Phase lunaire

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Orbite de la Lune autour de la Terre et position des phases lunaires. Le Soleil est situé à droite.
Cette animation montre un ensemble de vues simulées de la Lune, à partir de l'hémisphère nord, sur une période d'un mois, comme si une photographie avait été prise chaque jour à la même heure. Elle permet de mettre en évidence les phases et le cycle lunaires.
Le mouvement haut/bas de l'animation met en évidence le phénomène de libration lunaire.

En astronomie, la phase lunaire désigne une portion de Lune illuminée par le Soleil et vue à partir de la Terre. Cette dernière correspond à la partie de la Lune orientée à la fois vers la Terre et vers le Soleil. Puisque la Lune se déplace en orbite autour de la Terre, les phases lunaires changent d'une journée à l'autre, complétant un cycle au bout d'une lunaison, d'une durée d'environ 29,5 jours. La Lune présentant toujours la même face envers la Terre et son orbite étant peu inclinée, les phases lunaires présentent à peu près toujours les mêmes parties de la Lune d'un cycle à l'autre.

Il existe quatre phases lunaires principales, délimitées chacune par quatre points caractéristiques de l'apparence lunaire :

  • La nouvelle lune ou lune nouvelle[1] : la Lune et le Soleil sont en conjonction par rapport à la Terre[2],[3],[4] ; la Lune se trouve exactement entre le Soleil et la Terre. Elle n'apparaît donc pas dans le ciel de nuit, mais en journée et seule sa face cachée est illuminée.
  • Le premier croissant, où la surface éclairée augmente à chaque jour jusqu'au premier quartier.
  • Le premier quartier[5],[6] : la Lune est en quadrature[4] Est[2] ; il s'agit d'une demi-Lune ; la Lune prend alors, dans l'hémisphère nord, la forme d'un D.
  • La lune gibbeuse croissante,
  • La pleine lune ou lune pleine[7] : la Lune et le Soleil sont en opposition par rapport à la Terre[2],[8],[4]. La face visible est alors entièrement éclairée,
  • La lune gibbeuse décroissante,
  • Le dernier quartier[5],[6] : la Lune est en quadrature[4] Ouest[2] ; il s'agit également d'une demi-Lune : la Lune prend alors, dans l'hémisphère nord, la forme de la panse d'un d.
  • Le dernier croissant, où la surface éclairée diminue à chaque jour jusqu'à la nouvelle lune suivante. Dans l'hémisphère nord, la Lune prend tranquillement la forme d'un C.

Il est possible de décrire la phase au moyen d'une quantité appelée âge de la lune[9]. Il s'agit du temps écoulé depuis l'instant de la dernière nouvelle lune, généralement exprimé en jour solaire. L'âge de la lune permet ainsi, notamment, de repérer la position approximative du terminateur au cours d'une lunaison. Il est également utilisé comme base de différents types de calendriers lunaires.

Bien que la partie éclairée de la Lune visible à partir de la Terre soit la même partout à sa surface, l'orientation de cette dernière par rapport à l'horizon donne un aspect différent à la Lune selon la latitude de l'observateur[10],[11].

Description[modifier | modifier le code]

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

Les phases de la Lune découlent du fait que la moitié illuminée de la Lune est vue sous différents angles à partir de la Terre. Ainsi, contrairement à certaines croyances, les phases ne sont pas causées par l'ombre de la Terre sur la Lune[12],[13]. 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 elle 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.

La durée moyenne d'une lunaison est de 29 jours 12 heures 44 minutes et 2,9 secondes, soit environ 29,53 jours (plus précisément 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.

