Heure et Equation du temps

Francis MICHEL

19 mars 2017

Changements d'heure

Quasi universellement l'heure d'été a été instaurée à la fin du XXe siècle mais été abrogée dans certains pays (voir en annexe). Les changements d'heure se font généralement les derniers week-end de mars et d'octobre.

Avant l'introduction du chemin de fer chaque ville réglait son heure de telle façon que le Soleil passe au Sud à midi. Seules les villes à la même latitude avaient la même heure. Cela ne posait pas de réels problèmes car on se déplaçait lentement. Avec le train il fallut uniformiser ce temps pour éviter des confusions d'horaire. En Angleterre on instaura le temps GMT en 1852. Tout le pays utilisa le temps de l'observatoire de Greenwich dans la banlieue de Londres. Très vite ensuite fut établi le système des fuseaux horaires (voir en annexe). Ce sont des zones comprises entre deux longitudes décalées d'une heure GMT. Ces zones sont modulées pour raisons politiques pour contourner les frontières. Une grande partie de l'Europe utilisa un temps GMT + une heure. On remplaça à la fin du XXe siècle le temps GMT par le temps UTC plus uniforme (voir en annexe) mais GMT est encore souvent utilisé mais c'est en fait UTC.

Le Soleil passe donc presqu'au Sud à 1h en Europe. Le premier facteur qui modifie cette heure c'est la longitude du lieu. Dans le même fuseau horaire il y aura au moins une heure de décalage par rapport au Soleil entre l'Est et l'Ouest de ce fuseau. Comme le fuseau horaire est le même pour presque toute l'Europe il y aura un très grand décalage entre la Pologne et l'Espagne. (Plus de détails en annexe)

Si le soleil passe à 12h UTC+1 à Varsovie le même jour il passera environ à 14h UTC+1 à Madrid. A Bruxelles c'est à peu près à 13h UTC+1 (12h UTC).

En première approximation considérons que le soleil passe au Sud à 13h en hiver (UTC+1) quand on passe à l'heure d'été on utilise UTC+2, c'est-à-dire que le Soleil va passer au Sud à 14h. Il se lèvera et se couchera une heure plus tard que si on gardait l'heure d'hiver. Par exemple en 2018 à Bruxelles :

Samedi 24mars lever à 6h37 et coucher à 19h02, au sud à 12h49

Dimanche 25 mars lever à 7h35 et coucher à 20h04, au sud à 13h49

On devra avancer notre montre d'une heure

Et quand on à passe à l'heure d'hiver :

Samedi 27 octobre 2018 lever à 8h26 et coucher à 18h27, au sud à 13h27

Dimanche 28 octobre 2018 lever à 7h27 et coucher à 17h25, au sud à 12h26

On devra reculer notre montre d'une heure.

On aura donc plus de clarté le soir en été et plus de clarté le matin en hiver

Equation du temps

Un autre décalage du soleil par rapport à l'heure est dû à deux facteurs : l'ellipticité et l'obliquité de l'écliptique. La Terre parcourt une ellipse à vitesse variable et non un cercle et l'axe de rotation de la Terre est incliné par rapport au plan de son orbite.

Ecarts dû à ces phénomènes :

  Le décalage dû à ces deux facteurs cumulés (courbe rouge) peu atteindre 15 minutes. Le Soleil passera donc d'autant plus avant ou après l'heure UTC prévue au Sud (corrigée pour la longitude). Cela implique une correction des cadrans solaires appelé analème :

  Il faut observer le passage au Sud sur la courbe et non sur la droite XII en fonction de la date inscrite sur la courbe. La droite est orientée pour l'ombre à midi du lieu. On voit indiqué sur la courbe une avance le 21 février le 21 juillet, et un retard le 21 avril et le 21octobre comme on le voit à peu près sur le graphique qui précède. Les cadrans solaires doivent être conçus pour l'heure d'été ou d'hiver !

Annexes

UTC et GMT

(   https://www.woueb.net/2011/12/22/gmt-vs-utc-referentiel-temps/  )

On retrouve un peu partout des références à deux systèmes de notation de l'heure, GMT et UTC, que ce soit dans la vie courant, et plus régulièrement encore dans l'informatique : GMT+1 par là, « le système utilise UTC » par là.

GMT est le référentiel historique : il a été utilisé au XXe siècle, mais officiellement, il n'existe plus : il a été remplacé en 1972 par UTC. Cependant, on l'utilise encore souvent par abus de langage comme synonyme du fuseau horaire UTC+0. Même si ces deux mesures de temps sont proches, elles ne coïncident pas totalement :

• GMT est basé sur la rotation terrestre,
• UTC est basé sur le temps atomique international.

GMT : Greenwich Mean Time

GMT est l'acronyme de Greenwich Mean Time, i.e. le Temps Moyen de Greenwich ou Heure Moyenne de Greenwich : il s'agit de l'heure solaire moyenne au méridien de Greenwich (référence internationale de longitude, en Angleterre).

Historiquement, c'est le premier référentiel utilisé : il est défini par le calcul de l'heure solaire sur le méridien qui traverse l'observatoire royal de Greenwich en Angleterre.

