À la découverte des mouvements de la Lune

Dès l’Antiquité, le philosophe grec Anaxagore (vers 500-428 av. J.-C.) comprend que la Lune ne brille pas par elle-même : elle renvoie la lumière du Soleil. À chaque instant, la moitié de la Lune tournée vers le Soleil est éclairée ; l’autre moitié est dans la nuit.

La Lune tourne autour de la Terre : c’est son mouvement de révolution. Par rapport aux étoiles, un tour complet dure 27 jours 7 heures et 43 minutes. Au fil de ce tour, nous voyons depuis la Terre une partie plus ou moins grande de sa moitié éclairée : ce sont les phases de la Lune. C’est donc la position de la Lune par rapport à la Terre et au Soleil qui explique ses phases.

La Lune tourne aussi sur elle-même : c’est son mouvement de rotation. Sa durée est exactement la même que celle de sa révolution autour de la Terre. Résultat : la Lune nous présente toujours la même face. L’autre moitié, que l’on ne voit jamais depuis la Terre, est la célèbre face cachée de la Lune.

Pourtant, son orbite n’est pas tout à fait un cercle : c’est une ellipse, un cercle légèrement aplati. Quand la Lune est proche de la Terre, elle avance plus vite sur son orbite qu’elle ne tourne sur elle-même ; quand elle est loin, c’est l’inverse. Vue depuis la Terre, la Lune semble donc se balancer légèrement d’est en ouest : ce sont les librations. En l’observant pendant plusieurs semaines, on aperçoit ainsi environ 59 % de sa surface.

Au cours d’une nuit, la Lune se lève, monte dans le ciel puis se couche, exactement comme le Soleil et les étoiles. Pourtant, en quelques heures, elle ne parcourt qu’une toute petite partie de son orbite autour de la Terre : ce n’est donc pas sa révolution qui la fait traverser le ciel.

Sur le schéma, un observateur se trouve en A, sur la Terre qui tourne sur elle-même en 23 h 56 min. Il commence à voir la Lune : elle se lève. Six heures plus tard, la Terre a fait un quart de tour : l’observateur est arrivé en B, et il voit la Lune au plus haut dans le ciel, au zénith.

Pour organiser la vie en société, les êtres humains ont toujours eu besoin de se repérer dans le temps : c’est le rôle des calendriers. Chacun repose sur un phénomène qui se répète régulièrement.

• Le calendrier solaire, comme le calendrier grégorien utilisé dans la plupart des pays, suit le Soleil : le jour est la durée qui sépare deux levers du Soleil, et l’année correspond au retour des mêmes saisons, c’est-à-dire à une révolution de la Terre autour du Soleil.
• Dans le calendrier lunaire, comme le calendrier hégirien utilisé dans le monde musulman, chaque mois commence avec l’apparition du premier fin croissant de Lune, juste après la nouvelle Lune. Un mois compte 29 ou 30 jours, et l’année lunaire 354 ou 355 jours.
• Les calendriers luni-solaires, comme l’ancien calendrier chinois, suivent eux aussi les phases de la Lune, mais ajoutent de temps en temps un treizième mois pour rester en accord avec les saisons.
• D’autres calendriers suivent d’autres phénomènes : dans l’Égypte antique, l’année était rythmée par la crue du Nil, qui fertilisait les champs.

Au fil des siècles, le calendrier solaire a connu plusieurs versions : le calendrier julien, puis le calendrier grégorien, adopté à partir de 1582. Pendant la Révolution française, la France a aussi utilisé un calendrier républicain.