Saisons : l'axe incliné, pas la distance au Soleil

Le 4 janvier 2025, la Terre est passée au périhélie, le point de son orbite le plus proche du Soleil, à 13 h 28 UTC, et nous étions en plein hiver, dans l'hémisphère nord. Ce seul fait, publié chaque année par l'IMCCE, suffit à faire s'effondrer l'explication des saisons qu'on a le plus souvent entendue : l'idée que les saisons dépendraient de la distance Terre-Soleil est fausse. Ce serait trop simple de conclure que l'hiver viendrait d'un Soleil plus lointain ; le périhélie de janvier nous répond déjà, et il reste à mesurer ce que ce mécanisme implique, date après date.

Les saisons résultent de l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre, de 23° 26′ en moyenne, combinée à sa révolution autour du Soleil ; la distance Terre-Soleil n'y est pour rien. Les équinoxes tombent entre le 19 et le 21 mars et entre le 21 et le 24 septembre, en heure UTC ; les solstices, entre le 19 et le 22 juin et entre le 20 et le 23 décembre.

Pour comprendre ce phénomène, il faut d'abord regarder l'axe. L'IMCCE, l'institut de l'Observatoire de Paris qui calcule ces éphémérides, donne une inclinaison de l'axe de rotation de la Terre de 23,5° environ (23° 26′ précisément), combinée à la révolution de la Terre autour du Soleil, comme origine des saisons.

Ce sont donc l'inclinaison axiale et la révolution, non la distance, qui créent les saisons. Un axe penché d'environ 23°, une orbite qui tourne : selon le point de l'orbite atteint, l'exposition de chaque hémisphère change, et c'est ce balancement, et non un rapprochement de l'astre, qui produit l'été d'un côté et l'hiver de l'autre.

L'argument par la distance se heurte ensuite au périhélie. Début janvier, la Terre est plus près du Soleil qu'à tout autre moment de son orbite ; nous sommes alors en plein hiver boréal. Si la proximité solaire suffisait à faire l'été, le cœur de l'hiver serait le moment le plus chaud de l'année. Paradoxalement, c'est la donnée la plus simple du système qui démonte l'explication la plus répandue. La distance, en elle-même, n'est pas un sujet qu'on traite à la légère : nous l'avons déjà passée au crible pour la Terre et la Lune dans notre article sur le périgée et l'apogée, et les distances du système solaire se mesurent en unités astronomiques. De l'autre côté de l'orbite, le point le plus éloigné du Soleil porte un autre nom, l'aphélie.

À l'équinoxe, le Soleil est situé directement au zénith de l'équateur. C'est le point de bascule entre les deux régimes d'exposition des hémisphères. Dire « au zénith de l'équateur », c'est donner au Soleil des coordonnées précises ; notre article sur l'ascension droite et la déclinaison explique comment on place un astre dans le ciel.

Les équinoxes et les solstices n'arrivent pas le même jour chaque année. En heure UTC, l'équinoxe de mars tombe les 19, 20 ou 21 mars ; le solstice de juin, les 19, 20, 21 ou 22 juin ; l'équinoxe de septembre oscille entre le 21 et le 24 septembre ; le solstice de décembre, entre le 20 et le 23 décembre. Ce léger flottement vient des années bissextiles, qui font osciller l'instant de chaque saison sur trois jours et, exceptionnellement, quatre.

Ces heures exactes pour 2025 proviennent des lettres d'information de l'IMCCE, publiées à chaque équinoxe et à chaque solstice ; les bornes calendaires, elles, viennent de l'Observatoire de Paris.

Elles ne le font pas. Entre ces quatre moments, l'IMCCE mesure le printemps boréal (automne austral) à 92,7 jours, l'été à 93,7, l'automne à 89,9 et l'hiver à 89,0.

C'est le genre de tableau qui m'arrête : l'été boréal est la plus longue des quatre saisons, l'hiver la plus courte, alors qu'on s'attend, par habitude, à des parts presque égales. Les données racontent une autre histoire ; l'année est découpée en morceaux inégaux, et personne ne s'en étonne depuis des lustres, ce qui est peut-être la meilleure preuve qu'on n'y a jamais vraiment prêté attention.

