Phase lunaire

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En astronomie, la phase lunaire désigne une portion de Lune illuminée par le Soleil et vue à partir de la Terre.

Le Soleil éclaire toujours la moitié de la Lune mais l'observateur terrestre n'en a pas toujours l'impression.

La Lune tournant en orbite autour de la Terre, les positions relatives du Soleil, de la Terre et de la Lune changent constamment. Puisque la Lune est visible uniquement en raison de la lumière du Soleil qu'elle réfléchit, seule la partie de la Lune orientée à la fois vers la Terre et vers le Soleil est visible.

Il existe plusieurs phases lunaires :

  • La nouvelle Lune : la Lune se trouve exactement entre le Soleil et la Terre. Elle n'apparait pas dans le ciel de nuit, mais en journée et présente sa face obscure à la Terre. Elle n'est alors pas observable.
  • Le premier croissant : la Lune réapparait dans le ciel nocturne.
  • Le premier quartier : la Lune prend alors la forme d'un D.
  • La lune gibbeuse croissante.
  • La pleine lune : La Lune est alors ronde car elle est en opposition au Soleil, qui éclaire donc totalement la moitié tournée vers la Terre.

Les phases lunaires servent, depuis toujours, aux êtres humains à se repérer dans le temps, elles sont peut-être à l'origine de la semaine et du mois. Elles correspondent au cycle des marées.

La Lune se lève vers l'est pour se coucher vers l'ouest mais c'est dû à la rotation terrestre et ce mouvement n'est qu'apparent. Par contre son mouvement autour de la Terre s'effectue d'ouest en est.

Le cycle lunaire serait lié à certains cycles biologiques et selon de nombreuses traditions et observations, on a pu lui attribuer dans le passé une incidence météorologique[1], jamais mise en évidence scientifiquement, voire sur la santé[2].

On a cru autrefois qu'il influençait le caractère, voire des phases de folie, chez les lunatiques[3] ou les épileptiques (ce qui n'a pas pu être scientifiquement démontré[4]).

Positions par rapport au Soleil[modifier | modifier le code]

Les phases de la Lune découlent du fait que l'on voit la moitié illuminée de la Lune sous différents angles et ne sont donc pas causées par l'ombre de la Terre sur la Lune. Ces phases dépendent des positions relatives du Soleil, de la Lune et de la Terre : la Lune est pleine (elle apparaît alors comme un disque) quand le Soleil et la Lune sont chacun de part et d'autre de la Terre et devient invisible (nouvelle Lune) quand ils sont chacun alignés du même côté de la Terre.


Pendant que la Lune orbite autour de la Terre, elle décroît et la surface illuminée par le Soleil diminue. Cela continue jusqu'à ce que la Lune disparaisse totalement lors de la nouvelle Lune, lorsqu'elle est située entre la Terre et le Soleil et donc que la moitié illuminée ne peut être vue à partir de la Terre. Un cycle complet s'appelle la lunaison.

Position de la Lune et phase lunaire.

La durée moyenne entre deux pleines lunes est de 29 jours 12 heures 44 minutes et 2,9 secondes soit environ 29,53 jours (plus précisément \frac{1}{\frac{1}{27,322}-\frac{1}{365,25}} si on applique la formule découverte par Copernic). C'est la période synodique de la Lune. Cette durée est plus longue que le temps qu'il faut à la Lune pour faire un tour autour de la Terre, sa période orbitale (ou période sidérale), car durant ce laps de temps la Terre s'est aussi déplacée autour du Soleil.

