Quelles sont les origines de notre calendrier ?

Pour certains, le mois de février de cette année a quelque chose de très spécial : ils peuvent enfin fêter leur anniversaire le jour où ils sont nés. Ce qui semble tout à fait normal pour la grande majorité des gens l’est beaucoup moins pour les personnes nées un 29 février. En effet, le 29 février n'existe que tous les quatre ans. Ces années sont dites bissextiles. Nous avons rassemblé pour vous des informations sur leur origine et sur les raisons pour lesquelles nos ancêtres les ont instaurées. 

Ce n'est évidemment pas la seule façon de diviser le temps en des périodes cohérentes. Et nos ancêtres ont fait preuve d’inventivité dans ce domaine. Vous trouverez dans cet article l’histoire de quelques calendriers.

Une crue récurrente bénéfique marquait une année dans l'Égypte ancienne 

Depuis la nuit des temps, nos ancêtres semblent avoir divisé leur vie en segments périodiques. En effet, le jour et la nuit, la nouvelle lune et la pleine lune de même que les motifs récurrents dans le ciel étaient tout aussi faciles à identifier que les phénomènes répétitifs dans la nature. Aucune documentation à ce propos ne nous est parvenue. Les premières sources fiables indiquant qu'un phénomène naturel récurrent aurait pu servir d'orientation temporelle proviennent de l'Égypte antique. Il y a plus de 6 000 ans, on y attendait chaque année avec impatience un événement : la crue du Nil. Dès que la Lune avait effectué douze ou treize rotations complètes, les niveaux de la source de vie des Égyptiens augmentaient. L'eau du Nil montait et déposait de la boue fertile dans les champs situés sur les rives. Une année prenait fin quand une nouvelle crue du Nil se produisait. Et sa durée pouvait parfois fluctuer de près de 80 jours. 

Figure 1 : rive du Nil dans le désert de Nubie au Soudan, inondée tous les ans. Source : Wikimedia Commons 

Les Babyloniens tenaient déjà les comptes au rythme de la Lune pâle 

Si l'on souhaite repérer les cycles dans la nature, il est utile d’observer le ciel nocturne. En effet, la Lune change d'aspect avec une régularité méticuleuse. Et à certains moments, elle n'est pas du tout perceptible. Une ou deux nuits plus tard, un fin croissant apparaît. La surface éclairée de la Lune s'agrandit ensuite progressivement jusqu'à ce qu'au bout de 14 jours environ, un disque circulaire projette la lumière pâle de la Lune sur la Terre. Les nuits suivantes, le disque rétrécit à nouveau jusqu'à disparaître complètement après environ 29 jours. Une lunaison – c'est ainsi qu'on appelle un cycle complet de phases lunaires – prend fin et une nouvelle commence.  

Figure 2 : corrélation entre les phases de la Lune (observées depuis l'hémisphère nord) et sa rotation autour de la Terre. Les dimensions de la Terre et de la Lune de même que leur distance dans le graphique sont loin de représenter la réalité. 

Également représentés : la rotation synchrone de la Lune, le mouvement de la Terre autour du centre de gravité commun, la différence entre le mois sidéral et le mois synodique (en vert), l'inclinaison axiale de la Terre.  (Remarque : au moment de la nouvelle lune, on ne voit jamais rien d'autre que le Soleil qui brille.) Source : Wikimedia Commons 

Ce que nous percevons de la Lune par une nuit sans nuages dépend de sa position par rapport au Soleil, car elle renvoie la lumière du Soleil vers la Terre. On ignore si nos ancêtres avaient déjà une compréhension aussi précise du sujet, mais ils observaient le ciel pour mesurer le temps. Les Babyloniens, par exemple, divisaient déjà leur année en douze mois de 30 jours chacun dès 2000 av. J.-C. Ils ont repris ce système des Sumériens, qui occupaient avant eux la Mésopotamie. Et ils l'ont développé. Ils ont remplacé la semaine de cinq jours en vigueur jusque-là par la semaine de sept jours. À l’origine, les Romains utilisaient aussi un calendrier lunaire. Cette méthode de calcul du temps est encore employée aujourd'hui – par exemple dans le calendrier religieux dans l'islam, qui permet de fixer les dates des fêtes importantes. 

Quand le temps manque – du calendrier lunaire au calendrier luni-solaire 

La durée moyenne d'une lunaison est d’environ 29,53 jours. Sa durée réelle varie entre 29,27 et 29,83 jours. Si l'on regroupe 12 mois pour former une année, on obtient une moyenne de près de 354 jours. Il s’agit de onze jours de moins que l'année solaire que nous connaissons (voir paragraphe suivant). Un problème se pose au plus tard quand, en plus des phases lunaires, on souhaite intégrer le cycle solaire et les saisons dans le calcul du calendrier. C'est pourquoi le calendrier lunaire a évolué au fil du temps et diverses cultures ont commencé à utiliser le calendrier luni-solaire. Dans les calendriers luni-solaires, le mois continuait à s'orienter sur le cycle lunaire. Pour compenser la différence avec l'année solaire, des années bissextiles, qui comportaient un treizième mois, ont été introduites. Le calendrier hindou, par exemple, fonctionne toujours selon ce schéma.  Tous les 32 à 33 mois, un mois supplémentaire est ajouté pour que des fêtes et des rituels déterminés continuent de tomber dans la bonne saison.  