Les causes de cet écart dépassent le cadre de cet article ; notre article sur les lois de Kepler fait le tour de la géométrie orbitale. Ce qu'on peut dire sans excès de zèle, c'est que les saisons s'échelonnent entre les quatre moments du tableau ci-dessus. Le solstice de décembre est, par définition, la journée la plus courte de l'année dans l'hémisphère nord, et le solstice de juin la plus longue : ce n'est pas une coïncidence à vérifier, c'est le solstice qui définit ces deux extrêmes. En 2025, cela donne le 21 décembre pour la plus courte et le 21 juin pour la plus longue ; une autre année, ces dates peuvent glisser de quelques jours, dans les bornes du tableau ci-dessus.

Le mécanisme, au bout du compte, tient en deux éléments : un axe penché d'environ 23°, une orbite qui tourne. Les deux hémisphères se partagent l'exposition au fil de l'année, et l'hiver n'a rien d'une punition solaire ; début janvier, nous sommes au contraire au plus près de l'astre.

Les bornes des équinoxes et des solstices bougent-elles, elles, d'une décennie à l'autre ? Pas vraiment : l'échelle qui compte, c'est le cycle de quatre ans des années bissextiles, qui fait osciller chaque instant sur trois jours et, exceptionnellement, quatre. Sur des siècles, ces bornes dérivent lentement sous l'effet de la précession et du calendrier grégorien, mais pour un lecteur d'aujourd'hui, le cycle pertinent est bien celui de quatre ans, pas celui de la décennie.

Pourquoi les saisons sont-elles inversées entre les deux hémisphères ?#

Parce que c'est la même inclinaison axiale, vue du côté opposé. L'IMCCE parle à ce sujet du « printemps boréal (automne austral) » : quand le printemps s'installe dans l'hémisphère nord, l'automne commence dans l'hémisphère sud, et l'été de l'un coïncide avec l'hiver de l'autre. L'inclinaison ne change pas, seule la saison qu'elle produit change de camp.

Quand a lieu l'équinoxe de mars ?#

En heure UTC, il peut tomber les 19, 20 ou 21 mars ; l'équinoxe de septembre, lui, oscille entre le 21 et le 24 septembre. En 2025, l'équinoxe de mars a eu lieu le 20 mars à 09:01:30 UTC, selon l'IMCCE. La date exacte varie d'une année à l'autre, ce que les bornes du tableau permettent d'anticiper.

Pourquoi la Terre est-elle plus proche du Soleil en plein hiver boréal ?#

Début janvier, la Terre passe au périhélie, le point de son orbite le plus proche du Soleil, alors que l'hiver bat son plein dans l'hémisphère nord. C'est précisément ce décalage qui invalide l'explication par la distance : si la proximité solaire faisait l'été, le cœur de l'hiver boréal serait le moment le plus chaud de l'année, et c'est manifestement le contraire.

Où se trouve le Soleil à l'équinoxe ?#

Directement au zénith de l'équateur. C'est l'un des deux moments de l'année où le Soleil occupe cette position, l'autre étant l'équinoxe de septembre ; entre les deux, c'est l'un ou l'autre hémisphère qui est le plus exposé.

Quelle est la journée la plus courte de l'année ?#

Le 21 décembre en 2025 : c'est le solstice de décembre, qui définit par nature la journée la plus courte de l'année dans l'hémisphère nord. La plus longue, le solstice de juin, est tombée le 21 juin la même année. Ce ne sont pas deux coïncidences : les bornes de ces dates figurent au tableau plus haut, et elles peuvent glisser de quelques jours d'une année sur l'autre.

• Les saisons : formulaire de calcul et explication, IMCCE (Observatoire de Paris), 2023
• La Terre au périhélie en 2025, IMCCE (Observatoire de Paris), janvier 2025
• L'équinoxe de printemps 2025, IMCCE (Observatoire de Paris), mars 2025
• Le solstice d'été 2025, IMCCE (Observatoire de Paris), juin 2025
• L'équinoxe d'automne 2025, IMCCE (Observatoire de Paris), septembre 2025
• Le solstice d'hiver 2025, IMCCE (Observatoire de Paris), décembre 2025
• Les dates des quatre saisons, Observatoire de Paris
• Image : Seeing Equinoxes and Solstices from Space : Credit: NASA/GSFC, domaine public