune (aujourd’hui environ 27 jours).

Pourquoi voit-on parfois plus de la moitié de la surface de la Lune ?

L’orbite réelle est légèrement elliptique, l’axe de rotation est incliné. À cause des librations, on aperçoit avec le temps le bord au-delà des limbes est, ouest, nord et sud — environ 59 % de la surface au total, et non 50 %. Ici l’orbite est circulaire, il n’y a pas de libration.

Qu’est-ce qui a arrêté la rotation de la Lune dans l’état verrouillé ?

L’attraction de la Terre agissait sur les bourrelets de marée comme un couple freinant, jusqu’à ce que les bourrelets s’alignent sur la droite Terre–Lune. C’est un équilibre stable : ensuite le couple, en moyenne, n’accélère ni ne freine.

Verrouillage gravitationnel de la Lune

Rotation synchrone : c’est toujours le même hémisphère de la Lune qui est tourné vers la Terre.

À propos du modèle

Le verrouillage gravitationnel (rotation synchrone) est l’état où la période de rotation du satellite égale sa période de révolution autour de la planète. Pour la Lune, résonance 1:1 : c’est toujours le même hémisphère qui est tourné vers la Terre. L’attraction de la Terre tire plus fort sur la face proche et forme des bourrelets de marée ; le couple a progressivement ralenti la rotation, d’abord plus rapide, jusqu’à ce que la vitesse angulaire de rotation égale la vitesse orbitale. Une partie du moment cinétique de rotation de la Lune a été transférée à la Terre : le jour terrestre s’est allongé. L’orbite est prise circulaire ; les librations — petits basculements grâce auxquels on voit avec le temps environ 59 % de la surface — ne sont pas représentées.

Public : Première, terminale et L1 : système Terre–Lune, marées, rotation et révolution.

Notions clés

verrouillage gravitationnel
rotation synchrone
force de marée
couple gravitationnel
moment cinétique
face visible de la Lune
face cachée de la Lune

Comment ça marche

L’interaction de marée a formé des bourrelets sur la Lune primitive ; le couple gravitationnel tend à orienter son plus grand axe vers la planète. En des milliards d’années, la Lune est passée en rotation synchrone : un jour lunaire égale un tour autour de la Terre, donc une face nous est constamment tournée.

Formules

Stable lorsque la vitesse angulaire orbitale égale la vitesse de rotation ; lié aux marées Terre–Lune (voir aussi la page des marées).

Questions fréquentes

Si la Lune est verrouillée par les marées, tourne-t-elle encore ?: Oui. Le verrouillage signifie exactement un tour sur elle-même pour un tour autour de la Terre. Depuis la Terre, on ne le voit pas : le même hémisphère nous fait toujours face. Vu de côté, la Lune tourne en synchronisme avec sa révolution.
La Terre peut-elle un jour être verrouillée par la Lune ?: En principe oui, mais sur un temps bien plus long que la vie restante du Soleil. Les mêmes marées ralentissent la rotation de la Terre et allongent le jour. Un verrouillage mutuel exigerait que le jour terrestre égale la période de révolution de la Lune (aujourd’hui environ 27 jours).
Pourquoi voit-on parfois plus de la moitié de la surface de la Lune ?: L’orbite réelle est légèrement elliptique, l’axe de rotation est incliné. À cause des librations, on aperçoit avec le temps le bord au-delà des limbes est, ouest, nord et sud — environ 59 % de la surface au total, et non 50 %. Ici l’orbite est circulaire, il n’y a pas de libration.
Qu’est-ce qui a arrêté la rotation de la Lune dans l’état verrouillé ?: L’attraction de la Terre agissait sur les bourrelets de marée comme un couple freinant, jusqu’à ce que les bourrelets s’alignent sur la droite Terre–Lune. C’est un équilibre stable : ensuite le couple, en moyenne, n’accélère ni ne freine.

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