Au lendemain de l’éclipse solaire du dimanche 03 Novembre 2013, un ami économiste m’a confié qu’il m’aurait demandé d’écrire un article sur cet évènement annoncé des semaines à l’avance s’il m’avait rencontré quelques jours auparavant. Sur le coup, je lui ai promis d’écrire.
Mais l’évènement étant passé, je me suis demandé quel serait l’intérêt d’un tel article pour un public non initié aux notions d’astronomie et ce qu’il en retiendrait pour son usage alors qu’il n’y a pas de prévision d’éclipse observable au Bénin dans les jours qui viennent. Cependant, la promesse à mon ami est une dette qui me pèse, alors je me suis décidé enfin à m’en acquitter. Je m’y suis décidé pour deux autres raisons. La première est que tous, nous avons besoin d’élargir le champ de nos connaissances, même s’il n’y a pas un besoin d’utilisation urgente à l’horizon. La deuxième est que l’éclipse solaire du 03 Novembre dernier n’est pas la dernière qui s’observera au Bénin. Dans les prochaines années, il est prévu celles qui auront lieu en 2015, 2027, 2041, etc… et donc l’article pourra être utile aujourd’hui ou demain. Cela dit, commençons par une brève description du Soleil, de la Lune et de Terre qui interviennent dans ces éclipses qu’on observe sur cette dernière.
I- Soleil, Terre, Lune et généralités
Le Soleil est une étoile, c’est-à–dire un astre (corps céleste naturel) doué d’une lumière propre due aux réactions thermonucléaires dont il est le siège. Dans ce cas précis, il s’agit de la réaction de fusion dans laquelle l’hydrogène est transformé en hélium. En chiffres, ce sont 600 millions de tonnes d’hydrogène qui sont transformés par seconde et produisent cette lumière et l’énergie-chaleur qu’elle porte. Comme toutes les étoiles, le Soleil est une énorme boule de gaz en rotation autour de laquelle gravitent des planètes, c’est-à-dire des corps célestes sans lumière propre. Depuis 2006 où l’Union Astronomique Internationale a décidé de déclasser Pluton, les planètes du Soleil ne sont plus neuf (09) mais plutôt au nombre de huit (08). Il s’agit, dans l’ordre croissant d’éloignement par rapport à l’étoile, de : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Le Soleil se situe à une distance moyenne de 150 millions de km de la Terre ; son diamètre est de 1.392.000km.
La Terre est, comme on vient de le dire, une des huit planètes du Soleil. Elle a un diamètre de 12.700km ; sa période de révolution, c’est-à-dire le temps d’un tour complet sur sa trajectoire elliptique autour du Soleil est de 365 jours et sa période de rotation c’est-à-dire le temps d’un tour complet sur lui-même est de 01 jour.
La Lune est un satellite naturel de la Terre. On appelle satellite (naturel ou artificiel) un astre (satellite naturel) ou tout autre corps (satellite artificiel) qui gravite autour d’un autre de masse plus grande. La Lune a un diamètre de 3500km et est située à une distance de 384.000km de la Terre. La Lune accomplit ce qu’on appelle une ‘’révolution sidérale’’, c’est –à-dire un tour complet autour de la Terre en 27 jours grosso modo. En même temps elle accomplit une rotation complète sur elle-même présentant toujours à la Terre la même face car la période de cette rotation sur elle-même est égale à celle de sa révolution autour de la Terre. Comme elle n’a pas de lumière propre et ne réfléchit que la lumière qu’elle reçoit du Soleil, elle possède en permanence un hémisphère (moitié d’une sphère) éclairé et un hémisphère sombre. Les différents aspects (appelés phases) sous lesquels elle nous apparaît sont dûs à la variation de sa position relative par rapport à la Terre et au Soleil. On distingue quatre phases principales qui se transforment l’une dans l’autre grosso modo de 7 jours en 7 jours et qu’on appelle : nouvelle Lune, premier quartier, pleine Lune, dernier quartier.
II- Eclipse, cône d’ombre et pénombre
Dans son mouvement autour de la Terre, la Lune passe devant des astres éloignés en les rendant invisibles pendant un moment. Ce phénomène de ‘’voilage’’ momentané d’un astre par la Lune porte le nom général d’occultation de l’astre par la Lune. Le plus souvent on observe l’occultation des étoiles parce que celles-ci ont une lumière propre. Il est plus rare d’observer l’occultation des planètes.
2.1. Les éclipses de Soleil
Les occultations du Soleil par la Lune s’appellent éclipses de Soleil ou éclipses solaires. Leur allure varie suivant les lieux où se trouve l’observateur à la surface de la Terre. Si celui-ci se trouve à l’intérieur de ce qu’on appelle le cône d’ombre de l’éclipse, c’est-à-dire une ombre en forme de cône projetée par une planète dans la direction opposée au Soleil et à ses rayons lumineux le disque solaire est totalement éclipsé pour lui. Dans le cas d’espèce, il s’git de l’ombre de la Lune sur la Terre. Le disque solaire est totalement éclipsé pour un observateur terrestre se trouvant à l’intérieur de ce cône d’ombre. Dans cette zône relativement étroite couverte par l’ombre de la Lune, l’éclipse solaire est totale. Par contre, dans les zônes couvertes par ce qu’on appelle cône de pénombre de la Lune, c’est-à-dire incomplètement éclairées, l’éclipse de Soleil y est partielle, le disque lunaire ne couvrant qu’une partie du disque solaire. Enfin en dehors de la zone du cône de pénombre, le disque solaire reste visible entièrement et donc il n’y a pas d’éclipse.
