Le ralentissement de la rotation de la terre

Depuis 1972, nous avons ainsi eu droit à 24 secondes de bonus.

Le 30 juin prochain à 23 heures, 59 minutes et 59 secondes, très exactement, les gardiens du temps universel nous octroieront une seconde supplémentaire à vivre. Ce n'est pas la première fois que cela arrive. Depuis 1972, nous avons ainsi eu droit à 24 secondes de bonus. Les dernières, c'était en 2005 et en 2008.

À quel titre ? Celui du ralentissement de la rotation terrestre sous l'effet de la dissipation de l'énergie terrestre par le phénomène des marées. Or, depuis 1967, le temps universel, celui affiché notamment par nos montres et nos ordinateurs, n'est plus connecté à la rotation terrestre et aux astres ! Il est calculé d'après des radiations de l'atome de césium 133. Du coup, il y a un découplage entre le temps universel et la rotation terrestre. Comme le ralentissement de la Terre est d'une seconde depuis 2008, il faut l'ajouter à nos chronomètres. Si on ne pratiquait pas cette correction de temps à autre le jour et la nuit s'inverseraient dans 6 000 ans.

C'est le Service international de la rotation terrestre et des systèmes de référence - IERS -, implanté à l'Observatoire de Paris au sein du Syrte (Systèmes de référence Temps Espace), qui est responsable de la prédiction et de l'annonce de ces secondes intercalaires. Pour autant, leur prise en compte n'a pas encore été entièrement résolue et standardisée par les systèmes informatiques, du fait de son imprévisibilité.

C'est bien beau de nous refiler une seconde supplémentaire, mais qu'en faire ? Dormir une seconde de plus ?  Pas question de perdre un cadeau aussi royal ! Il y a mille et une façons d'occuper intelligemment ce rabiot temporel, aussi minuscule soit-il. Nous avons fait un sondage autour de nous. Les réponses ne manquent pas de piquant.

"Il y a 400 millions d'années, le jour terrestre moyen durait environ 22 heures, si l'on en croit les modélisations informatiques. Dans moins de 200 millions d'années, nos lointains successeurs devront-ils inventer la journée de 25 heures ? Sans doute, si le ralentissement de la rotation de la Terre continue de s'amplifier.

A quoi est-il dû ? "Principalement au phénomène de marées créé par l'attraction de la Lune et du Soleil sur la Terre, explique Daniel Gambis, l'astronome de l'Observatoire de Paris qui décide les secondes intercalaires au nom du Service international de la rotation terrestre (IERS). Le frottement de l'eau sur le fond des mers peu profondes déclenche un effet de friction qui dissipe de l'énergie et provoque donc un ralentissement de la rotation, faible mais régulier."  Sur le très long terme, c'est ce mouvement, en faisant perdre environ 1,5 milliseconde par siècle sur la durée du jour, qui finit par s'imposer.

D'autres variations, sensibles à des échelles de temps plus restreintes, peuvent momentanément contrarier ou amplifier cette tendance générale. Sur dix ans, les effets les plus sensibles sont ceux de l'interaction entre le noyau et le manteau de la Terre. Ils ont ainsi pu déclencher récemment une légère accélération, qui explique qu'aucune seconde intercalaire n'ait été rendue nécessaire entre les 31 décembre 1998 et 2005.

Si les scientifiques peinent encore à démêler exactement les causes du ralentissement, ils en connaissent très bien les proportions. Lorsqu'il doit déterminer les variations de la rotation, M. Gambis peut compter sur une batterie de techniques. A l'astrométrie classique, qui permettait des mesures de position entre la Terre et certaines étoiles, a succédé le tir de laser sur des satellites-réflecteurs. Mais la précision s'est encore améliorée depuis l'avènement de l'interférométrie de très longue base qui permet de se servir des quasars, des trous noirs qui absorbent de la matière en émettant des radiations avec une régularité digne des horloges atomiques. Ils sont situés si loin qu'ils peuvent nous apparaître comme parfaitement immobiles, points de repère rêvés des arpenteurs de l'espace et du temps."

« Le corps principal s'allonge légèrement sous l'effet de la marée : les deux extrémités du corps principal sont attirées avec une force différente en raison de leur différence de distance au satellite. En raison des frottements, cet allongement est désaxé par rapport au satellite. Il en résulte un couple tendant à modifier la vitesse de rotation qui fait évoluer la période de rotation du corps principal, comme l'explique le schéma ci-après.

Force de marée exercée par un corps satellite sur un corps principal (planète ou étoile)...

Il s'agit généralement un ralentissement de la rotation, sauf lorsque le satellite a une révolution plus rapide que la rotation de corps principal et effectuée dans le même sens que celle-ci. Notamment la période de rotation sidérale de la Terre augmente en raison des frottements dus aux mouvements des marées (dues à l'action conjointe de la Lune et du Soleil) ; la perte de moment angulaire terrestre est compensée (transférée) en partie à la Lune, qui ainsi s'éloigne.

La variation de la période de rotation de la Terre influe sur la durée du jour, qui dépasse actuellement la moyenne de 24 h de quelques fractions de seconde. Il est ainsi nécessaire d'ajouter régulièrement une seconde intercalaire afin que le temps universel coordonné reste calé sur le cycle diurne. »