Le côté éclairé de la Lune indique la direction du Soleil. Pour un observateur terrien, la Lune se « déplace » moins rapidement dans le ciel que le Soleil. À partir de la nouvelle lune, elle prend environ 50 minutes de retard à chaque jour (les 24 heures d'un jour divisées par les ~29 jours de lunaison). Lors des premières phases, elle suit le Soleil et se couche peu de temps après ce dernier. Au fur et à mesure que les jours passent, la Lune se lève de plus en plus tard. Environ deux semaines après la nouvelle lune, elle est à l'opposé du Soleil et elle est pleine. Une semaine plus tard, la Lune est tranquillement « rattrapée » par le Soleil. À partir du dernier quartier, elle se lève de plus en plus tôt le matin, pour finalement se lever en même temps que le Soleil lors de la nouvelle lune suivante.

Lorsque la Lune est vieille ou jeune, c'est-à-dire lorsqu'elle n'est qu'à quelques jours avant ou après 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.

Cycle[modifier | modifier le code]

Moon phases 00.jpg

Le cycle de la lunaison est toujours le même et les différentes phases de la Lune se succèdent toujours dans le même ordre :

  • 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 et est à proximité d'un nœud.
  • 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, le 27 septembre 2004.
  • 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 lunaires.
C’est à cette phase que peut se produire une éclipse lunaire, lorsque la lune, à proximité d'un nœud, traverse l’ombre de la Terre et semble y disparaître.
  • 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.

Le cycle lunaire est parfois comparé au cycle des quatre saisons du climat tempéré, avec la nouvelle et pleine lunes comparées aux solstices d'hiver et d'été, et les premier et dernier quartiers comparés aux équinoxes de printemps et d'automne.

Observation[modifier | modifier le code]

Lune ascendante.svg

Lors de la phase croissante de la Lune, sa partie Ouest est illuminée, alors que c'est sa partie Est qui l'est lors de la phase décroissante.

Dans l'hémisphère nord, par rapport à l'horizon, c'est la partie droite qui est illuminée lors de la croissance et la partie gauche lors de la décroissance. Dans l'hémisphère sud, c'est l'inverse.

Mnémotechnique[modifier | modifier le code]

Pour les francophones, dans l'hémisphère nord, il existe des trucs mnémotechniques permettant de retenir les différentes phases. Ainsi, 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.

Ceci dit on peut également dire que :

  1. Lorsque la Lune a la forme d'un « C », elle décroit (et donc va vers la nouvelle lune),
  2. Lorsque la Lune a la forme d'un « D » elle croit (et donc va vers la pleine lune). Bref il suffit d'inverser les Lettres C et D pour les verbes "croître" et "décroître". Ceci est valable en italien, en polonais et en hongrois (voir la suite).

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 évidemment utiliser C O D.
  • 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 allemand sont utilisés les termes zunehmender Mond (Lune croissante) et abnehmender Mond (Lune décroissante) en utilisant les lettres minuscules scriptes z dont le ventre est comme une parenthèse ")" et le a dont le ventre est comme une parenthèse "(".
  • 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).

Dans la culture[modifier | modifier le code]

Au cours de l'histoire, plusieurs activités et croyances humaines ont été influencées par les phases de la Lune.

Ainsi, dans l'hémisphère nord, la première lunaison suivant Pâques est appelée lune rousse. Son observation indique un temps nocturne clair qui peut être associé à une gelée faisant roussir les jeunes pousses des plantes. À l'automne, la Lune des moissons, qui correspond à la première pleine lune suivant l'équinoxe d'automne, est associée aux récoltes, alors que la pleine lune suivante est nommée la lune du Chasseur, qui produit des conditions propices à la chasse nocturne.

Calendriers[modifier | modifier le code]

Articles détaillés : calendrier lunaire et calendrier luni-solaire.

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 datant d'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 tenir 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.

Effets des phases[modifier | modifier le code]

Marées[modifier | modifier le code]

Article détaillé : marée.

Bien que les phases n'aient pas d'influence sur les marées, elles indiquent les moments où la position de la Lune influence l'amplitude de celles-ci.

