Date de début des saisons : une mécanique céleste complexe

Pourquoi les saisons changent-elles de date chaque année ?

Les saisons astronomiques ne débutent jamais exactement à la même date calendaire. Ainsi, dans l'hémisphère nord, le printemps peut commencer le 20 ou le 21 mars, l’été le 20 ou le 21 juin, l’automne le 22 ou le 23 septembre, et l’hiver le 21 ou le 22 décembre. Cette variabilité n’est pas arbitraire mais résulte de trois causes principales : la durée réelle de l’année tropique, les années bissextiles, et la précession des équinoxes.

N.B. : L’année tropique est le temps que met la Terre pour revenir à la même position apparente par rapport au Soleil, c’est-à-dire d’un équinoxe de printemps à l’autre. Elle dure environ 365,2422 jours, soit environ 5 heures, 48 minutes et 46 secondes de plus qu’une année civile de 365 jours. Cette durée légèrement inférieure à l’année sidérale (\(365,2564\) jours) est due à la précession des équinoxes, qui décale lentement les repères saisonniers dans le temps.

N.B. : L’année sidérale correspond au temps que met la Terre pour effectuer une révolution complète autour du Soleil par rapport aux étoiles fixes, soit environ 365,2564 jours. Elle est légèrement plus longue que l’année tropique (365,2422 jours) en raison de la précession des équinoxes, qui fait glisser les saisons vers l’arrière dans le calendrier. L’année sidérale est principalement utilisée en astronomie pour suivre la position des étoiles dans le ciel au fil des ans.

Année tropique et calendrier civil

L’année tropique, qui mesure le temps entre deux équinoxes de printemps successifs, dure en réalité environ \(\ 365{,}2422 \ \text{jours} \). Or notre calendrier civil repose sur des années de 365 ou 366 jours. Cette différence de \(\ \approx 0{,}2422 \ \text{jours} \) (soit environ 5h49min) s’accumule d’année en année, décalant progressivement les équinoxes et les solstices dans le calendrier.

Rôle des années bissextiles

Pour compenser ce décalage, le calendrier grégorien introduit une année bissextile tous les quatre ans, sauf exceptions (les années séculaires non divisibles par 400 ne sont pas bissextiles). Ce mécanisme permet d’approximer la durée de l’année tropique à \(\ 365{,}2425 \ \text{jours} \), réduisant l’erreur moyenne à environ 26 secondes par an. Malgré cela, l’instant précis des saisons continue de dériver légèrement d’année en année.

Précession des équinoxes et autres effets orbitaux

La Terre ne tourne pas dans l’espace comme une toupie parfaitement stable. Son axe de rotation décrit un cône lent, phénomène appelé précession des équinoxes. Ce mouvement entraîne un glissement progressif des équinoxes dans le temps (environ 20 minutes par siècle), modifiant à très long terme les dates saisonnières. À cela s’ajoutent des effets plus subtils comme la variation de l’excentricité de l’orbite terrestre et les nutations, qui rendent la dynamique plus complexe.

Tableau des dates des saisons (2020–2030)

Source : IMCCE – Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides, Time and Date – Seasons.