Où se couche le soleil : Explication de l'Est et de l'Ouest
Naviguer dans le paysage naturel et urbain nécessite une connaissance des points cardinaux. Le soleil, dans sa trajectoire quotidienne, donne des indices précieux pour déterminer l’est et l’ouest. C’est une compétence essentielle pour les explorateurs, les randonneurs, mais aussi pour ceux qui veulent simplement comprendre leur environnement.
Ce savoir ancestral, partagé par de nombreuses civilisations, reste d’une grande utilité aujourd’hui. Comprendre l’alignement solaire et son rapport avec la géographie terrestre permet aussi de déterminer les meilleures orientations pour les habitations et les cultures. Alors, comment déterminer où se lève et se couche le soleil ?
Les Points Cardinaux et l'Orientation Solaire
Les points cardinaux jouent un rôle crucial dans notre orientation spatiale. Ils déterminent les directions principales : le nord, le sud, l’est et l’ouest. Savoir où se trouve chaque point cardinal est essentiel pour s’orienter correctement.
L’importance de connaître la direction où le soleil se lève ne peut être sous-estimée. Cela permet de démarrer sa journée en sachant quelle sera la trajectoire du soleil tout au long de la journée. En observant attentivement ce moment précis du lever du soleil, on peut aussi déduire approximativement les autres points cardinaux grâce aux ombres portées par les objets environnants.
Méthodes pour Déterminer l'Est et l'Ouest
Pour déterminer l’est et l’ouest grâce au soleil, il existe plusieurs méthodes simples mais efficaces. La première consiste à observer le lever du soleil tôt le matin. En se plaçant face à l’horizon est, on peut remarquer la direction exacte où le soleil apparaît.
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Une autre méthode utilisée depuis des siècles par les marins et les explorateurs est celle de la boussole. L’utilisation d’un gnomon ou d’un simple bâton peut aussi être utile pour déterminer les points cardinaux en fonction du mouvement apparent du soleil tout au long de la journée. En plantant verticalement un bâton dans le sol, on observe son ombre qui évolue au cours de la journée.
Outils Modernes d'Orientation
Au-delà de l’observation des étoiles, il existe aussi une multitude d’outils et d’applications qui peuvent être d’une grande aide pour s’orienter avec précision. Parmi ces outils, on peut citer les boussoles électroniques, qui permettent de déterminer facilement le nord magnétique. Les applications mobiles dédiées à l’orientation sont aussi très populaires aujourd’hui.
Les connaissances sur les points cardinaux et l’orientation dans l’espace sont essentielles pour notre quotidien. Grâce à des repères simples tels que la position du soleil à différents moments de la journée, nous pouvons aussi développer un sens plus aiguisé de l’orientation. Connaître les points cardinaux n’est pas seulement réservé aux marins et aventuriers chevronnés. C’est une compétence pratique et accessible à tous, qui peut grandement améliorer notre capacité à nous repérer dans l’espace.
Facteurs Influant sur la Position du Soleil
Dans cette section, nous allons explorer plus en profondeur les différents facteurs qui influencent la position du lever et du coucher du soleil. L’une des principales variables qui détermine la position du soleil est la saison. Au cours de l’année, en raison de l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre par rapport au plan orbital autour du soleil, la trajectoire apparente du soleil change.
En été, lorsque le pôle Nord est incliné vers le soleil, le lever et le coucher se trouvent plus loin vers le nord. Quel que soit l'endroit d'observation sur Terre, ses points de lever et de coucher se déplacent vers le Nord après l'équinoxe de printemps et atteignent leur écart maximum par rapport à l'Est et à l'Ouest lors du solstice d'été. Ensuite, les points de lever et de coucher redérivent à nouveau pour retrouver l'axe Est-ouest à l'équinoxe d'automne. Au-delà des saisons, d’autres facteurs peuvent aussi affecter légèrement la position exacte où se produit le lever ou le coucher du soleil.
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Dire : « Le soleil se lève à l'Est et se couche à l'Ouest » est une approximation. Il ne le fait que deux fois par an, aux équinoxes.
Phénomènes Atmosphériques et le Coucher de Soleil
Le coucher de soleil est le moment auquel le Soleil disparaît derrière l'horizon, dans la direction de l'Ouest. Il s'agit d'un phénomène quotidien causé par la rotation de la Terre. L'expression coucher de soleil ne reflète bien sûr qu'une apparence, car le soleil ne se couche pas, c'est le mouvement de rotation de la Terre qui donne cette impression.
