Pourquoi la Lune change de forme ?


Tout observateur a déjà constaté qu’au fil des jours, la Lune se présente à nous sous différents aspects : croissant, quartier, pleine lune … Les différents aspects de la Lune sont appelés phases. Mais pourquoi voit-on la Lune sous différentes phases ?


Une explication fréquente consiste à dire que c’est la Terre qui fait de l’ombre à la Lune. Cependant, l’ombre d’une boule est un cône (dont le bord est arrondi). Cela ne permet pas d’expliquer le bord parfaitement droit de la Lune lorsqu’elle se présente en quartier. De plus, il arrive souvent que l’on observe la Lune et le Soleil en même temps dans le ciel. Dans ce cas, comment la Terre pourrait-elle faire de l’ombre à la Lune ?

Une observation attentive nous montre que les phases de la Lune se répètent toujours dans le même ordre : nouvelle lune, premier croissant, premier quartier, lune gibbeuse croissante, pleine lune, lune gibbeuse décroissante, dernier quartier, dernier croissant puis retour de la nouvelle lune. Ce cycle des phases de la Lune, appelé lunaison, se produit en moyenne tous les 29,5 jours. Il est tout simplement dû au fait que la Lune est éclairée par le Soleil, mais surtout qu’elle tourne autour de la Terre. Suivant la position de la Lune autour de notre planète, nous voyons plus ou moins sa partie éclairée.


Reste à comprendre pourquoi les phases se répètent toujours dans le même ordre ?


Pour simplifier, nous débuterons notre explication avec le premier quartier (normalement, la lunaison démarre à la nouvelle lune). Sur les schémas ci-dessous, l’observateur est placé au-dessus du pôle nord de la Terre.


LE PREMIER QUARTIER

Il s’observe lorsque la Lune forme avec la Terre et le Soleil un angle droit. Dans ce cas, vu depuis la Terre, nous observons la moitié de la Lune éclairée (réellement, nous ne voyons que la moitié de l’hémisphère éclairé, soit un quart de la Lune. D’où le nom donné à cette phase.

LUNE GIBBEUSE CROISSANTE

Le lendemain, la Lune s’est déplacée autour de la Terre d’un angle d’environ 12° (360°/29,5 jours). Depuis la Terre, la partie éclairée de la Lune est un peu plus grande que le quartier. La Lune est dite gibbeuse (du latin gibbeux : bossu). Nous aurons alors l’impression que cette « bosse » va s’arrondir un peu plus chaque jour, jusqu’à ce que l’on arrive à la pleine lune.


Deux jours après le premier quartier, la Lune a déjà parcouru un angle d'environ 24° , à partir de sa position au premier quartier. L’aspect « bossu » de la Lune est maintenant parfaitement visible.

LA PLEINE LUNE

Une semaine après le premier quartier, la Lune a accompli un quart de tour autour de notre planète. Elle se retrouve alignée avec la Terre et le Soleil. Depuis notre planète, nous apercevons entièrement la partie éclairée : c’est la pleine lune. La Lune se situant derrière la Terre, elle n’est observable que la nuit. Cependant, si la Lune était parfaitement alignée avec la Terre et le Soleil, elle ne devrait pas être éclairée. La Lune serait alors dans l’ombre de notre planète. En pratique, l’orbite de la Lune est inclinée de 5° par rapport au plan de l’orbite terrestre (écliptique). La plupart du temps, au moment de la pleine lune, notre satellite se situe au dessus ou en dessous de l’alignement Terre-Soleil, ce qui nous permet d’observer une pleine lune tous les 29,5 jours en moyenne.

LE DERNIER QUARTIER

Après la pleine lune, notre satellite se présente sous la forme d’une lune gibbeuse décroissante pendant environ une semaine, avant d’arrivé au dernier quartier. La Lune forme alors de nouveau un angle droit avec la Terre et le Soleil, mais cette fois, c’est le côté gauche qui est éclairée.

LE DERNIER CROISSANT

Une fois passé le dernier quartier, la Lune entame la partie de son orbite située dans la même direction que le Soleil (pour l’observateur terrestre). Entre le dernier quartier et le premier quartier, nous observerons un croissant car la majorité de l’hémisphère lunaire éclairé par le Soleil est bien évidement orienté … vers le Soleil ! Depuis notre planète, nous observerons majoritairement la partie non éclairée de la Lune, ainsi qu’une petite fraction de la partie éclairée : c’est le croissant.

LA NOUVELLE LUNE

La Lune est de nouveau alignée avec la Terre et le Soleil, mais cette fois, nous l’observons dans la même direction que le Soleil. Notre satellite montre à notre planète sa partie non éclairée, en conséquence, nous ne pouvons pas l’observer ! (Il s’agit du petit rond noir sur les calendriers indiquant les phases lunaires). Si la Lune était parfaitement alignée avec la Terre et le Soleil, nous l’observerions devant le Soleil. Il se produirait alors une éclipse de Soleil tous les 29,5 jours. Rappelons que l’orbite lunaire est inclinée de 5° par rapport au plan de l’écliptique, par conséquent, observé depuis la Terre, nous voyons notre satellite le plus souvent au dessus ou en dessous du Soleil.

La semaine qui suit la nouvelle lune nous permet d’observer un premier croissant, de plus en plus épais, jusqu’au prochain premier quartier. Il ne reste plus qu’à recommencer une nouvelle lunaison …



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