Les solstices et les équinoxes sont quatre événements astronomiques clés qui structurent l’année terrestre et marquent les transitions saisonnières. Ils résultent directement de l’inclinaison de l’axe terrestre de 23,5 degrés par rapport au plan de l’orbite terrestre, appelé écliptique.
Les solstices
Un solstice se produit deux fois par an, quand l’inclinaison de l’axe terrestre atteint son maximum par rapport au Soleil. Le solstice d’été (vers le 21 juin pour l’hémisphère nord) marque le jour le plus long et la nuit la plus courte. Le Soleil atteint sa hauteur maximale dans le ciel et reste au-dessus de l’horizon plus longtemps que tout autre jour. Le solstice d’hiver (vers le 21 décembre) est l’inverse : le jour le plus court, le Soleil le plus bas. Pour l’hémisphère sud, les saisons sont inversées.
Les équinoxes
Un équinoxe se produit aussi deux fois par an, quand le Soleil traverse l’équateur céleste. Le mot vient du latin aequus nox, signifiant nuit égale — ce jour-là, le jour et la nuit ont approximativement la même durée dans le monde entier. L’équinoxe de printemps (vers le 20 mars) marque le début du printemps astronomique dans l’hémisphère nord. L’équinoxe d’automne (vers le 22 septembre) marque le début de l’automne.
Pourquoi des saisons
Les saisons ne résultent pas de la distance Terre-Soleil — cette distance varie de seulement 3% au cours de l’année. Elles résultent de l’inclinaison axiale qui modifie l’angle d’incidence des rayons solaires et la durée d’ensoleillement. Lors du solstice d’été nordique, l’hémisphère nord est incliné vers le Soleil : les rayons frappent plus directement et le jour est plus long. Six mois plus tard, c’est l’inverse.
Importance en astronomie
Les solstices et équinoxes ont été observés et marqués par toutes les civilisations anciennes. Stonehenge, les pyramides de Gizeh, le Templo Mayor ou Chichén Itzá sont alignés sur ces événements astronomiques. Ces dates structurent encore aujourd’hui notre calendrier civil et religieux. L’équinoxe de printemps sert également de référence pour le système de coordonnées équatoriales en astronomie : le point vernal détermine l’origine de l’ascension droite.
Exemple concret
Au solstice d’été nordique, le Soleil atteint son zénith exactement au-dessus du tropique du Cancer (latitude 23,5° nord). Au solstice d’hiver, il est au zénith au-dessus du tropique du Capricorne (23,5° sud). Aux équinoxes, il est au zénith au-dessus de l’équateur. Ces tropiques tirent leur nom directement de ces événements astronomiques.
Le saviez-vous ?
Au-delà des cercles polaires (66,5° de latitude), le Soleil ne se couche pas pendant plusieurs jours autour du solstice d’été (soleil de minuit) et ne se lève pas pendant plusieurs jours autour du solstice d’hiver (nuit polaire). Au pôle même, le Soleil se lève une seule fois par an — à l’équinoxe de printemps — et reste visible six mois.
Questions fréquentes
Les dates des solstices et équinoxes sont-elles fixes ?
Non, elles varient de un à deux jours d’une année à l’autre à cause du décalage entre l’année tropique (365,2422 jours) et notre calendrier de 365 jours. Les années bissextiles compensent partiellement ce décalage.
Le jour est-il vraiment égal à la nuit lors d’un équinoxe ?
Pas tout à fait. La réfraction atmosphérique fait paraître le Soleil au-dessus de l’horizon même quand il est géométriquement en dessous, et le Soleil n’est pas un point mais un disque. Résultat : le jour est légèrement plus long que la nuit aux équinoxes. L’égalité exacte (equilux) survient quelques jours après ou avant.
Toutes les planètes ont-elles des solstices et des équinoxes ?
Toutes les planètes dont l’axe est incliné ont des saisons. Mars, avec une inclinaison de 25 degrés, a des saisons similaires à celles de la Terre mais deux fois plus longues. Uranus, avec une inclinaison extrême de 98 degrés, connaît des saisons de 21 ans terrestres avec des pôles en plein soleil ou en obscurité totale.