Jour

La durée du jour trouve sa source dans le mouvement de rotation de la Terre sur elle-même. Pour un observateur au sol, le Soleil semble parcourir le ciel d'est en ouest, disparaître sous l'horizon puis réapparaître le lendemain matin. L'intervalle entre deux passages successifs du Soleil au méridien, c'est-à-dire au point le plus haut de sa course, définit le jour solaire vrai. Or, ce jour solaire vrai n'a pas une durée constante au fil de l'année : il varie de quelques dizaines de secondes en plus ou en moins par rapport à une moyenne. Deux phénomènes expliquent cette irrégularité. D'une part, l'orbite de la Terre autour du Soleil est elliptique, ce qui fait que la vitesse de révolution de notre planète change selon sa position ; d'autre part, l'axe de rotation de la Terre est incliné par rapport au plan de son orbite, ce qui projette différemment le mouvement apparent du Soleil sur l'équateur céleste. Pour s'affranchir de ces fluctuations, on a introduit la notion de jour solaire moyen, qui correspond à la durée moyenne du jour solaire vrai sur une année entière. C'est ce jour solaire moyen qui a été choisi comme base de notre temps civil et que l'on divise en vingt-quatre heures de soixante minutes chacune, chaque minute valant soixante secondes.

À côté du jour solaire, les astronomes utilisent le jour sidéral, qui est la durée mise par la Terre pour effectuer une rotation complète par rapport aux étoiles lointaines, considérées comme fixes. Ce jour sidéral dure environ 23 heures 56 minutes et 4 secondes en unités de temps solaire moyen. La différence d'environ quatre minutes entre le jour sidéral et le jour solaire moyen provient du fait que, pendant qu'elle tourne sur elle-même, la Terre avance sur son orbite autour du Soleil. Pour qu'un même méridien terrestre se retrouve exactement face au Soleil, la planète doit donc tourner un peu plus qu'un tour complet par rapport aux étoiles. Cette distinction est fondamentale en astronomie de position, mais n'intervient pas dans la vie civile, qui reste calée sur le rythme solaire.

Historiquement, la division du jour en vingt-quatre heures remonte à l'Égypte ancienne et à la Mésopotamie, qui ont légué ce découpage au monde grec puis romain. La subdivision sexagésimale de l'heure en minutes et secondes est héritée des travaux des astronomes médiévaux de langue arabe et latine. Jusqu'en 1960, la seconde elle-même était définie comme la fraction 1/86 400 du jour solaire moyen. Cette définition avait l'avantage de lier intimement l'unité de base du temps à l'expérience commune du cycle jour-nuit, mais elle se heurtait à un défaut majeur : la rotation de la Terre n'est pas parfaitement uniforme à long terme. Les forces de marée exercées par la Lune et le Soleil freinent très lentement la planète, allongeant le jour d'environ 1,7 milliseconde par siècle. À cela s'ajoutent des variations irrégulières causées par les mouvements du noyau terrestre, la redistribution des masses d'eau et d'air, ou encore les grands séismes. Le jour solaire moyen n'est donc pas une durée immuable.

Pour disposer d'un étalon de temps beaucoup plus stable, la définition de la seconde a été rattachée, depuis 1967, à une propriété quantique de l'atome de césium 133. Désormais, une seconde correspond exactement à 9 192 631 770 périodes de la radiation émise lors d'une transition particulière de cet atome. Dans le Système international d'unités, le jour n'est plus une unité de base mais une unité dérivée, que l'on fixe conventionnellement à 86 400 secondes atomiques. Toutefois, pour maintenir un accord acceptable entre le temps atomique international et le rythme du Soleil, on a instauré le Temps universel coordonné (UTC). Il suit le temps atomique, mais peut être corrigé ponctuellement par l'ajout (ou le retrait) d'une seconde intercalaire, de façon que l'écart entre UTC et le jour solaire moyen, mesuré par la rotation réelle de la Terre, ne dépasse jamais 0,9 seconde. Ainsi, la durée effective d'un jour civil reste, en pratique, extrêmement proche de la rotation terrestre observée, tout en reposant sur une définition atomique extrêmement précise.

Il importe de ne pas confondre le jour au sens de durée de vingt-quatre heures avec la période d'éclairement que l'on nomme également  jour en français, par opposition à la nuit. Dans le langage courant, le mot désigne tantôt la clarté du ciel, tantôt l'intervalle complet de minuit à minuit. La notion de durée présentée ici concerne ce second sens, le nycthémère des scientifiques, c'est-à-dire un cycle entier de rotation terrestre ponctué par l'alternance de lumière et d'obscurité. Selon les cultures et les époques, le début du jour civil a été placé à des moments différents : au coucher du soleil (comme dans les calendriers hébraïque et musulman pour les fêtes religieuses), au lever du soleil (usage de certains peuples anciens), à midi (usage astronomique jusqu'en 1925) ou à minuit, solution adoptée depuis l'Antiquité tardive par les Romains et aujourd'hui universellement répandue dans l'état civil.

Sur le plan physiologique, la durée du jour terrestre a profondément modelé l'évolution du vivant. Les horloges circadiennes internes de la plupart des organismes, y compris l'être humain, présentent une période endogène proche de vingt-quatre heures, qui se cale chaque jour sur l'alternance lumineuse grâce à des mécanismes de synchronisation. L'exposition à la lumière du matin et à l'obscurité nocturne ajuste en permanence ce cycle biologique. La généralisation de l'éclairage artificiel et des modes de vie décalés entraîne une désynchronisation entre l'horloge interne et le jour extérieur, ce qui n'est pas sans conséquences sur la santé, preuve que la durée du jour terrestre demeure une référence biologique incontournable.

Pour être complet, il faut rappeler que la durée d'un jour varie considérablement d'un corps céleste à l'autre. Chaque planète possède un jour sidéral et un jour solaire qui lui sont propres, en fonction de sa vitesse de rotation et de sa période de révolution. Sur Mars, le jour solaire dure environ 24 heures 39 minutes, une proximité qui facilite l'organisation des missions d'exploration. Sur Vénus, la rotation est si lente que le jour sidéral dure 243 jours terrestres, tandis que le jour solaire y est d'environ 117 jours terrestres en raison du sens de rotation rétrograde et de la rapidité de la révolution autour du Soleil. Ces exemples illustrent combien le jour familier de 24 heures est une spécificité de notre planète, fruit d'un équilibre contingent entre sa dynamique interne et les interactions gravitationnelles au sein du Système solaire.

Jour ou Journée? Il en est de la synonymie de jour et de journée comme de celle d'an et d'année. Jour exprime surtout une unité de temps; journée se dit, au contraire, quand on envisage cet intervalle de temps au point de vue de son contenu, c.-à-d. des événements qui en remplissent la durée. Jour est absolu; journée est relatif. Le jour est le même pour tout le monde; la journée, espace de temps qui s'écoule depuis l'heure où l'on se lève jusqu'à celle où l'on se couche, est excessivement variable. Elle peut être heureuse ou malheureuse, agréable ou triste, selon les individus et les événements qui les touchent...