- Rayon vert: Le rayon vert est un phénomène optique de réfraction dû à l'atmosphère lorsque le soleil se couche.
- Soleil rouge: C'est aussi un effet dû à l'atmosphère. En s'approchant de l'horizon, on peut parfois voir le soleil rougir. Bien sûr le Soleil ne change pas de couleur, mais c'est l'atmosphère qui lui donne cette apparence : les rayons solaires traversent une épaisseur d'atmosphère plus importante, et la diffusion, également plus importante ne laisse alors que la couleur rouge.
- Soleil découpé: Le soleil découpé, ou plus exactement, en franges, est un effet atmosphérique un peu particulier, et surtout, beaucoup plus rare.
Trajectoire du Soleil et Latitude
Considérons pour les explications qui suivent, que nous sommes à un équinoxe. La trajectoire du Soleil sera donc dans le plan de l’équateur. Lorsque le Soleil se lève, on le voit décrire une trajectoire vers l’horizon, qu’on peut assimiler à une droite localement. Ce mouvement apparent est dû essentiellement à la rotation de la Terre, car on peut négliger son déplacement autour du Soleil pendant la durée d’un lever ou coucher de cet astre. Par conséquent, le Soleil semble suivre un arc de cercle centré sur l’observateur.
Aux latitudes moyennes, cet angle est proche de 45°. Mais aux pôles, le trajet apparent du Soleil est parallèle à l’horizon ! C’est en fait une spirale très aplatie, montante ou descendante selon qu’on est avant ou après le solstice d’été. Par contre, à l’équateur, le Soleil se couche et se lève perpendiculairement à l’horizon.
Plus précisément, à l’équateur (latitude 0°) il se couche le long de la verticale ; aux latitudes moyennes (45°), il suit une ligne inclinée de ≈ 45° sur la verticale. Enfin, au pôle nord (latitude 90°), il se couche pratiquement à l’horizontale (moyennant sa descente le long de la spirale), donc selon une ligne inclinée de 90° par rapport à la verticale. Partant du pôle nord, donc, le coucher de Soleil se relève vers la verticale, qu’il atteint à l’équateur.
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Durée du Coucher de Soleil et Latitude
La ligne bleue au-dessus de l’horizon est arbitraire. Elle représente la hauteur (au-dessus de l’horizon), à partir de laquelle la lumière du Soleil est atténuée par l’épaisseur de l’atmosphère qu’elle doit traverser. Cette atténuation s’accompagne d’un rougissement.
Le Soleil se déplace le long des lignes rouges, à la même vitesse quelle que soit la latitude, puisque c’est la rotation de la Terre qui la produit. Alors, puisque la vitesse est la même partout, le temps de parcours au-dessous de cette ligne, c’est-à-dire la durée du coucher de Soleil, est bien plus long vers les pôles qu’à l’équateur. Pour les latitudes moyennes (angle par rapport à la verticale de 45°), ce temps est 1,4 fois plus long qu’à l’équateur. En considérant que le coucher de Soleil dure 1/2 heure à l’équateur, il dure 42 minutes à 45°. A 75° de latitude, le temps est 3,86 fois plus long, soit 116 minutes = près de 2 heures. Plus on s’approche du pôle, plus ce temps augmente rapidement. A 80°, il est 5,76 fois plus long, soit 2 heures 53 minutes. Enfin, à 85°, il atteint 5 heures 44 minutes.
Puisque l’angle de descente du Soleil par rapport à la verticale est égal à la latitude du lieu, son observation devrait donner cette latitude. En effet, on observe le Soleil dans la partie la plus basse de sa course, la plus proche de l’horizon. L’un des problèmes est la déformation du disque du Soleil, dont le centre devient bien difficile à déterminer. Le problème majeur est la réfraction atmosphérique. L’image du Soleil près de l’horizon est relevée de quelques 36″ d’arc, soit un peu plus que son diamètre.
Exemples Visuels et Observations
Quelques films, réalisés en divers endroits de la planète, montrent l’angle sous lequel le soleil se couche en fonction de la latitude, depuis le nord jusqu’en Antarctique. Pour tous les couchers de soleil, on regarde vers l’Ouest.
Mourmansk se trouve dans la péninsule de Kola au nord de la Russie, par 69° de latitude nord. Le déplacement apparent quotidien du soleil se fait donc à un angle égal par rapport à la verticale, donc il déscend très lentement lors de son coucher, en faisant un angle de 21° par rapport à l’horizon.
