Jour
Unité hors SI admise à l’usage · grandeur : temps
Le Soleil ne revient pas au même point du ciel après vingt-quatre heures. Fin décembre le jour dure une demi-minute de plus, à la mi-septembre une vingtaine de secondes de moins, et sur une année l’écart dessine un huit dans le ciel.
01 · Définition
Un jour vaut exactement 86 400 secondes, soit vingt-quatre heures. C’est une définition par la seconde du SI et non par la rotation de la Terre : la planète n’y est plus liée et retarde en moyenne d’environ une milliseconde par jour.
Il y a en réalité plusieurs sortes de jours. Le sidéral est la durée d’un tour de la Terre par rapport aux étoiles lointaines, vingt-trois heures cinquante-six minutes. Le solaire est la durée entre deux midis, et il est plus long : pendant que la Terre tourne, elle parcourt près d’un degré sur son orbite, et pour que le Soleil se retrouve au sud il faut rattraper ces quatre minutes. Sur une année les tours en trop s’additionnent en exactement un jour sidéral de plus : il y en a 366 dans l’année contre 365 solaires.
Mais le jour solaire non plus n’est pas constant. L’orbite est elliptique, et en hiver la Terre va plus vite — il faut donc rattraper davantage. L’axe est incliné, et la projection du mouvement sur l’équateur céleste change avec la saison. Les deux effets s’ajoutent et donnent un écart d’environ une minute entre le plus long et le plus court des jours vrais. Le jour solaire moyen est une fiction, introduite par les astronomes précisément parce que les horloges ne savent pas marcher irrégulièrement.
L’écart accumulé entre le temps vrai et le temps moyen s’appelle l’équation du temps. À cause d’elle le cadran solaire tantôt avance, tantôt retarde, et le Soleil photographié à la même heure au fil de l’année trace un huit dans le ciel — l’analemme. C’est la seule figure que ne dessine pas un instrument, mais le désaccord de deux définitions du même jour.
À gauche l’analemme : la position du Soleil à la même heure d’horloge au fil de l’année. En abscisse l’équation du temps, en ordonnée la déclinaison. À droite la durée du jour solaire vrai à cette date, face à vingt-quatre heures bien rondes. Le second curseur déplace le lieu à l’intérieur du fuseau et montre quand midi tombe à l’horloge du mur.
En un jour la Terre parcourt environ un degré sur son orbite. Le tour par rapport aux étoiles est déjà achevé, mais le Soleil s’est déplacé, et la planète doit tourner un peu plus — ces quatre minutes précisément.
02 · Conversion
Saisissez une valeur — la fiche la convertit
Le jour est admis à l’usage avec la minute et l’heure, mais on ne lui applique pas de préfixes : le « kilojour » ne figure dans aucune norme. Pour des durées plus longues on passe à l’année, pour des plus courtes à l’heure.
Le jour julien en astronomie vaut exactement 86 400 secondes SI et rien de plus : un compte continu depuis midi le 1er janvier 4713 av. J.-C., sans mois, sans années bissextiles et sans réformes du calendrier. C’est ce qui permet de comparer une éclipse notée par les scribes de Babylone avec une mesure faite hier.
Le jour martien est plus long que le nôtre de trente-neuf minutes. Les équipes des rovers ont dû vivre à son rythme les premiers mois d’une mission, décalant leur journée de quarante minutes chaque fois — en cinq semaines environ l’emploi du temps faisait le tour du cadran.
| Remarque | |||
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03 · Ordres de grandeur
les jours d’autres mondes04 · Instruments de mesure
Avec quoi l’on saisit le tour de la planète
Une lunette fixée strictement dans le plan du méridien : elle ne peut que monter et descendre. L’astronome saisit l’instant où une étoile franchit le fil, et d’une série de passages se déduit la durée du jour sidéral. Deux siècles durant ce fut l’horloge la plus exacte qui fût — exacte justement parce que le ciel lui servait de pendule.
