Analème solaire : la figure en 8 du Soleil en un an

Pourquoi un 8 est-il dessiné par le Soleil, et personne ne lève la tête ?#

Pour approfondir ce sujet, consultez notre article sur Éclipse solaire totale août 2026 : guide observation Europe.

Si vous photographiez le Soleil depuis le même endroit, à la même heure exacte, chaque semaine pendant un an, vous obtenez une courbe en forme de 8 dans le ciel. Pas un cercle. Pas un point. Un huit allongé, asymétrique, penché. C'est l'analème.

Le mot vient du grec ancien analēmma (« support »). Le concept remonte à Ptolémée, qui l'utilisait pour calculer des coordonnées célestes et construire des cadrans solaires. Mais la première photo d'analème sur un seul négatif date de 1978 seulement, réalisée par Dennis di Cicco depuis sa fenêtre à Watertown, Massachusetts. 44 expositions du Soleil sur un seul cadre de film, plus une pose pour le premier plan. En 2011, ce type de capture n'avait été réussi que 7 fois, soit moins que le nombre de personnes ayant marché sur la Lune (12).

J'ai découvert l'analème il y a quelques années en tombant sur une photo NASA APOD de Betul Turksoy, prise à Kayseri en Turquie avec le mont Erciyes en arrière-plan. Le genre d'image qui vous arrête net. Depuis, je me suis mis en tête d'en capturer un moi-même, et je ne m'attendais pas à ce que le plus dur soit la régularité, pas la technique.

Pourquoi le Soleil trace-t-il un 8 (et pas un point) ?#

La forme de l'analème vient de la combinaison de deux phénomènes physiques distincts. Pas trois, pas un seul. Deux.

L'inclinaison de l'axe terrestre#

L'axe de rotation de la Terre est incliné de 23,44° par rapport au plan de son orbite. Cette obliquité fait osciller la déclinaison du Soleil entre +23,44° au solstice d'été et -23,44° au solstice d'hiver. C'est la composante nord-sud de l'analème, celle qui lui donne sa hauteur angulaire d'environ 47° (deux fois l'obliquité). Si l'orbite terrestre était parfaitement circulaire, cette seule inclinaison produirait un 8 symétrique avec deux lobes identiques.

Pour approfondir ce sujet, consultez notre article sur Mission SMILE : l'ESA cartographie le bouclier magnétique terrestre.

L'excentricité de l'orbite#

L'orbite terrestre n'est pas un cercle parfait. Son excentricité est de 0,0167, ce qui signifie que la Terre accélère quand elle se rapproche du Soleil (périhélie, vers le 3 janvier) et ralentit quand elle s'en éloigne (aphélie, vers le 4 juillet). Cette variation de vitesse crée un décalage est-ouest entre le Soleil réel et un « soleil moyen » fictif qui tournerait à vitesse constante. C'est la composante est-ouest de l'analème, celle qui lui donne sa largeur d'environ 7,7°.

Le 8 est allongé verticalement, avec un rapport longueur/largeur supérieur à 6:1. Et il est asymétrique : le lobe d'hiver (en bas dans l'hémisphère nord) est plus large que celui d'été. La raison est simple, le périhélie tombe environ deux semaines après le solstice d'hiver. Si les deux coïncidaient, les lobes seraient identiques. C'est d'ailleurs ce qui s'est passé en 1246, quand périhélie et solstice de décembre tombaient le même jour.

Pour être honnête, j'ai mis du temps à saisir pourquoi ce décalage de deux semaines suffisait à rendre le 8 bancal. C'est en traçant les deux sinusoïdes de l'équation du temps sur un tableur que ça a cliqué.

Qu'est-ce que l'équation du temps, ce moteur caché de la forme ?#

L'équation du temps mesure l'écart entre le soleil réel et le soleil moyen. Cet écart oscille entre +16 minutes 33 secondes (vers le 3 novembre, le Soleil réel est en avance) et -14 minutes 6 secondes (vers le 11 février, il est en retard). Quatre fois par an, l'écart passe par zéro : vers le 15 avril, le 13 juin, le 1er septembre et le 25 décembre.

Cet écart est la somme de deux sinusoïdes. L'une vient de l'obliquité (amplitude de 9,87 minutes, période d'un demi-an), l'autre de l'excentricité (amplitude de 7,66 minutes, période d'un an). Leur superposition donne la courbe de l'équation du temps, et c'est cette courbe qui détermine la composante horizontale de l'analème.

Ce qui est utile en pratique : l'analème permet de savoir que le lever ou le coucher de soleil le plus précoce (ou le plus tardif) de l'année ne tombe pas le jour du solstice. Les gens confondent systématiquement les deux. L'analème explique pourquoi, par la tangente de la courbe à l'horizon.

Comment photographier son propre analème ?#

C'est la partie qui m'a le plus accroché. Le principe est simple. L'exécution demande de la discipline sur douze mois.

Le matériel#

Un appareil photo sur trépied, fixé à un endroit qui ne bougera pas pendant un an. Un filtre solaire sur l'objectif (obligatoire, ne photographiez jamais le Soleil sans filtre). Des réglages typiques : ISO 100, f/8, 1/1000 s. Et un carnet pour noter les dates de prise de vue, parce que la météo va ruiner certaines semaines.