Les films ci-dessous montrent trois levers de soleil consécutifs vu depuis Les Houches (vallée de Chamonix), à la fin du mois d’août. Par un pur hasard, l’arête de l’aiguille du Midi est presque linéaire vue de ce point d’observation, et son angle par rapport à la verticale se trouve égal à la latitude du lieu, presque 46° ! On constate aussi le déplacement apparent du soleil dans le ciel d’un jour à l’autre.
L’angle que fait la trajectoire du soleil couchant par rapport à la verticale est égal à la latitude du lieu. Donc à Marseille, il est de 43° 18′.
Voici un autre film, réalisé au Vietnam, à la latitude de 15° 53′ N. Le trajet du soleil ne s’éloigne de la verticale que de cet angle de 15° 53′. Dans tous les lieux de cet hémisphère, le soleil se déplace vers le sud au lever, et vers le nord au coucher. Ce film montre donc comment le soleil se lève ou se couche dans les régions proches de l’équateur. A l’équateur même, le lever serait parfaitement vertical. Remarquez la brièveté du phénomène : le film s’étend sur une durée réelle de 12 minutes.
Passons maintenant sous l’équateur, pour aller dans l’hémisphère sud, au Chili sur la plage d’Antofagasta. La latitude est de 23° 39′. Nous avons vu que dans l’hémisphère nord, le soleil se couche pratiquement horizontalement au pôle nord, à presque 45° à Marseille, et verticalement à l’équateur. Ce mouvement de bascule de la trajectoire du soleil se continue tout naturellement, pour atteindre l’horizontale au pôle sud.
Orientation et Utilisation de la Boussole
L’orientation est la faculté à déterminer sa position et de paramétrer les directions à suivre dans son environnement ; par rapport au NORD magnétique et aux 3 autres points cardinaux que sont le SUD (son opposé), l’EST et l’OUEST. Ces directions imaginaires, représentées ci-contre par la rose des vents, indiquent les 3 phases solaires de la journée : l’EST où le soleil se lève, le SUD quand le soleil est au zénith et l’OUEST où le soleil se couche.
Il est indiqué par l’aiguille rouge aimantée d’une boussole. Il faut savoir que le NORD magnétique est différent du NORD géographique indiqué sur les cartes, qui est aussi l’axe de rotation de la terre. Sous nos latitudes, cette différence est minime pour une orientation classique et souvent négligée.
Comment se situer sur une carte ?
- Sur le terrain, repérer visuellement dans le paysage un élément remarquable que vous pouvez situer sur la carte (un clocher, un pic, etc...). Tout en continuant à viser votre objectif, tourner le cadran gradué jusqu’à faire correspondre l’aiguille rouge aimantée NORD avec le NORD (N) du cadran. Relever l’azimut sur le cadran au niveau du repère de visée.
- Sur la carte, en partant de l’élément visé (l’église), reporter cet azimut en alignant le NORD (N) du cadran avec celui de la carte. Tracer un trait le long de la plaquette. Identifier sur la carte votre chemin de parcours (sentier, route...).
Position du Soleil et Heure Solaire
Lorsque le soleil est au zénith, il est à Midi à l’heure solaire. Toutefois, en France, l’heure officielle est décalée par rapport à l’heure solaire :
- Heure d’été = Heure solaire + 2h. Le soleil est au zénith à 14h.
- Heure d’hiver = Heure solaire + 1h.
Tenir la montre à plat et tourner la montre sur elle-même jusqu’à ce que la petite aiguille des heures pointe vers le soleil. Imaginer l’angle entre par la petite aiguille et l’indicateur 1 (13 h) ou 2 (14 h) du cadran de la montre. La ligne bissectrice qui sépare cet angle en deux, indique le SUD dans la direction avant.
Trajectoire du Soleil et Conception Bioclimatique
Si vous appliquez ce que vous considérez être un acquis à une maison passive ou une maison bioclimatique, les conséquences de la méconnaissance de la vraie course du soleil pourront être, par exemple, un manque d'apports solaires en hiver, ou encore des risques de surchauffe en été, notamment en période de canicule.
Dans l’hémisphère nord, celui de la France, le soleil ne se lève à l’est et ne se couche à l’ouest que 2 fois par an, aux équinoxes de printemps et d’automne, aux alentours du 21 mars et du 21 septembre. Lors du solstice d’hiver, le 21 décembre, il se lève au sud-est et se couche au sud-ouest tandis qu’au solstice d’été, le 21 juin, il se lève au nord-est et se couche au nord-ouest.
