Analème solaire : le 8 secret que dessine le Soleil

Le 12 août 2026, l'Europe a eu droit à une éclipse solaire totale. Notre guide d'observation de cette éclipse détaillait déjà les réflexes de préparation qu'exige aussi un projet d'analème : matériel testé à l'avance, patience face à la météo.

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 1978-1979 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).

La photo NASA APOD de Betul Turksoy, prise à Kayseri en Turquie avec le mont Erciyes en arrière-plan, reste l'une des références les plus citées du genre. Ce que ces images ne montrent jamais, c'est le protocole derrière : la difficulté n'est pas la technique photographique, elle est calendaire.

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.

L'inclinaison n'est pas la seule géométrie qui gouverne notre rapport au Soleil : le vent solaire, lui, déforme en permanence le bouclier magnétique terrestre, que la mission SMILE de l'ESA doit cartographier.

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.

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.

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. Pour les lecteurs qui veulent pousser vers l'observation solaire proprement dite, au-delà de la simple prise de vue, notre comparatif des télescopes solaires H-alpha détaille les options selon le budget.

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 ». Un déplacement de quelques millimètres suffit à décaler l'alignement entre les prises, ce qui rend la composante inexploitable au moment de l'assemblage, après des mois de collecte.

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.

Le même apprentissage progressif, du réglage basique au workflow avancé, s'applique à d'autres cibles d'astrophotographie. Notre guide sur la photo de la Lune, du smartphone au reflex, suit la même logique de montée en compétence, avec ses propres outils de stacking.

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. Dans le même registre d'observations qui prennent l'intuition à contre-pied : le flash qui a fait croire à un impact sur Saturne en juillet 2025, et le signal radio prêté à Proxima b.

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 c'est Vaulezard qui les décrit et leur donne leur nom en 1644, à propos du cadran de l'église de Brou.

Une éclipse se lit d'ailleurs sur cette même courbe : à la date de l'éclipse annulaire de février 2026, le Soleil occupait sur l'analème une position précise, qui porte l'écart d'équation du temps de ce jour-là. C'est exactement la lecture qu'exige un cadran gravé : une date, un point sur le 8, une correction en minutes.

La contrainte n'est pas technique, elle est calendaire : réussir 30 à 50 prises de vue à heure fixe, chaque semaine, sur douze mois consécutifs, sans rupture durable. Un mois entier de ciel couvert, un oubli, un trépied déplacé : n'importe lequel de ces trois incidents suffit à invalider la collecte en cours et à repousser le projet d'autant.

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.

• NASA APOD, Solar Analemma 2024, Betul Turksoy, consulté le 3 septembre 2026
• Stanford Solar Center, Analemma, consulté le 3 septembre 2026
• PetaPixel, More People Have Walked on the Moon Than Have Captured the Analemma, consulté le 3 septembre 2026
• Planetary Society, A Martian Analemma, consulté le 3 septembre 2026
• Time and Date, Solar Analemma, consulté le 3 septembre 2026