Le solstice d'hiver : pourquoi les jours sont les plus courts autour de Noël
Autour de Noël, la nuit arrive tôt et le soleil semble rester très bas dans le ciel. Cela s’explique par l’inclinaison de la Terre, et non par la distance entre la Terre et le Soleil.
Le jour le plus court
Dans l’hémisphère Nord, le solstice d’hiver a lieu autour du 21 décembre. La date peut varier légèrement d’une année à l’autre. Ce jour-là, la durée entre le lever et le coucher du Soleil est la plus courte de toute l’année.
Après le solstice, les journées recommencent peu à peu à s’allonger. Au début, la différence est très petite : quelques secondes ou quelques minutes selon le lieu. On ne la remarque pas toujours immédiatement, mais la lumière revient progressivement jusqu’au printemps.
Une Terre inclinée
La Terre tourne autour du Soleil en un peu plus d’un an. Elle tourne aussi sur elle-même, comme une toupie. Mais son axe de rotation n’est pas parfaitement droit : il est incliné d’environ 23 degrés.
Pendant l’hiver dans l’hémisphère Nord, le Nord de la Terre est incliné à l’opposé du Soleil. Les rayons du Soleil arrivent alors plus obliquement et le Soleil reste moins longtemps au-dessus de l’horizon. Les journées sont donc plus courtes et la lumière chauffe moins le sol.
En été, la situation s’inverse. Le Nord de la Terre est davantage tourné vers le Soleil. Le Soleil monte plus haut dans le ciel et reste visible plus longtemps. C’est pourquoi l’été apporte des journées longues, même si la Terre n’est pas beaucoup plus proche du Soleil.
Pourquoi autour de Noël ?
Noël est célébré quelques jours après le solstice d’hiver. Dans de nombreuses cultures, cette période a été associée au retour progressif de la lumière. Avant même les décorations électriques, les familles utilisaient des feux, des lampes et des bougies pour éclairer les longues soirées.
L’article consacré à Noël dans l’Antiquité présente cette ancienne relation entre les fêtes et le cycle du Soleil. La tradition de la bougie de l’Avent rappelle elle aussi l’idée d’une lumière qui accompagne l’attente de Noël.
Pour un enfant, une image simple peut aider : imagine une lampe placée au centre d’une table et une balle légèrement penchée qui tourne autour d’elle. Selon la position de la balle, une moitié reçoit plus longtemps la lumière que l’autre. La Terre fonctionne de façon comparable, même si elle est bien plus grande et beaucoup plus éloignée.
La lumière change lentement
Le solstice est le moment précis où la durée du jour cesse de diminuer et commence à augmenter. Pourtant, le coucher du Soleil ne devient pas forcément plus tard dès le lendemain partout de la même manière. L’heure du lever et celle du coucher ne changent pas exactement au même rythme.
C’est lié à la façon dont la Terre tourne et avance sur son orbite. Ainsi, dans beaucoup de régions, le coucher du Soleil le plus tôt arrive quelques jours avant le solstice, tandis que le lever le plus tard arrive quelques jours après. Cela ne contredit pas le fait que le solstice est le jour le plus court.
La durée de la journée dépend aussi de l’endroit où l’on habite. Près de l’équateur, les jours et les nuits restent presque de la même longueur toute l’année. Plus on va vers le Nord, plus les journées d’hiver deviennent courtes. Dans les régions proches du pôle Nord, le Soleil peut même rester sous l’horizon pendant plusieurs jours ou plusieurs semaines.
À partir de quel âge ?
Vous pouvez parler du solstice d’hiver dès 6 ou 7 ans, en partant d’une observation très concrète : il fait nuit avant le dîner et les journées deviennent ensuite un peu plus longues. À cet âge, il n’est pas nécessaire d’expliquer les calculs ou l’orbite en détail.
Vers 9 ou 10 ans, vous pouvez introduire l’inclinaison de la Terre et comparer l’hiver et l’été. Les enfants de 11 ou 12 ans peuvent aussi comprendre la différence entre la durée du jour, l’heure du coucher du Soleil et la hauteur du Soleil dans le ciel. Présentez une idée à la fois et revenez à ce que l’enfant peut observer.
À faire ensemble
Pendant une semaine, notez avec l’enfant l’heure à laquelle le Soleil se couche depuis un même endroit. Vous pouvez utiliser une horloge, un calendrier ou simplement écrire l’heure sur une feuille. Essayez d’observer à peu près au même moment chaque jour et ne regardez pas directement le Soleil.
À la fin de la semaine, comparez les observations. Le changement sera peut-être minuscule, mais vous pourrez discuter de la direction générale : les soirées gagnent-elles un peu de lumière ou en perdent-elles encore ? Vous pouvez ensuite continuer jusqu’à la fin de l’hiver et dessiner une courbe très simple.
L’histoire Tourne, tourne, étoile d’hiver peut prolonger l’activité dans une ambiance de Noël, en faisant le lien entre le ciel d’hiver, l’observation et l’imaginaire. Vous pouvez aussi comparer la lumière naturelle du jour avec celle d’une bougie ou d’une lampe, sans les laisser sans surveillance.
Questions fréquentes
Le jour du solstice est-il aussi le jour le plus froid ?
Non. Le solstice indique la durée de la lumière du jour, pas la température. Le sol et l’air continuent souvent à perdre de la chaleur après le solstice, ce qui explique que les périodes les plus froides arrivent fréquemment plus tard dans l’hiver.
Pourquoi l’hiver n’arrive-t-il pas quand la Terre est la plus éloignée du Soleil ?
Les saisons sont principalement causées par l’inclinaison de l’axe terrestre. Cette inclinaison modifie la hauteur du Soleil dans le ciel et la durée de son apparition. La distance entre la Terre et le Soleil joue un rôle beaucoup plus faible dans les saisons que l’inclinaison de la Terre.