Et soudain, tout tourne autour du Soleil 

Même si les cycles solaires sont plus difficiles à déterminer, la position du Soleil a beaucoup plus d'impact sur notre vie que celle de la Lune. Placer l'astre des astres au centre du système calendaire semble donc logique. Mais en quoi consistent ces cycles solaires et comment se produisent-ils ? La Terre suit une trajectoire elliptique autour du Soleil. Le plan dans lequel cette orbite s'effectue s'appelle l’écliptique. L'axe autour duquel tourne la Terre n'est cependant pas perpendiculaire au plan de l'écliptique. Il est incliné de 23,44°. C’est la raison pour laquelle la durée du jour et de la nuit change au cours de l'année. Il y a exactement deux points sur la trajectoire du Soleil où la durée du jour est égale à celle de la nuit. Les astronomes les appellent les « équinoxes ».  

Figure 3 : l'écliptique dans le système de coordonnées équatoriales géocentrique. Les véritables équinoxes sont les moments où le Soleil, dans son mouvement annuel apparent le long de l'écliptique, franchit l'équateur céleste. Source : Wikimedia Commons 

C’est donc le moment de l'année où le jour a une durée égale à la nuit. L'un a lieu au printemps, autour du 20 mars, et l'autre en automne, vers le 23 septembre. Pour nous, les équinoxes marquent le début astronomique du printemps et de l'automne. Il y a deux autres points marquants sur la trajectoire de la Terre autour du Soleil, à savoir les solstices. Sous nos latitudes, ce sont les jours où le Soleil se trouve à son point le plus élevé ou à son point le plus bas du ciel à midi. Dans l'hémisphère nord, le solstice d'été a lieu le 20 ou 21 juin et le solstice d'hiver le 21 ou 22 décembre. Pour les calendriers solaires, c'est surtout l'équinoxe de printemps qui est déterminant. En effet, il marquait autrefois le début d'une nouvelle année, qui durait environ 365 jours. Le plus ancien calendrier solaire découvert en Europe correspond à une peinture murale dans la grotte de Magura en Bulgarie. Elle date de la fin du Néolithique et représente un calendrier de 366 jours.  

Le chiffre après la virgule a son importance – c'est le constat de Jules César et du pape Grégoire XIII 

Les premiers calendriers solaires comptaient 365 jours, ce qui les rapprochait de l'année solaire réelle. Or, l'année solaire est plus longue de 0,2422 jour. Et cela pose un problème au fil du temps. En effet, le comptage du temps s’en trouve perturbé et l'équinoxe s'écarte de plus en plus de sa date réelle. Nos ancêtres s'en sont aperçus il y a un moment déjà et ont tenté de corriger le tir. La modification la plus connue a sans doute été apportée par Jules César. Pour ce faire, le général et homme d'État romain s'est probablement servi du modèle égyptien. Le calendrier julien, qui doit son nom à Jules César, comptait un jour bissextil tous les quatre ans. Il s’agit pratiquement du calendrier comme nous le connaissons aujourd'hui.  

Mais ceux parmi vous qui ont fait le calcul l’auront remarqué : ajouter un jour tous les quatre ans permet d'allonger une année de 0,25 jour en moyenne. Or, l'année solaire ne dépasse « que » de 0,2422 jour les 365 jours. En d’autres termes, le calendrier julien s'écarte tous les ans d’environ 11 minutes de l'année solaire. Cela n'a l'air de rien, mais cela a posé problème au Moyen Âge. En effet, au XVIe siècle, l'erreur s'était cumulée à un tel point que la fête la plus importante du christianisme, la fête de Pâques, avait déjà pris dix jours de retard. L'Église en avait fixé la date à la première pleine lune après l'équinoxe de printemps.  

Pour rétablir l'ordre, le pape Grégoire XIII a introduit une nouvelle réforme du calendrier en 1582. Cette année-là, dix jours calendaires ont été supprimés sur ordre du pape. Ensuite, la règle de Jules César a été complétée, avec un exception : Les années séculaire ne sont pas des années bissextiles - sauf s'ils sont divisibles par 400, alors ils restent une année bissextile. Les années 1800 ou 1900 n’étaient donc pas des années bissextiles, alors que les années 1600 et 2000 en étaient une. Nous vivons toujours selon ce système connu sous le nom de « calendrier grégorien ». Contrairement aux calendriers astronomiques, il s'agit d'un calendrier arithmétique, puisqu'il est basé sur des calculs mathématiques et qu'il ne repose pas exclusivement sur l'observation de corps célestes.  