Ainsi, lors de la pleine lune et de la nouvelle lune, c'est-à-dire lorsque la Terre, la Lune et le Soleil sont sensiblement dans le même axe (on parle de syzygie), l'influence des corps célestes s'additionne et les marées sont de plus grande amplitude (vives-eaux). Au contraire, lors du premier et du dernier quartiers, lorsque les trois corps sont en quadrature, l'amplitude est plus faible (mortes-eaux)[14].

Sur la faune et la flore[modifier | modifier le code]

La luminosité accrue de l'environnement nocturne en phase de pleine lune a un effet sur certaines espèces animales.

Le cycle lunaire a également été lié à certains cycles biologiques, voire à la santé humaine[15]. Ainsi, certaines croyances attribuent une influence des phases lunaires sur le caractère, voire des phases de folie, chez les « lunatiques »[16] ou les épileptiques. Les études à ce niveau sont cependant insuffisantes pour en tirer des tendances significatives[17].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Définitions lexicographiques et étymologiques de « lune » (sens B, 2, a) du Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales [consulté le 27 mai 2016].
  2. a, b, c et d Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (dir.), Le Manuel des éclipses, Les Ulis, EDP Sciences, , XIII-276 p., 24 cm (ISBN 2-86883-810-3 et 978-2-86883-810-0, OCLC 62878048, notice BnF no FRBNF40032811), chap. 3 (« Généralités et définitions »), § 3 (« Les phases de la Lune »), p. 35 [lire en ligne (page consultée le 27 mai 2016)], 36 [lire en ligne (page consultée le 27 mai 2016)] et 37 [lire en ligne (page consultée le 27 mai 2016)].
  3. Jean-Marc Brissaud, « Conjonction, astronomie » [html], sur universalis.fr, Encyclopædia Universalis [en ligne] (consulté le 27 mai 2016).
  4. a, b, c et d Jean-Marc Brissaud, « Phases, astronomie » [html], sur universalis.fr, Encyclopædia Universalis [en ligne] (consulté le 27 mai 2016).
  5. a et b Définitions lexicographiques et étymologiques de « lune » (sens B, 2, c) du Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales [consulté le 27 mai 2016].
  6. a et b Définitions lexicographiques et étymologiques de « quartier » (sens A, 2, c) du Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales [consulté le 27 mai 2016].
  7. Définitions lexicographiques et étymologiques de « lune » (sens B, 2, b) du Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales [consulté le 27 mai 2016].
  8. Jean-Marc Brissaud, « Opposition, astronomie » [html], sur universalis.fr, Encyclopædia Universalis [en ligne] (consulté le 27 mai 2016).
  9. Définitions lexicographiques et étymologiques de « âge » (sens B, 2) du Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales [consulté le 27 mai 2016].
  10. Didier Jamet, « Phases lunaires suivant la position de l'observateur sur la Terre », sur Ciel des Hommes
  11. (en) « Do you see different phases of the Moon around the world? »
  12. « Vrai ou faux : la Terre fait de l'ombre à la Lune ? »
  13. « Idées reçues en astronomie »
  14. Pourquoi y a-t-il alternance des vives et des mortes-eaux ?
  15. (en) Aristomenis K. Exadaktylos, Stephan Hauser, Juerg Luterbacher, Urs Marti, Heinz Zimmermann et Urs E. Studer, « Letter to the editor The Moon and the Stones. Can the Moon’s Attractive Forces Cause Renal Colic ? », The Journal of Emergency Medicine, vol. 22, no 3,‎ , p. 303–305
  16. (en) Daniel E. Myers, « Emergency forum Gravitational effects of the period of high tides and the new moon on lunacy », The Journal of Emergency Medicine, vol. 13, no 4,‎ juillet-août 1995, p. 529–532 (résumé)
  17. (en) Selim R. Benbadis, Stanley Chang, Joel Hunter, Wei Wang, « Brief Communication The influence of the full moon on seizure frequency: myth or reality? », Epilepsy & Behavior, vol. 5, no 4,‎ , p. 596–597 (résumé)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

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