Le jour moyen
Le temps solaire moyen est fondé sur un soleil fictif qui se déplacerait autour de l'équateur à vitesse constante tout au long de l'année. Cette vitesse moyenne est de un tour en 24 heures. C'est le temps de votre montre. Celui de notre calendrier de tous les jours.
La Terre tourne sur elle-même à la vitesse angulaire de 360°/24 heures, soit 15°/H. Alors on pourrait utiliser le tableau de conversion suivant:
On remarque que 4 secondes d'erreur sur l heure de la visée est équivalent à 1 mille d'erreur sur la position, d'où l'utilité d'avoir un bonne montre.
L'heure TU (Temps Universel) ou GMT (Greenwich Meridian Time)
Il est 12h00 TU partout sur la Terre lorsque le Soleil moyen passe au méridien de Greenwich
L'heure locale Tcg
L'heure locale dépend de la longitude de l'observateur. Elle n'est donc pas la même pour 2 observateurs qui ne seraient pas situés sur le même méridien.
Par définition, il est 12h00 Tcg pour un méridien de longitude g lorsque le Soleil moyen passe à ce méridien
C'est le midi qui serait donné par un cadran solaire.
Lorsqu'il est 12h00 Tcg, alors:
- LHASoleil = 0
- GHASoleil = longitude de l'observateur
Il sera possible de déterminer sa postion à 12h00 Tcg (par la méridienne).
L'heure du fuseau Tn
Notre vie courante étant réglée par le Soleil, l'heure locale Tcg serait celle qui convient le mieux à notre rythme de vie. Mais cela impliquerait que l'on remette notre montre à l'heure chaque fois que nous changeons de longitude.
Le Soleil moyen parcourt un angle de 15° en 1 heure. On a donc définit 24 fuseaux horaires (24 x 15 = 360° = 1 jour) numérotés de
- 0 à + 12 vers l'Ouest
- 0 à -12 vers l'Est
- Le fuseau 0 est centré sur le méridien de Grennwich (méridien 0) et il s'étend de 7°30'E à7°30' W
Par convention, l'heure du fuseau Tn est la même à l'intérieur d'un même fuseau et sera l'heure Tcg du méridien central du fuseau
L'Heure légale TL
L'heure légale est fixée par les autorités de chaque pays, c'est à dire par la loi. Elle est en général ègale à l'heure du fuseau Tn. En cas de décalage, on s'en décale d'un nombre entier d'heure.
Ainsi en france l'heure légale varie en fonction de la saison:
- En hiver : TL = TU+1
- En été: TL = TU+2
Le jour sidéral
Le jour sidéral est l'interval de temps qui sépare 2 passages consécutifs du soleil ou d'une étoile au méridien du même lieu (par exemple le méridien de Greenwich).
La distance Astre-Terre est si grande que l'on peut considéré que les rayons reçus sur la Terre sont tous parallèles.
La période de révolution de la Terre autour du Soleil est de 365 jours.
Ainsi pour que le Soleil passe 2 fois de suite au méridien de Greenwich, il faudra qu'elle tourne de 1 tour moins 1/365 tour.
Le jour sidéral est alors de \(24h \times (1- \frac{1}{365}) = 23.93h\), soit 23h 56' 04"
Il y a donc une différence de 3'56" entre le jour moyen et le jour sidéral.
Ce jour sidéral n'a pas été gardé comme référence de temps parce que nos occupations quotidiennes sont basées sur le mouvement du Soleil et non pas celui des étoiles. Cependant, pour rester en accord avec le Soleil, nous avons inventer les années bissextiles qui nous permettent une fois tous les 4 ans et en fonction d'autres critères de temps de recaler le temps moyen sur le temps sidéral.