Le calendrier maya – une énigme non résolue 

Mais certains peuples ont utilisé des systèmes calendaires inspirés ni par la Lune ni par le Soleil. Le plus connu d’entre eux est sans doute le peuple maya, qui a colonisé l'Amérique centrale à partir du troisième millénaire av. J.-C. et s'est élevé au rang de civilisation à l’avènement de l’ère chrétienne. Les Mayas utilisaient trois calendriers parallèles – le calendrier tzolkin pour les besoins rituels, le calendrier haab pour la vie civile et le compte long. Le calendrier tzolkin ne repose ni sur les phases lunaires ni sur les cycles solaires. Les scientifiques continuent à se creuser la tête pour en déterminer l’origine. Un cycle comptait 260 jours, structurés en 13 mois d'une durée de 20 jours chacun. Chaque jour était consacré à l'un des 20 dieux protecteurs. On pense que les chiffres 13 et 20 n'ont pas été choisis au hasard. En effet, si l'on fait la somme des principales articulations des bras et des jambes et que l'on y ajoute la nuque, on arrive à 13. Et si on compte tous les doigts et les orteils, on arrive à 20. Le calendrier haab semble déjà plus familier. Avec 365 jours, il se rapproche de l'année solaire. Mais la ressemblance s'arrête là. En effet, l'année maya se divisait en 19 mois, dont 18 comptaient 20 jours et un comprenait les cinq jours restants. Les avis des spécialistes divergent quant à l'existence ou non d'un jour bissextile tous les quatre ans. 

Figure 6 : calendrier maya (calendrier haab) au Mexique, Cozumel. Source : Wikimedia Commons. 

Le compte long, quant à lui, a son point de départ le jour de l’« invention » de ce calendrier. Il est divisé en périodes. Une date comporte cinq chiffres et chaque chiffre peut prendre une valeur comprise entre 1 et 20. Un kin est un jour ; un winal compte 20 jours ; un tun correspond à 18 winals ou 360 jours ; un katun équivaut à 20 tun ou 7 200 jours et un baktun est égal à 20 katun ou 144 000 jours. 

Calendrier du futur – comment compter les jours sur la Lune et sur Mars ?  

Il faut l'admettre, le système calendaire des Mayas peut aujourd'hui sembler quelque peu complexe aux observateurs extérieurs. Et pourtant, nous pourrions un jour être à amenés à concevoir un nouveau calendrier, différent de celui que nous connaissons déjà. Car même si la Terre reste le berceau de l'humanité, nous commençons doucement à explorer de nouveaux horizons. La Lune a été la première destination et devrait même bientôt accueillir un avant-poste de l'humanité. Mais comment y compter les jours ? De prime abord, on aurait tendance à dire « comme sur Terre ». Car d'un point de vue astronomique, notre chère Terre ne se trouve qu'à deux pas de la Lune. Cependant, la Lune ne tourne autour de son axe qu'une fois toutes les quatre semaines terrestres. Le jour clair et la nuit noire alternent donc tous les quatorze jours. Et prendre la Terre comme point de référence n’est pas sans difficulté. En effet, la Lune effectue une rotation synchrone, en d’autres termes, la même face est toujours tournée vers nous. Donc, si nous nous trouvions sur la face de la Lune tournée vers la Terre, nous serions en mesure de voir notre planète dans le ciel. Il suivrait les mêmes phases, de « nouvelle terre » à « premier quartier de terre» et « pleine terre », puis à « dernier quartier de terre » avant de revenir à la « nouvelle terre » – et cela en un seul jour lunaire. En revanche, si nous options pour la face de la Lune qui est n’est pas tournée vers la Terre, nous n'y verrions pas la Terre.  

Figures 7 et 8 : représentations artistiques du camp de base Artemis sur la Lune et de la première colonie humaine sur Mars. Source : NASA (Lune ; Mars) via Wikimedia Commons 

Nous serons confrontés à des défis similaires sur Mars, une planète sur laquelle les agences spatiales et les milliardaires ont déjà jeté leur dévolu. La planète rouge tourne bel et bien sur son axe toutes les 24 heures et 37 minutes, fournissant ainsi un assez bon point d'attaque pour le jour martien. Mais pour faire une révolution complète autour du Soleil, il lui faut 687 jours. L'année martienne est donc presque deux fois plus longue qu’une année sur Terre. Pour les enfants nés sur la planète rouge qui fêtent leur anniversaire, l'attente serait pratiquement aussi longue et pénible que pour les enfants nés sur Terre un 29 février. 

Auteur : Kai Dürfeld / Journaliste scientifique et technologique (scienceRELATIONS) 
Rédaction : Michèle Weber, Jean-Paul Bertemes (FNR) 
Traduction: Nadia Taouil (t9n)