Ces quelques informations sont très différentes de ce que nombre d'entre nous sont persuadés de savoir. Elles vous donnent une idée des erreurs que les connaissances considérées acquises peuvent générer. Les vraies informations permettent par contre d’intégrer tous les aspects bioclimatiques des constructions sans risque de se tromper.
Exemples Concrets d'Application
- Les terrasses ne seront à l’ombre pour y manger le soir, en été, que si l’orientation réelle du soleil est prise en compte.
- Les pare-soleil fixes, installés au sud, ne seront efficaces que s’ils sont réalisés en fonction de la région ou ils sont implantés.
- Les fenêtres triple vitrage orientées à l'est et à l'ouest n'auront pas suffisamment de soleil en fin d'année pour compenser leurs déperditions.
- Les fenêtres situées au nord, mais non équipées d'une protection solaire, ne pourront pas stopper les rayons du soleil levant et couchant en été.
Utilisation des Diagrammes Solaires
Déterminer le dimensionnement d’un pare-soleil pour qu’il laisse la totalité des vitrages exposés au soleil le 21 décembre à midi solaire, soit officiellement à 13 heures, mais qu’ils soient totalement à l’ombre le 21 juin de 10 heures à 14 heures solaire, soit officiellement de 12 h à 16 h, ne peut se déterminer qu’en connaissant les trajectoires du soleil définies soit mathématiquement soit par des diagrammes solaires tel celui-ci après qui correspond à la latitude de Toulouse.
Ces diagrammes, bien plus simple et rapide à utiliser que les calculs, permettent de plus de déterminer les ombres portées par l’environnement sur la construction dans son ensemble, celles portées sur les fenêtres, les panneaux photovoltaïques ou les panneaux thermiques et la proportion du rayonnement solaire réellement efficace en fonction de la période de l’année ou sur l’année globale.
Pour connaître la position du soleil à une date donnée et une heure précise, il suffit de :
- Repérer la parabole, en bleu, figurant la date la plus proche de celle recherchée et éventuellement de tracer une courbe similaire plus proche de la date donnée
- Repérer la courbe cyan figurant les heures et éventuellement estimer une courbe supplémentaire correspondant au décalage réel par rapport à cette courbe
- Déterminer l’intersection entre ces 2 nouvelles courbes
- Le point d’intersection rapporté sur l’axe gauche donne la hauteur angulaire du soleil tandis que la projection sur l’axe horizontal donne l’azimut, le décalage longitudinal.
Les hauteurs du soleil nécessaires pour la conception d'un pare-soleil correspondant aux critères précédents sont, en région toulousaine, de 23° en hiver, le 21 décembre à 12h solaire, et 58° en été, le 21 juin à 10 et 14h solaire
Le Lever et le Coucher du Soleil : Une Illusion d'Optique
Le lever du Soleil est ce moment magique où notre étoile semble apparaître à l’horizon, et son coucher celui où elle disparaît derrière lui. Mais saviez-vous que ce n’est qu’une illusion ? C’est notre propre planète, la Terre, qui, en tournant sur elle-même (autour de son axe), donne cette impression de mouvement au Soleil. Un peu comme si vous tourniez sur vous-même et que les objets autour de vous semblaient bouger !
On connaît tous la phrase : « le soleil se lève à l’Est et se couche à l’Ouest ». Cette petite phrase est une mine d’or pour ne plus jamais vous tromper sur l’orientation ! Ce qui nous donne une formule facile à retenir : Le soleil se lève à l’Est et se couche à l’Ouest !
Si le Soleil se lève toujours globalement à l’Est et se couche à l’Ouest, vous avez peut-être remarqué qu’il ne le fait pas exactement au même endroit chaque jour de l’année. Cela est dû à l’inclinaison de l’axe de la Terre ! Notre planète ne tourne pas « droite » par rapport à son orbite autour du Soleil, elle est légèrement penchée. En été, dans l’hémisphère Nord, la Terre est penchée de sorte que le Soleil semble se lever plus au nord-est et se coucher plus au nord-ouest. En hiver, c’est l’inverse : le Soleil se lève plus au sud-est et se couche plus au sud-ouest. Aux équinoxes (printemps et automne, vers le 20 mars et le 22 septembre), le Soleil se lève et se couche exactement à l’Est et à l’Ouest.