Noms des phases lunaires[modifier | modifier le code]

Moon phases 00.jpg

Les différentes phases de la Lune ont des noms différents :

  • La nouvelle lune (1) : elle se situe en conjonction avec le Soleil et sa face visible n’est pas éclairée directement par lui mais seulement par la faible réflexion par la Terre de la lumière solaire ; elle n'apparaît pas dans le ciel de nuit mais seulement en journée, alors que sa face obscure est très nettement moins lumineuse que la clarté du jour, diffusée également dans le ciel par l’atmosphère, ce qui la rend difficilement observable.
    C’est à cette phase que peut se produire une éclipse solaire, lorsque la lune, pratiquement invisible, s’intercale temporairement entre le Soleil et la Terre.
    Cette éclipse solaire, peu fréquente, sera totale si cette traversée a lieu autour de midi lorsque le plan de rotation de la Lune autour de la Terre est très proche du plan de l’écliptique. Le plus souvent l’éclipse n’est que partielle et difficilement observable sans instrument, la lune ne couvrant pas une surface suffisante du disque solaire.
    Cependant, selon la période de l’année où elle a lieu, elle peut être annulaire quand la Terre est plus proche du Soleil (autour des équinoxes de printemps et d’automne) et que le disque solaire vu de la Terre est alors légèrement plus grand.
    Dans tous les cas, l’observation à l’œil nu de toute éclipse solaire (même totale) est dangereuse pour l’œil.
  • Alors que la Lune est croissante, c’est-à-dire que la proportion de sa surface illuminée visible depuis la Terre augmente, et que sa position dans le ciel, observé à minuit, n’est d’abord pas observable de nuit puis n’est observable qu’en début de nuit mais pas encore à minuit, puis parcourt le ciel d’ouest vers l’est, en montant depuis son coucher à l’ouest jusqu’à atteindre son zénith, le tout dans une période de deux semaines, les phases sont :
    • le premier croissant (2), qui correspond à sa réapparition dans le ciel nocturne (sous la forme d’un arc en 'c' inversé, tel que celui de la lettre 'p' minuscule, comme « premier », dans l'hémisphère nord) : la lune n’est facilement visible qu’au tout début de la nuit avant son coucher à l’ouest, peu après celui du Soleil ;
    • le premier quartier (3) : la Lune est en quadrature avec le Soleil (et forme un 'D' majuscule rempli dans l'hémisphère nord) ; elle est difficile à observer lors de son lever à l'est en mi-journée, à cause de la clarté atmosphérique, mais s’observe facilement assez haut dans le ciel vers la fin de l’après-midi, on l’observe le mieux à son zénith lors du coucher du soleil, et encore très facilement pendant toute la première moitié de la nuit, jusqu’à son coucher à l’ouest vers minuit ;
    • la lune gibbeuse (bossue) croissante (4). À cette période, la Lune est au 3/4 pleine et arrondie comme par une bosse, mais elle se couche et disparait, à l'ouest, 3 heures avant le lever du Soleil.
  • La pleine lune (5) : elle est maintenant en opposition avec le Soleil et sa face visible est entièrement éclairée par lui. Si l'on observe bien on peut distinguer les "mers" (ce sont les taches sombres qui sont en fait des restes de laves de composition basaltique s'étant jadis écoulées sur la Lune).
C’est à cette phase que peut se produire une éclipse lunaire, lorsque la lune, normalement entièrement visible de nuit, traverse l’ombre de la Terre et semble y disparaître. Cette éclipse, assez fréquente, sera totale si cette traversée a lieu lorsque le plan de rotation de la Lune autour de la Terre est assez proche du plan de l’écliptique, et est observée autour de minuit (cette traversée de la Lune dans l’ombre de la Terre n’aura pas lieu partout à minuit sur Terre et la différence d’angle de vision de la Lune suffira pour qu’on en distingue encore un arc éclairé).
  • L’observation à l’œil nu d’une éclipse lunaire n’est pas dangereuse pour l’œil car on ne perçoit que la lumière réfléchie par la surface de la Lune et pas directement le rayonnement solaire.
  • Alors que la Lune est décroissante, c’est-à-dire que la proportion de sa surface illuminée visible depuis la Terre diminue, et que sa position dans le ciel, observé à minuit, parcourt le ciel d’ouest en est, en descendant depuis le zénith jusqu’à son lever à l’est, n’est d’abord plus observable à minuit mais seulement en fin de nuit, puis plus observable du tout la nuit, le tout dans une période de deux semaines, les phases s’inversent :
    • la lune gibbeuse décroissante (6) ;
    • le dernier quartier (7) : la Lune est en quadrature avec le Soleil (et forme un 'D' inversé majuscule rempli dans l'hémisphère nord) ;
    • le dernier croissant (8), qui correspond à sa disparition dans le ciel nocturne (elle forme un arc en 'c' tel que celui de la lettre 'd' minuscule, comme « dernier » ou « décroissant », dans l'hémisphère nord).