Les éclipses solaires n’ont lieu qu’en périodes de ce qu’on vient d’appeler ‘’nouvelle lune’’, c’est-à-dire aux moments où la Lune passe entre le Soleil et la Terre. En différents lieux de la Terre l’éclipse de Soleil se produit à des moments différents. Le mouvement de la Lune autour de la Terre et la rotation de la Terre autour de son axe font que l’ombre de la Lune se déplace sur la surface de la Terre de l’Ouest vers l’Est en formant une bande d’ombre de plusieurs milliers de kilomètres (km) de long et d’une largeur moyenne de 200km et maximale de 270km (correspondant au diamètre maximal du cône d’ombre dont nous avons parlé plus haut). La Lune se déplaçant d’Ouest en Est, l’éclipse solaire commence au bord Ouest du Soleil. Le début de l’éclipse solaire commence par un petit bout d’arc de cercle noir, qui s’étend peu à peu, donnant au Soleil la forme d’un croissant de plus en plus étroit. Au moment où disparaît le dernier point du disque solaire, l’éclipse devient totale. Cela dure quelques deux à sept minutes maximum. Ensuite le disque sombre de la Lune découvre peu à peu le disque solaire et l’éclipse de Soleil prend fin.
2.2. Les éclipses de Lune
Les éclipses lunaires n’ont lieu qu’en périodes de ce qu’on vient d’appeler ‘’pleine lune’’ c’est-à-dire les moments où la Lune prend la forme d’un cercle.
La Terre éclairée par le Soleil, rejette l’ombre et la pénombre terrestre du côté opposé à celui-ci. En gravitant autour de la Terre, la Lune peut pénétrer dans le cône d’ombre terrestre. On a alors une éclipse de Lune. Si la Lune entre complètement dans l’ombre de la Terre, l’éclipse lunaire est totale. Mais si elle n’y entre que partiellement, l’éclipse est partielle. Pendant une éclipse, la Lune n’étant pas éclairée par le Soleil, il s’ensuit que l’éclipse lunaire est visible dans toute la partie de la Terre dans laquelle il fait nuit. En tous les points de cette partie de la Terre, l’éclipse commence et finit au même moment. Bien entendu, ces moments varient selon le temps local, c’est-à-dire qu’ils dépendent de la longitude (coordonnée qui permet de situer un point à la surface de la Terre par rapport au repère origine de Greenwich dans la banlieue de Londres) du lieu. Ce qui a été dit sur le déroulement d’une éclipse solaire peut être repris s’agissant d’une éclipse lunaire : la Lune pénètre dans l’ombre terrestre par un bord, un petit bout d’arc de cercle noir se forme et va en augmentant, le disque lunaire prend la forme d’un croissant qui diffère cependant de la forme des croissants lunaires ordinaires par la forme de la ligne de séparation entre la partie éclairée du disque lunaire et la partie couverte par l’ombre.
3. Saros et nombre d’éclipses par an
Le nombre maximal d’éclipses (solaires et lunaires) pouvant se produire en une année est de sept (07) à raison de cinq (05) éclipses solaires et deux (02) éclipses lunaires ou de quatre (04) éclipses solaires et trois (03) éclipses lunaires.
Dans le premier cas, au début de l’année se produisent deux (02) éclipses solaires, puis suivent une (01) éclipse lunaire, puis encore deux (02) éclipses, puis une (01) éclipse lunaire et enfin à la fin de l’année la cinquième (5è) éclipse solaire. Dans le deuxième cas, on observe au début de l’année une (01) éclipse Lunaire suivie d’une (01) éclipse solaire, puis au milieu de l’année deux (02) éclipses solaires suivies d’une (01) éclipse lunaire et à la fin de l’année une (01) éclipse solaire suivie de la troisième (3è) éclipse lunaire. En une année, le nombre minimal d’éclipses qui peuvent avoir lieu est de deux (02), toutes les deux étant solaires. Ajoutons enfin que les éclipses se suivent presque dans le même ordre (à partir d’une éclipse initiale donnée) après un intervalle de temps appelé saros. C’est une période de 18 ans et 11 jours comportant 233 lunaisons (la lunaison étant un espace de temps compris entre deux ‘’nouvelles lunes’’ consécutives, soit environ 29.5jours). Le saros était connu déjà dans l’Antiquité en Mésopotamie (partie de l’Irak actuel), le mot étant d’origine assyro-babylonienne. Chaque saros compte soixante-dix (70) éclipses dont quarante-et-un (41) solaires et vingt neuf (29) lunaires. Comme on le voit, les éclipses solaires sont plus fréquentes que les éclipses lunaires de manière générale. Il est rare d’observer des éclipses solaires totales, leur nombre par saros ne dépasse pas souvent dix (10) et il y a des endroits du globe terrestre où les éclipses solaires totales ne sont visibles que tous des deux cents (200) ou trois cents (300) ans seulement.
Au Bénin la prochaine éclipse du Soleil aura lieu le 20 Mars 2015. Elle sera surtout visible dans la partie septentrionale de notre pays. C’est ce qui est programmé dans le ciel par la Nature.
Par Joseph Marcellin DEGBE
Ingénieur Physicien à la retraite
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