Rotation de la Terre

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Le nombre de rotations de la Terre sur elle-même est de 365,2425 par an environ (calendrier grégorien), soit 366,2425 jours sidéraux (rotation par rapport au système de référence céleste). Comme la Terre n'est pas rigoureusement un solide, le concept de vitesse de rotation angulaire doit être soigneusement défini par géodésiens et astronomes, puis mesuré. Ce service est effectué par l'IERS (International Earth Rotation Service), qui met en ligne toutes les données connues.

La longueur du jour sidéral varie d'environ 1 ms/jour de manière assez erratique. Mais on y relève une composante annuelle, et une petite semi-annuelle. De plus, l'action en retour de la Lune sur le soulèvement de la marée produit un couple retardateur qui induit une augmentation séculaire de la durée du jour d'environ 2 ms/siècle et un éloignement de la Lune de 3,84 cm/an (cf. Rotation synchrone).

La direction du pôle est définie par rapport au ciel et par rapport à la Terre : on est en mesure d'avoir des mesures précises au mas, et même mieux ; cela permet de progresser dans la compréhension de ce « presque-solide » qu'est notre Terre.

Sommaire

1 La difficulté à définir la rotation de la Terre
2 La longueur du jour
3 L'herpolhodie
4 La polhodie
5 Voir aussi

[modifier] La difficulté à définir la rotation de la Terre

Si l'on considère un essaim d'abeilles, son mouvement de translation est facile à définir, mais son mouvement de rotation l'est moins ! La Terre n'étant pas un solide, parler de rotation de la Terre pourrait ainsi sembler une ineptie.

Néanmoins, on connaît bien la rotation des plaque tectoniques ; ce qui permet d'établir une convention, dite de Tisserand, pour figer un ITRS (définition théorique) puis caler un ITRF (réalisation pratique, évidemment entachée d'erreur). Alors, il ne reste plus qu'à tenir compte des vents, humides ou non (aéronomie) ; de la marée thermique solaire, de la marée atmosphérique ; des marées océaniques ; des interactions Océan-Atmosphère ; de la marée terrestre ; des interactions TAO (Terre-Atmosphère-Océan) : par exemple l'altitude de Brest varie beaucoup et celle de Rennes beaucoup moins ; des courants océaniques ; des mouvements du manteau (le rebond post-glaciaire a déplacé énormément le pôle vers le Groenland !) ; des mouvements de la graine du noyau et du noyau et enfin de l'interaction noyau-manteau.

La Terre ainsi "solidifiée" par ces différentes réductions d'erreurs systématiques, il ne reste plus qu'à étudier l'action des astres sur ce solide, repéré par ses angles d'Euler (cf. rotation).

[modifier] La longueur du jour

C'est la "longueur" du vecteur rotation, soit $\omega = \frac{2\pi}{T}$ qui va donner la longueur du jour (LoD : Length of Day) sidéral : elle varie erratiquement d'environ 1 ms chaque jour. Mais la longueur du jour augmente régulièrement (cf. rotation synchrone). [1]. Actuellement la valeur nominale de $ω$ est 7,292 115 146 706 4 E(-5) rad/s, ce qui donne une idée de la précision que l'on voudrait atteindre, avec les horloges très précises du GPS et du futur Galiléo.

[modifier] L'herpolhodie

C'est le mouvement angulaire du vecteur rotation dans l'espace (plus précisément le système de référence céleste). Il est caractérisé par sa précession de période 26 000 ans, déjà détectée par Hipparque, et sa nutation. Il existe des irrégularités, car la Terre n'est pas un solide.

[modifier] La polhodie

De pôle hodos (le chemin) : C'est le mouvement du vecteur rotation dans le système de référence terrestre (ITRF : international terrestrial reference frame [2], défini correctement (la tectonique des plaques de quelques centimètres par an oblige sur un sol aussi mouvant d'avoir une convention précise si l'on veut détecter un mouvement au millimètre près). À l'heure actuelle, ce mouvement est relevé très précisément par géodésie satellitaire et le VLBI [3].