En anglais, on utilise parfois le terme old moon (vieille lune) pour désigner la nouvelle lune à la fin d'un cycle ; on utilise aussi le terme half-moon pour désigner le premier et le dernier quartier ; enfin on utilise parfois le terme dark moon (lune noire/sombre) pour désigner la nouvelle lune, le terme new moon désigne alors le moment où le premier croissant devient visible.

Éclipses[modifier | modifier le code]

Une éclipse de Lune ne peut se produire que durant la pleine lune lorsque celle-ci est à proximité d'un nœud ; de même, une éclipse de Soleil ne peut se produire que durant la nouvelle lune lorsque celle-ci est à proximité d'un nœud. Il y a au minimum 4 éclipses par an (partielle, annulaire, par la pénombre voire totale) : deux de Soleil et deux de Lune, mais certaines années[5] il peut y en avoir sept.
Elles ne sont toutefois pas visibles depuis les mêmes lieux.

Lumière cendrée[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Clair de Terre.

Lorsque la Lune est jeune, c'est-à-dire lorsqu'elle n'est qu'à quelques jours de la nouvelle lune (ou vieille, quelques jours avant la nouvelle Lune), on peut voir la partie obscure de son disque, qui brille d'un faible éclat grisâtre, c'est la lumière cendrée. Ceci est dû à la réflexion de la lumière terrestre sur la surface lunaire, d'où l'appellation alternative de clair de Terre. En effet, quand la Lune est nouvelle, la Terre est « pleine » pour un observateur lunaire — et la Terre est un objet très lumineux dans le ciel lunaire, car d'une part plus étendu, plus large, et d'autre part plus réfléchissant que le sombre régolite.

Vue des hémisphères[modifier | modifier le code]

Lune ascendante.svg

Dans l'hémisphère nord, lors de la phase croissante de la Lune, c'est la partie droite qui est illuminée, lors de la phase décroissante, c'est la partie gauche qui est illuminée. Dans l'hémisphère sud, c'est l'inverse.

Il vaut mieux donc retenir ce qui est valable dans les deux hémisphères :

  • lors de la phase croissante de la Lune, c'est la partie ouest qui est illuminée ;
  • lors de la phase décroissante, c'est la partie est qui est illuminée ;

Il est préférable d'utiliser ici les termes croissante et décroissante et réserver les termes d'ascendante et descendante pour exprimer le fait que la Lune ne passe pas tous les jours à la même hauteur dans le ciel par rapport à l'horizon, phénomène qui ne se déroule pas au même rythme que les phases de la Lune (on parle aussi du rythme tropique lunaire).

La pleine lune, le 27 septembre 2004.

Mnémotechnique[modifier | modifier le code]

Pour les francophones, dans l'hémisphère nord : lorsqu'on place un trait joignant les deux cornes de la lune, et qu'on y voit un "p" minuscule, la lune est à son premier quartier et va vers la pleine lune, et lorsqu'on y voit un "d" minuscule elle est à son dernier quartier.

Il existe d'autres mnémoniques dans d'autres langues :

  • En anglais, on utilise DOC, en référence aux formes des lettres D, O et C à la forme de la Lune lorsqu'elle est respectivement croissante, pleine et décroissante ; dans l'hémisphère sud, il faut bien sûr utiliser COD au lieu de DOC.
  • En italien, tout comme d'ailleurs en français, on dit ainsi que la Lune est une menteuse, mais ce uniquement dans l'hémisphère nord : en effet, la Lune ressemble à un C, comme dans crescere (croître) quand elle est décroissante, et elle ressemble à un D, comme dans decrescere (décroître) lorsqu'elle est croissante. L'inverse se produit à nouveau dans l'hémisphère sud. Une variante utilisée en français dans l'hémisphère nord est celle des lettres "p" et "d" minuscules en prolongeant le terminateur lunaire : on obtient un "p" au premier quartier et un "d" au dernier quartier.
  • En polonais, on retient C pour cofa się (revenir) et D pour dopełnia się (se remplir).
  • En hongrois: D pour dagad (bouffer, croître), C pour csökken (baisser, décroître).