Cependant l'heure solaire étant dépendante de la rotation terrestre, l'heure définie par GMT était variable

UTC : Coordinated Universal Time

UTC signifie Coordinated Universal Time (voir en bas de page pour l'acronyme ne correspond pas). C'est une échelle de temps qui est comprise entre :

• le Temps Atomique International (TAI): ce temps est totalement déconnecté de la rotation de la Terre et absolument invariable. Il est maintenu par un ensemble d'horloges atomiques (au Césium) réparties dans le Monde.
• le Temps Universel (UT) : celui-ci est lié à la rotation de la Terre, donc est légèrement variable (à cause de la vitesse variable de la Terre et de courbe elliptique).

Du fait de l'existence de cette différence entre ces deux temps, le Temps Atomique International est régulièrement modifié en conséquence : il est incrémenté ou décrémenté d'une seconde atomique entière pour que la différence soit inférieure à 0,9 secondes. Ces secondes sont nommées secondes intercalaires ou secondes additionnelles.

Fuseaux horaires

Voici une carte des fuseaux horaires en Europe : 

Vert : UTC

Bleu : UTC+1

Mauve : UTC+2

Rouge : UTC+3

On remarque la largeur inhabituelle de la zone européenne. UTC+1 ne devrait concerner que l'Europe la plus orientale, UTC à peu près pour l'Italie, l'Allemagne et la Scandinavie et UTC-1 pour l'Europe la plus occidentale. Presque toute l'Europe est cependant sur UTC+1 . Si en Belgique on utilisait UTC le Soleil passerait au Sud à midi environ comme en Angleterre ce qui donnerait un lever et un coucher du Soleil plus tôt. Les anglais préfèrent donc se lever quand il fait plus clair et tant pis pour les longues soirées au Soleil. Le Portugal devrait être sur UTC-1 en choisissant UTC le Soleil passe à 13h au Sud comme chez nous. Il limite ainsi le décalage que d'une heure par rapport au reste de l'Europe. En Espagne en utilisant UTC+1 au lieu de UTC-1 on a de très longues soirées claires. On se lève au petit jour, il fait trop chaud l'après-midi et on se couche tard. Le Soleil passe au Sud à 14h en hiver et à 15h en été.

Abrogations du changement d'heures

( https://fr.wikipedia.org/wiki/Heure_d'%C3%A9t%C3%A9 )

• Argentine. L'heure d'été a été abandonnée en 2009.
• Russie. Le changement périodique d'heure au printemps et à l'automne, qui avait été introduit le 1er avril 1981, a été officiellement abrogé par décret du président de la Fédération de Russie Dmitri Medvedev en février 2011. La décision du président Medvedev reposait sur l'hostilité permanente de la population au changement d'heure, sur un vote de la Douma, et sur l'avis des scientifiques et des experts interrogés par l'exécutif. La Russie est donc restée à l'heure d'été toute l'année pendant trois ans. En 2014 toutefois, durant la nuit du 25 octobre au 26 octobre, la Russie a décidé d'effectuer un nouveau changement d'heure. Il ne s'agissait pas de réinstaurer un changement d'heure périodique mais simplement de revenir à l'heure d'hiver toute l'année. Voir aussi : Heure en Russie.
• Biélorussie. L'heure d'été a été abrogée par le décret 1229 signé par le conseil des ministres le 15 septembre 2011.
• Arménie. L'heure d'été a été abrogée en janvier 2012.
• Ukraine. Le 20 septembre 2011, le Parlement ukrainien a adopté une résolution supprimant les changements horaires annuels par 266 voix sur un total de 450. Mais le 18 octobre 2011, le parlement revient sur sa décision par 295 voix sur un total de 450.
• Égypte. Le 20 avril 2011, le cabinet des ministres a émis un décret abolissant définitivement le changement d'heure qui avait été instauré en 1988. Il n'a donc pas eu lieu le 29 avril 201174. Précédemment, en 2010, quatre changements d'heure avaient eu lieu.
• Tunisie. L'heure d'été, réinstaurée en 2006, a été abrogée dès 2008 avec effet en mars 2009. Plutôt que changer l'heure légale, la Tunisie préfère changer les heures d'activités en été, pour économiser l'énergie et favoriser l'adaptation à la chaleur estivale : la plupart des Tunisiens travaillent six jours par semaine en été, de 7 h à 13 h 30 environ.
• Brésil. 32 municipalités du Mato Grosso n'ont pas fait le changement d'heure prévu le 15 octobre 2011 dans le reste du Brésil.
• États-Unis. L'État de l'Alaska conserve le changement d'heure. La proposition d'abolition a été adoptée en première lecture par la Maison des représentants le 27 mars 2009, mais elle a finalement été rejetée en avril 2010 L'État de l'Utah conserve le changement d'heure. Une proposition de loi avait été présentée en janvier 2012 par le républicain Jim Nielson, mais elle a été rejetée le 7 février 2012.
• Canada. Une pétition est déposée à l'Assemblée nationale de la province de Québec pour abolir le changement d'heure en mai 2013. Le 12 juin suivant, le ministre de la Santé Réjean Hébert rejette la proposition car « l'état actuel des connaissances ne nous permet pas de démontrer que les avantages reliés à l'abolition du changement d'heure soient suffisamment importants pour compenser les désavantages de le maintenir » (sic).
• Chili. Le changement d'heure a été abrogé en 2015, mais réinstauré dès l'année suivante.
• Turquie. Le changement d'heure a été abandonné en 2016 par décision du Conseil des ministres turcs du 7 septembre 2016 faisant suite à la décision no 240 du ministre de l'Énergie et des Ressources naturelles en date du 6 septembre 2016.