Si la Terre tourne de 360° en un jour sidéral, pourquoi nos jours font-ils 24 heures ?

24 heures, c’est le jour solaire, calé sur le Soleil. Après un tour de 360° par rapport aux étoiles, le Soleil n’est pas encore sur le même méridien : la Terre doit encore « rattraper » environ 1° de déplacement orbital — environ quatre minutes.

Cela explique-t-il l’alternance des saisons ?

Non. L’inclinaison de l’axe sur le plan de l’orbite est volontairement ôtée, pour ne garder que la géométrie du jour. Les saisons viennent de l’inclinaison de l’axe ≈ 23,4°, et non de la durée du jour solaire ni de la distance au Soleil.

À quoi le temps sidéral sert-il aux astronomes ?

Il est calé sur le fond fixe des étoiles : une étoile donnée revient au même méridien au bout d’un jour sidéral. C’est plus commode pour pointer un télescope. Le temps solaire « dérive » un peu au cours de l’année.

L’écart de quatre minutes est-il constant ?

Dans le modèle circulaire, oui. Sur l’orbite elliptique réelle, et à cause de l’inclinaison de l’axe, la durée du jour solaire varie de quelques secondes ; c’est l’équation du temps. L’écart moyen reste d’environ 4 minutes.

Jour sidéral et jour solaire

Le jour solaire est plus long que le jour sidéral d’environ 4 minutes : pendant un tour, la Terre se déplace encore sur son orbite.

À propos du modèle

Le jour sidéral est un tour complet de la Terre de 360° par rapport aux étoiles lointaines. Le jour solaire est plus long : pendant ce temps la Terre se déplace sur son orbite, et pour que le Soleil se retrouve sur le même méridien local (midi), il faut encore un petit angle de rotation. En un jour, la Terre parcourt sur l’orbite environ 360°/365,25 ≈ 0,986°, donc le jour solaire exige une rotation ≈ 360,986°. L’écart de temps vaut ≈ (0,986°/360°) · 24 h ≈ 3,94 min — environ quatre minutes. L’orbite est circulaire, la vitesse constante, l’inclinaison de l’axe n’est pas prise en compte (pas d’équation du temps). Le temps de tous les jours est calé sur le jour solaire ; le jour sidéral sert à ce qu’une étoile revienne au même point du ciel.

Public : Première, terminale et L1 : rotation et révolution de la Terre, systèmes de temps.

Notions clés

jour sidéral
jour solaire
rotation de la Terre
révolution de la Terre
méridien local
vitesse angulaire
équation du temps

Comment ça marche

Le jour solaire se définit par deux passages consécutifs du Soleil au méridien. Comme la Terre tourne aussi autour du Soleil, elle doit tourner par rapport aux étoiles lointaines un peu plus qu’un tour complet entre deux midis. Le jour sidéral est plus court que le jour solaire d’environ quatre minutes.

Questions fréquentes

Si la Terre tourne de 360° en un jour sidéral, pourquoi nos jours font-ils 24 heures ?: 24 heures, c’est le jour solaire, calé sur le Soleil. Après un tour de 360° par rapport aux étoiles, le Soleil n’est pas encore sur le même méridien : la Terre doit encore « rattraper » environ 1° de déplacement orbital — environ quatre minutes.
Cela explique-t-il l’alternance des saisons ?: Non. L’inclinaison de l’axe sur le plan de l’orbite est volontairement ôtée, pour ne garder que la géométrie du jour. Les saisons viennent de l’inclinaison de l’axe ≈ 23,4°, et non de la durée du jour solaire ni de la distance au Soleil.
À quoi le temps sidéral sert-il aux astronomes ?: Il est calé sur le fond fixe des étoiles : une étoile donnée revient au même méridien au bout d’un jour sidéral. C’est plus commode pour pointer un télescope. Le temps solaire « dérive » un peu au cours de l’année.
L’écart de quatre minutes est-il constant ?: Dans le modèle circulaire, oui. Sur l’orbite elliptique réelle, et à cause de l’inclinaison de l’axe, la durée du jour solaire varie de quelques secondes ; c’est l’équation du temps. L’écart moyen reste d’environ 4 minutes.

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