Un pendule libre dans une enceinte à vide, avec un jumeau asservi à l’extérieur. Dans les années 1930 de telles horloges devinrent plus exactes que la rotation de la Terre, et ce sont elles qui montrèrent les premières que la planète ne tient pas un horaire.
Depuis 1967 la seconde est définie par une transition dans l’atome de césium, et le jour est devenu exactement 86 400 de ces secondes. Le lien avec la planète a été coupé : la Terre peut désormais avancer ou retarder, le jour n’en changera pas d’un cheveu.
Deux antennes sur des continents différents écoutent le même quasar, et de l’écart d’arrivée du signal on déduit l’orientation de la Terre à la fraction de milliseconde près. C’est ainsi que la durée du jour se mesure aujourd’hui — c’est la planète qui est vérifiée sur le ciel, et non l’inverse.
05 · Règles d’écriture
d en minuscule, pas de préfixes
Le symbole international est un d minuscule sans point ; en français on écrit aussi « j » dans certains usages, mais la norme retient d. Le D majuscule est pris par la dioptrie, la casse n’est donc pas indifférente. Dans les unités composées le jour s’écrit avec un point médian ou une barre : mg/(kg·d), mm/d.
La dernière ligne n’est pas une chicane mais la source de pannes réelles. Un jour avec seconde intercalaire en compte 86 401, et le code qui suppose exactement 86 400 se casse ce jour-là — ce fut le cas en 2012 puis de nouveau en 2015.
06 · Unités voisines
Le jour se tient entre l’heure et l’année, et les deux liens sont mal ronds chacun à sa façon : il y a exactement vingt-quatre heures dans un jour, mais 365,2422 jours dans une année, et aucun arrondi ne supprime cette fraction — il ne fait que la déplacer dans le calendrier.
1/24 de jour
86 400 s
365,25 d
Chez Vénus le signe de la première relation s’inverse : elle tourne en sens rétrograde, et son jour solaire est plus court que son jour sidéral. JD est la date julienne, un compte continu de jours pour l’astronomie.
07 · Section historique
Comment le jour fut détaché de la Terre
La seconde est définie comme 1/86 400 du jour solaire moyen. La définition tint près d’un siècle et demi et semblait inébranlable : la Terre était l’horloge la plus sûre dont on disposât.
Les horloges à quartz et à pendule le montrent : la durée du jour varie de quelques millisecondes au fil de l’année. En cause, la redistribution saisonnière des masses d’air et les marées — la planète n’est pas un corps rigide et ne tient pas un horaire.
Un compromis : les horloges suivent l’atome, mais tous les quelques ans on insère une seconde de plus dans l’échelle pour que midi ne s’écarte pas du Soleil. Vingt-sept insertions en un demi-siècle, toutes pour un écart que personne ne remarque sans instrument.
La Conférence générale décide de cesser l’insertion des secondes : les systèmes numériques s’y brisent plus souvent que l’écart avec le Soleil ne gêne quiconque. D’ici 2035 l’échelle se séparera définitivement de la planète.
Une unité qui a cessé de coïncider avec le phénomène
Le frottement des marées freine la Terre : la Lune tire sur l’océan, le bourrelet reste en arrière de la rotation et retient la planète. Le jour s’allonge d’environ 1,8 milliseconde par siècle — au Dévonien il faisait moins de vingt-deux heures, et les stries de croissance des coraux le confirment : environ 400 stries pour une année.
Le jour d’aujourd’hui est donc une unité honnêtement détachée du phénomène dont elle porte le nom. 86 400 secondes, c’est un nombre ; la rotation de la planète, c’est un processus qui n’y entre plus — l’écart est comblé par les secondes intercalaires, et à partir de 2035 on le laissera simplement s’accumuler.
Catalogue · unités de mesure
Une fiche pour chaque grandeur
Sept unités de base du SI, vingt-deux dérivées portant un nom propre, et des grandeurs hors système sans lesquelles ni la technique ni le calendrier ne fonctionneraient.