Le Mouvement Réel du Soleil et de la Terre
Vous l’avez déjà sûrement entendu : le soleil se lève à l’est et se couche à l’ouest. Et cette affirmation est valable à tout endroit de la Terre. Comment cela se fait-il ? Gros plan sur ce phénomène propre au soleil.
Pourquoi le soleil se lève-t-il toujours à l'Est ?
Vous vous en doutez bien, le soleil ne se lève, ni ne se couche vraiment. Et contrairement à ce que nous avons pensé pendant longtemps, ce n’est pas lui qui se déplace autour de la Terre, mais bien cette dernière qui tourne autour du soleil. En plus de tourner autour du soleil, la Terre effectue aussi une rotation sur elle-même en 23 heures et 56 minutes… Autant dire une journée !
Cette rotation est précisément ce qui fait que le soleil se lève toujours à l’est et se couche toujours à l’ouest. En effet, la Terre effectue toujours sa rotation sur elle-même dans le même sens, d’ouest en est. On peut aussi dire qu’elle tourne dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Cette rotation alliée à la seconde autour du soleil, fait que le soleil se couche toujours au point cardinal qui se trouve en face de l’est, c’est-à-dire à l’ouest. C’est ainsi que le soleil se couche et se lève lorsqu’il disparaît derrière l’horizon.
Où se lève et se couche le soleil en France ?
Vous connaissez désormais la règle générale autour du mouvement du soleil. Cependant, il existe d’autres critères à prendre en compte pour savoir où va se lever le soleil. Les mouvements du soleil dépendent, effectivement, des saisons.
Lever du soleil : selon les saisons
Selon les saisons, le soleil ne se couche pas aux mêmes endroits. Le soleil a donc trois positions différentes. Le jour du passage au printemps (autour du 20 ou du 21 mars) et le jour du passage à l’automne, le soleil se lève exactement en face du point est de l’horizon. C’est ce qu’on appelle les jours d’équinoxe.
Lorsqu’il ne s’agit pas de ces jours-ci, la position du soleil est différente. Pendant l’été, le soleil va se lever au nord-est. En hiver, cette fois, le soleil se lève au sud-est. Ces différences se retrouvent aussi pour le coucher du soleil. Il sera en face du point ouest pour les jours d’équinoxe, au nord-ouest en été et au sud-ouest en hiver.
Le soleil pendant les solstices
Outre ces jours spécifiques, les solstices sont aussi des moments où la trajectoire du soleil est intéressante. Le solstice d’été est souvent décrit comme le jour le plus long de l’année. C’est la durée du jour la plus longue de l’année et c’est le moment où le soleil atteint son plus haut point dans le ciel, son zénith. Ce solstice a lieu autour du 20 juin en France et c’est après cette date que les jours s’adoucissent et que les saisons se tournent vers l’hiver.
Le solstice d’hiver est, au contraire, le jour le plus court de l’année. C’est le moment où le soleil est le plus éloigné de l’Équateur et monte le moins haut dans le ciel. Dans les faits, cela correspond à une période de lumière de 8 heures dans la journée. Ce solstice a lieu chaque année autour du 21 décembre. Les journées vont ensuite s’étirer pour accueillir le retour de l’été.
Tout au long de l’année, cependant, vous pourrez observer des levers et des couchers de soleil très différents. La lumière des levers et des couchers dépend beaucoup de la météo et de la saison donc pensez à ouvrir l’œil !
Comment savoir où se lève et se couche le soleil ?
Maintenant que vous savez tout ce qui a à savoir sur le soleil, son lever et son coucher, peut-être est-il temps de se souvenir de ces informations. Pas de panique ! Il existe quelques moyens simples pour se souvenir que le soleil se lève à l’est et se couche à l’ouest.
Le premier moyen mnémotechnique se trouve au sein même de la phrase : « Le soleil se lève à l’est et se couche à l’ouest. ». En effet, si l’on regarde les lettres de cette phrase, on remarque que le « e » de « lève » se retrouve dans le mot « est » et le « o » de « couche » se retrouve dans le mot « ouest ».
Autre astuce : il suffit de vous souvenir que le pays du soleil levant… se trouve bien à l’est ! Enfin, si vous avez du mal à savoir de quel côté le soleil va se coucher, placez-vous face à lui. À votre gauche, vous trouverez l’est et à votre droite, l’ouest. Le soleil se couchera donc à votre droite.
Voilà, si vous arrivez à vous souvenir de ces quelques astuces, le soleil n’aura plus de mystères pour vous !