Une autre méthode, non mnémotechnique celle-ci, qui permet d'éviter de se perdre dans les lettres, est de savoir que la Lune, pour un observateur terrien, va moins vite dans le ciel que le Soleil. Elle prend 50 minutes de retard chaque jour (les 24 heures d'un jour divisé par les 29 jours de lunaison). Le côté éclairé de la Lune indique la direction du Soleil. Lors des premières phases, elle (prend du retard et) suit le Soleil et est donc (dans l'hémisphère nord) éclairée par la droite. Après une semaine, le premier quartier est donc un 'D'. En s'éloignant du Soleil, la partie éclairée augmente, c'est la phase croissante. Deux semaines après la nouvelle Lune, la Lune est à l'opposé du Soleil, elle est pleine. une semaine plus tard, à force d'avoir accumulé du retard, elle est rattrapée par le Soleil. En dernier quartier, avant le lever du Soleil, la Lune, suivie par le Soleil, est éclairée par la gauche. Elle se présente comme un demi-cercle formé à gauche, comme un D à l'envers. Le Soleil se rapprochant chaque jour d'avantage, la partie éclairée diminue, la Lune est décroissante.

Phases lunaires et calendriers[modifier | modifier le code]

Les calendriers lunaires et les calendriers luni-solaires sont basés sur les cycles de la Lune.

Un calendrier luni-solaire (comme le calendrier chinois, le calendrier hébreu, les calendriers chrétiens pascals ou les anciens calendriers grecs ou romains avant le calendrier julien) prend comme base les lunaisons pour leurs mois et le début de leurs années, mais varie le nombre de leurs mois dans leur année calendaire, afin de recaler les saisons : comme une année solaire (environ 365,25 jours) dure un peu plus de 12,5 lunaisons (environ 29 jours chacune), près de la moitié des années calendaires ne comprendront que 12 mois lunaires, et un peu plus de la moitié des autres années calendaires auront un 13e mois supplémentaire (mois intercalaire), ajouté selon des règles complexes propre à chaque calendrier luni-solaire (généralement basées sur la fixation dans le calendrier de la date lunaire la plus proche de l’équinoxe vernale), afin de rattraper le retard pris par le calendrier sur l’année solaire.

Dans certains calendriers luni-solaires, si certains mois calendaires ont une durée fixe, la répartition des longueurs des autres mois de l’année calendaire peut aussi être légèrement modifiée pour que l’équinoxe vernale se produise à une date calendaire fixe ou avec un écart plus réduit que la moitié d’un mois calendaire. Lorsqu’un calendrier luni-solaire vient intercaler un mois supplémentaire, la durée en jours de ce mois peut ainsi être ajustée légèrement pour améliorer la précision du recalage de l’année calendaire sur l’année solaire, même si les lunaisons ne sont plus aussi exactement ajustées sur tous les autres mois calendaires.

Ce qui n'est pas le cas d'un calendrier purement lunaire comme le calendrier musulman qui comprend un nombre fixe de mois lunaires (la durée de certains mois peut cependant varier légèrement pour conserver au mieux la synchronisation des mois calendaires avec les lunaisons, sans ternir compte de la conservation des saisons).

Ce n’est pas le cas non plus des calendriers solaires (comme le calendrier julien et le calendrier grégorien) qui ne cherchent plus à synchroniser les lunaisons mais seulement à ajuster la longueur (en jours entiers) des années calendaires afin d’éviter leur dérive avec les années solaires.

Phase lunaire et faune[modifier | modifier le code]

Il n'existe pas de preuve scientifique que champ magnétique terrestre et l'activité géomagnétique varient avec les phases de la Lune. Des variations à courte période existent (de 20 à 90 μT) mais elles trouvent leur source dans la haute atmosphère.