La méthode composite#

C'est la méthode standard aujourd'hui. Vous prenez entre 30 et 50 photos du Soleil, à la même heure horloge exacte, à intervalle d'au moins une semaine. Attention au changement d'heure été-hiver : il faut ajuster. Ensuite, vous capturez séparément une image de l'arrière-plan quand le Soleil est hors champ. L'assemblage se fait par superposition des valeurs maximales de chaque pixel dans un logiciel comme Photoshop.

Le piège que personne ne mentionne assez : le trépied. Il ne doit pas bouger d'un millimètre pendant un an. Pas de « je le range et je le remets au même endroit ». Le moindre décalage fiche en l'air l'alignement. J'ai vu des projets ruinés à six mois parce que quelqu'un avait cogné le trépied.

La solarigraphie au sténopé#

Pour les puristes, il existe une approche sans numérique. Maciej Zapiór et Łukasz Fajfrowski ont utilisé un sténopé avec du papier photo sec, en exposant une minute par jour à heures fixes (10h30, 12h00 et 13h30) pendant un an complet, de mars 2013 à mars 2014. L'analème s'est formé directement sur le papier, sans assemblage. C'est plus lent, plus fragile, et il y a quelque chose de satisfaisant dans cette approche brute.

Comment l'analème change-t-il selon l'endroit et l'heure ?#

Sur un sujet proche, découvrez notre article : Saturne, juillet 2025 : le flash qui a affolé le monde.

Sur un sujet proche, découvrez notre article : JWST : un signal radio régulier depuis Proxima b ?.

L'orientation de l'analème dépend de l'heure choisie pour les photos. À midi solaire, il est quasi vertical. Au lever du Soleil, il bascule presque à l'horizontale. Au coucher, pareil mais de l'autre côté.

L'hémisphère aussi compte. Dans l'hémisphère nord, le lobe large est en bas (hiver). Dans l'hémisphère sud, il est en haut. Aux pôles, seul un des deux lobes est visible, puisque le Soleil ne se lève pas pendant une partie de l'année.

Et sur Mars ? Le rover Opportunity a photographié l'analème martien entre 2006 et 2008 : 219 images à travers un filtre à densité neutre, prises tous les 3 sols à 11h02 heure locale. La forme obtenue n'est pas un 8 mais une goutte d'eau. L'excentricité de Mars (0,0934, soit environ six fois celle de la Terre) combinée à une inclinaison axiale de 25° produit un lobe si déformé que le petit disparait presque. Sur Jupiter, avec seulement 3,1° d'inclinaison, l'analème serait une simple ellipse. Sur Uranus, couché à 97,8°, ce serait un 8 complet mais démesuré.

C'est l'analème martien en goutte d'eau qui m'a le plus surpris quand j'ai commencé à comparer les planètes. On s'attend à un 8 partout, et la réalité est bien plus variée.

Les cadrans solaires savaient-ils déjà tout ça ?#

Les cadrans solaires indiquent le temps solaire apparent, qui diffère du temps civil (celui de nos montres). L'écart, c'est l'équation du temps. Certains cadrans anciens intègrent l'analème gravé directement sur leur surface pour permettre la correction : vous lisez l'heure solaire, vous repérez la date sur l'analème, et vous en déduisez l'heure civile.

Les cadrans analemmatiques vont encore plus loin. Le gnomon (la tige qui projette l'ombre) est mobile : c'est la personne elle-même qui se place sur une ligne de date tracée au sol. Grandjean de Fouchy a formalisé ce concept vers 1740, mais les premières descriptions remontent à Jean-Louis Vaulezard en 1644, à l'église de Brou.

La connexion avec l'éclipse annulaire de février 2026 observée par PROBA-2 n'est pas anecdotique : la position exacte de l'éclipse sur l'analème dépend de la date et de l'équation du temps à cet instant. Les éclipses lunaires comme celle de mars 2026 tombent toujours près des nœuds de la courbe, là où l'analème croise l'équateur céleste.

Faut-il vraiment se lancer, et comment rester patient ?#

Mon projet personnel d'analème a pris un retard de quatre mois à cause de la météo bretonne. Nuages, nuages, et encore des nuages. Le premier trimestre 2025 a été une purge. Mais chaque point ajouté sur la courbe donne un peu plus de satisfaction que le précédent, parce que la forme émerge lentement.

Si vous voulez tenter l'expérience, le plus dur n'est ni la technique ni le matériel. C'est de ne pas toucher au trépied pendant un an et de ne pas oublier une semaine. Un rappel hebdomadaire dans le téléphone, c'est le minimum. Et choisissez un endroit avec un horizon dégagé vers le sud (dans l'hémisphère nord) pour maximiser la hauteur visible du 8.

L'optique adaptative au laser comme celle du Paranal corrige les turbulences atmosphériques pour les télescopes professionnels. Pour un analème amateur, votre seul ennemi reste les nuages. Pas de laser pour ça.