Coucher de Soleil à l’équinoxe de septembre. © Michael, fotolia

Sciences

Équinoxe d'automne : pourquoi ne tombe-t-il pas toujours le 21 septembre ?

Question/RéponseClassé sous :Astronomie , mécanique céleste , équinoxe d'automne

Dans l'hémisphère nord (et vice-versa dans l'hémisphère sud), l'équinoxe de septembre ne se produit pas toujours le 21 ? Même phénomène pour celui du printemps : l'équinoxe de mars a le plus souvent lieu le 20. Pour quelles raisons ?

En 2017, l'équinoxe de septembre marquant le début de l'automne dans l'hémisphère nord, et le début du printemps dans l'hémisphère sud, est officiellement le 22 septembre à 20 h 02 TU (22 h 02 heure de Paris). En 2016, c'était aussi le 22 septembre et en 2015, cela tombait le 23 septembre. Quant à l'équinoxe de mars, en 2017, le printemps commençait dans l'hémisphère boréal le 20 mars à 10 h 28 TU. En fait, cette date n'est tombée que deux fois un 21 mars entre 2001 et 2025 : en 2003 et en 2007.

Bref, les équinoxes ne sont pas toujours le 21 mars ou le 21 septembre. Et pour les prochaines années, c'est pareil : les équinoxes de septembre seront le 22 septembre en 2020, 2021 et 2025, et le 23 septembre en 2018, 2019, 2022, 2023 et 2024. À chaque fois, à l'avantage de l'hémisphère nord où le printemps et l'été durent un peu plus longtemps que l'automne et l'hiver (et l'inverse pour l'hémisphère sud). 92,7 jours environ pour le printemps, 93,7 jours pour l'été, 90 jours pour l'automne et 89 jours pour l'hiver. Mais pourquoi toutes les saisons ne commencent-elles pas toujours le 21 ?

Le terminateur — la ligne qui sépare le jour et la nuit —, vu de l’espace et à la même heure chaque jour, change au fil des mois, du fait de la révolution de la Terre, inclinée à 23,27° par rapport au plan de son orbite autour du Soleil. Lors du solstice de décembre, l’ensoleillement est bien moindre dans l’hémisphère nord que dans celui du sud : c’est l’hiver. Six mois plus tard, c’est l’inverse. Et entre deux, la durée du jour et de la nuit est égale : ce sont les équinoxes de mars et de septembre. © 2010 Eumetsat

L’orbite de la Terre n’est pas circulaire

Lors des deux équinoxes annuels — le terme vient du latin æquinoctiumæquus signifiant égal et nox, nuit — le jour est égal à la nuit partout dans le monde. Le Soleil se lève à l'est et disparaît 12 heures plus tard sous l'horizon ouest. Ces jours-là, pour ceux qui sont sur l'équateur, l'astre solaire culmine dans le ciel, au zénith, au milieu de la journée.

Ce phénomène est dû à l'inclinaison du globe terrestre par rapport au plan de l'orbite de la Terre autour du Soleil (l'écliptique). Comme l'axe de rotation est penché, la durée du jour et de la nuit varie au fil de sa révolution, de même que l'ensoleillement. Et si ce n'était pas le cas, et que l'axe était perpendiculaire au plan de l'écliptique, l'ensoleillement et la durée du jour serait alors identique toute l'année. Il n'y aurait pas de saison et chaque jour ressemblerait à tous les autres.

Revenons aux équinoxes. S'ils ne tombent pas (toujours) un 21 mars ou 21 septembre, c'est surtout parce que l'orbite de la Terre autour de notre étoile n'est pas parfaitement circulaire. La longueur des saisons ne peut donc être toujours parfaitement identique. C'est le 4 juillet que la Terre atteint le point de son orbite — elliptique donc — le plus éloigné du Soleil : environ 152 millions km. Et c'est autour du 3 janvier qu'elle atteint le point le plus proche : 147 millions de km.

Aussi, plus la Terre se rapproche, plus elle accélère — la vitesse de déplacement angulaire de la Terre autour du Soleil augmente : deuxième loi de Kepler — et plus elle s'éloigne, plus elle ralentit. À ces causes s'ajoutent que les années durent 365 jours un quart, il faut donc un jour en plus tous les quatre ans (année bissextile).