Certains auteurs estiment pourtant que la pleine lune augmente la sensibilité magnétoréceptrice de nombreux animaux. Il a été démontré que certaines espèces (migratrices et notamment migratrices nocturnes en général) détectent des changements subtils de quelques dizaines de nT, suffisants pour leur permettre d'entretenir leur « carte magnétique ». De nombreux animaux migrateurs sont sensibles au champ magnétique terrestre[6] mais le rapport avec les phases lunaires reste à démontrer.

La luminosité accrue de l'environnement nocturne en phase de pleine lune permet aussi aux espèces de mieux voir, mais peut inhiber le comportement de certaines espèces (peut-être pour les protéger des prédateurs qui chassent « à vue »).

Phase lunaire et flore[modifier | modifier le code]

La croyance populaire veut que les végétaux soient sensibles aux phases lunaires mais aucune étude scientifique n'a jamais confirmé ou infirmé cette croyance[7] mis à part peut être l'étude du Suisse Ernst Zurcher parue dans Nature en 1998[8]. [Tout récemment, E. Zürcher a publié un article sur le sujet dans la revue Trees-Structure and Function, 27 août 2009]

La circulation de sève est au ralentie pendant l'hiver, ceci est lié à la température et à l'absence de feuilles. Elle reprend en fin d'hiver (dès mi-février) pour à nouveau ralentir en été (bonne adaptation des plantes pour économiser l'eau), une petite reprise a lieu à la fin de l'été, en septembre. Ceci indépendamment des phases de la Lune.

Les astronomes sont très sceptiques sur ces influences de la Lune. De nombreuses erreurs fleurissent sur le sujet. Par exemple, l'attraction de la Lune n'est pas plus forte en pleine lune ou en nouvelle lune. On a observé des cultures d'une qualité parfaite si l'on cultive à l'inverse des préconisations lunaires.

Autre erreur courante, les végétaux ou les hommes seraient influencés par la Lune car ils sont composés en bonne partie d'eau. Or, les forces de gravitation comme les forces de marée agissent indifféremment sur les liquides et les solides. Il existe d'ailleurs des marées terrestres qui font monter et descendre la croûte terrestre de plusieurs dizaines de centimètres. L'importance des marées océaniques vient de ce que l'eau n'offre pratiquement aucune résistance à la déformation, contrairement à la croûte terrestre. Seules des expériences pourraient montrer une influence éventuelle de la Lune mais aucune n'a été déterminante.

L'attraction lunaire provoque les marées et attire légèrement tous les corps mais en raison de la masse de ceux-ci. Les liquides étant plus meubles que les solides, les marées se forment, mais les liquides composant la sève des plantes n'a pas une masse assez importante pour être soumise à l'attraction (précisons que les marées lunaires sont déjà inexistantes sur les Grands Lacs américains). Dans le texte qui suit, les calendriers des jardins ne sont pas axés sur l'éclairage (Lune croissante/décroissante) mais sur sa distance à la Terre (trajectoire ellipse : apogée 406 000 km ; périgée à 356 000 km) et sa force d'attraction (basée sur la masse de 2 corps et la distance séparant ces corps). Précisons encore que la masse de l'eau des végétaux étant de zéro devant celle de la Lune, l'attraction qui en résulte est évidemment elle aussi de zéro.

Dans les croyances populaires ci après, remplacez le terme Lune croissante/décroissante par (Lune se rapprochant de la Terre/Lune s'en éloignant).

Voici quelques-unes des croyances que l'on retrouve dans de nombreux calendriers pour jardiniers : La montée de la sève

  • Pendant toute la phase croissante de la Lune, la sève monte dans les végétaux, ce serait une quinzaine favorable pour la partie aérienne de la plante.
  • Lors de la nouvelle Lune, l'attraction lunaire est maximale et attire l'eau vers la surface, ce qui permettrait une bonne germination des graines grâce à une croissance égale de la partie foliaire et de la partie racinaire.
  • Après le premier quartier (c’est-à-dire dans la seconde période de la phase croissante), l'attraction lunaire est plus faible mais la lumière lunaire est forte, ce qui favoriserait la croissance foliaire (si on tond ou on taille à cette période, le gazon ou l'arbuste repousse plus vite).
  • Pendant toute la phase décroissante de la Lune, la sève descend dans les racines, ce serait une quinzaine favorable pour la partie racinaire de la plante. C'est donc à la fin de la phase décroissante qu'on recommande de couper les arbres afin qu'il sèche mieux ensuite (puisque c'est à ce moment qu'ils contiennent le moins de sève).
  • Après la pleine lune, l'attraction lunaire est importante mais la lumière diminue, ce qui favoriserait la croissance racinaire. Ce serait donc la bonne période pour planter des végétaux tels que carottes, pommes de terre, oignons et autres bulbes.
  • Après le dernier quartier, l'attraction et la lumière lunaire diminuent. C'est une période de repos où on peut travailler la terre (car la faible lumière lunaire empêche les mauvaises herbes se retrouvant en surface de pousser), transplanter, tailler ou récolter. Si on tond à cette période, le gazon repousse moins vite. On peut greffer juste avant la nouvelle lune.

On peut remarquer que dans ces croyances, la confusion entre variation des phases lunaires et variation de l'attraction de la Lune est omniprésente. Par ailleurs, les jardiniers qui négligent ces conseils obtiennent les mêmes produits.

Article connexe : Pleine lune.

S'orienter grâce à la Lune[modifier | modifier le code]

Quand la Lune est en croissant, les pointes indiquent toujours l'est. De plus, il ne faut pas oublier que la fraction éclairée de la Lune l'est par le Soleil ; on peut donc facilement retrouver la direction de notre étoile sous l'horizon à partir des phases lunaires. Dès lors, en connaissant l'heure approximativement, on retrouve les points cardinaux.

Inclinaison du terminateur[modifier | modifier le code]

Le terminateur de la Lune est perpendiculaire à l'écliptique. Son inclinaison apparente, par rapport à l'horizon de l'observateur, varie au cours du parcours journalier de la Lune dans le ciel. On parle également de Lune 'montante' et de Lune 'descendante' suivant qu'elle apparaît d'un jour à l'autre plus haut dans le ciel (ou plus bas).

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. G. Emerson, M. D. (1835), Note of an observer On the influence of the moon upon the weather, from a lecture before the class of the Franklin Institute ; Journal of the Franklin Institute ; Volume 19, Issue 4, April 1835, Pages 238–243, delivered March, 1834
  2. Aristomenis K. Exadaktylos, MDa, Stephan Hauser, MDb, Juerg Luterbacher, PhDc, Urs Marti, PhDa, Heinz Zimmermann, MDa, Urs E. Studer, MDb (2002), Letter to the editor The Moon and the Stones. Can the Moon’s Attractive Forces Cause Renal Colic ?  ; The Journal of Emergency Medicine Volume 22, Issue 3, April 2002, Pages 303–305
  3. Daniel E. Myers (1995), Emergency forum Gravitational effects of the period of high tides and the new moon on lunacy ; The Journal of Emergency Medicine Volume 13, Issue 4, July–August 1995, Pages 529–532 (résumé)
  4. Selim R. Benbadis, Stanley Chang, Joel Hunter, Wei Wang (2004), Brief Communication The influence of the full moon on seizure frequency: myth or reality? ; Epilepsy & Behavior  ; Volume 5, Issue 4, August 2004, Pages 596–597 (résumé)
  5. Il s'agit des années calendaires, cela ne traduit pas directement une tendance à une fréquence plus importante.
  6. T. Ritz (2009), Magnetic Sense in Animal Navigation  ; Encyclopedia of Neuroscience, Pages 609–614  ; University of California at Irvine, Irvine, CA, USA
  7. Age-Old Moon Gardening Growing in Popularity
  8. The Moon Through The Trees

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Article connexe[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Jean-Luc Legault, l'Astronomie pour comprendre l'Univers, Éditions CEC, 2008 (ISBN 978-2-7617-2715-0)