Le solstice est un événement astronomique qui se produit lorsque la position apparente du Soleil vu de la Terre atteint son extrême méridional ou septentrional en fonction du plan de l’équateur célesteou terrestre. Il s’oppose ainsi à l’équinoxe, qui se produit lorsque la position apparente du Soleil est située sur l’équateur céleste. Tandis que les équinoxes se caractérisent par une durée égale entre le jour et la nuit sur toute la planète^{1, les solstices correspondent à une durée de jour et de nuit maximales, alternativement et de façon opposée entre les hémisphères nord et sud.}

Par extension, les solstices désignent les jours de l’année pendant lesquels ces événements astronomiques se produisent. Les jours avoisinant le solstice d’été sont les plus longs de l’année, tandis que ceux proches du solstice d’hiver sont les plus courts de l’année^{2. La date des solstices correspond au début de l’été ou de l’hiver astronomique. Dans les régions tempérées, les solstices — comme les équinoxes — sont souvent utilisés pour définir les saisons du calendrier : ils peuvent servir à délimiter le début de l’été et de l’hiver, ou bien à marquer le milieu de ces deux saisons. Tout comme les saisons, les dates des solstices d’hiver et d’été sont inversées pour les hémisphèresnord et sud.}

Une année connaît deux solstices : dans le calendrier grégorien, le premier est proche du 21 juin, le second est proche du 21 décembre^{3. Ces dates changent légèrement au cours des années ; elles évoluent aussi sur les grandes périodes de temps en fonction des légers mouvements de l’axe de rotation terrestre.}

Étymologie l

Le nom masculin « solstice »^{4,5 est un emprunt4 au latin solstitium6 (de sol, « soleil », et statum issu de stare, « se tenir debout, demeurer immobile »), faisant référence aux deux époques de l’année où le Soleil atteint sa plus forte déclinaison (boréale ou australe) et paraît être stationnaire pendant quelques jours.}

Le terme latin solstitium est utilisé à la fin de la République romaine au i^er siècle av. J.-C. Pline l’Ancien l’emploie plusieurs fois dans son Histoire naturelle dans le même sens qu’actuellement. De même, d’un point de vue astronomique moderne, c’est la période où la déclinaison du Soleil semble constante et son mouvement apparent vers le nord ou le sud sur la sphère céleste semble s’arrêter avant de changer de direction.

Histoire

Les solstices d’hiver et d’été sont la source de nombreuses célébrations, fêtes païennes ou fêtes religieusesdans différentes cultures au cours de l’histoire.

Dans l’Égypte antique, le solstice d’été correspond à peu près au gonflement des eaux du Nil et marque le début de la nouvelle année^7,8.

Plusieurs tribus amérindiennes célèbrent le solstice d’été par la danse du Soleil^9.

Les Romains de l’antiquité fêtent Summanus (dieu sabin des orages nocturnes) le 20 juin.

Le christianisme célèbre différentes fêtes liées aux solstices, apparentées à la fête de la Saint-Jean, le 24 juin, à Noël, le 25 décembre.

Chez les Basques, le nom de Noël vient de celui du solstice (Olentzero, Onentzaro) et fait directement allusion à la période à partir de laquelle les jours vont rallonger.

À Stonehenge, des milliers de personnes se réunissent pour célébrer le passage à l’été.

Dans le calendrier hindou, les deux solstices sidéraux sont nommés Uttarayana et Dakshinayana. Le premier se produit vers le 14 janvier, le deuxième vers le 14 juin. Ils marquent le mouvement du soleil le long d’un zodiaque fixe par rapport aux étoiles (c’est-à-dire que les phénomènes de précession sont ignorés) et son entrée dans Mesha (un signe zodiacal qui correspondait au Bélier vers 285) et dans Tula (qui correspondait à la Balance à la même époque). Les solstices indiens sont traditionnellement calculés en se basant sur le tropique du Capricorne, d’où la différence significative entre les dates indiennes et réelles.

En Inde et en Asie du Sud-Est, le solstice d’hiver est à l’origine de nombreuses festivités locales tel que Makar Sankranti (Plus connue sous les variantes régionales d’Uttarayan au Gujarat, Pongal au Tamil Nadu, Maghi en Haryana, Magha Saaji en Himachal Pradesh, Lohri au Penjab, Makara Sankramana au Karnataka, Bhogali Bihuen Assam, Ghughuti en Uttarakhand, Makara Chaula en Orissa, Maghe Sankranti au Népal et Shishur Saenkraat au Cachemire), Songkran (Nouvel an Thaï) et Thingyan (Nouvel an Birman).

Les croyances celtiques appellent aussi le solstice « litha », qui réfère au jour où les mages récoltent des herbes dites magiques, accompagné d’un hommage à la nature^10.

Dans le néopaganisme, les célébrations des solstices correspondent à des fêtes religieuses importantes dans les mouvements druidiques et wiccans : roue de l’année, dont Krampus^{11, Yule, Wren Day, Mummer’s Day, Alban Arthan12.}

Le solstice d’hiver est associé à un jour férié dans plusieurs cultures telles les Saturnales romaines, Kwanzaa pour certains afro-américains, Sol invictus, Inti Raymi dans l’empire de l’ Inca, We Tripantü (renaissance du soleil) chez les mapuches, etc.

Depuis 1982, la Fête de la musique correspond à des festivités organisées généralement le jour du solstice d’été.

Dates

À la différence des équinoxes, l’heure exacte des solstices est difficile à déterminer directement par l’observation. Les variations de la déclinaison solaire deviennent plus petites à mesure que celle-ci s’approche du minimum ou du maximum. Les jours précédant et suivant les solstices, la vitesse de variation de la déclinaison est inférieure à 30 secondes d’arc par jour, moins d’un soixantième du diamètre angulaire du Soleil. Ces différences de déclinaison sont à la limite des possibilités de mesure d’un sextant équipé d’un vernier et hors de portée pour des outils (gnomon ou astrolabe) plus rustiques. Les variations dans l’azimut du lever et du coucher du Soleil sont également difficiles à mesurer à cause des changements dans la réfraction atmosphérique. Sans l’aide d’outils et de méthodes plus sophistiquées, la datation du solstice présente de trois à cinq jours d’imprécision.

Ptolémée utilisait une méthode fondée sur l’interpolation. Elle consistait à mesurer la déclinaison du Soleil à midi sur plusieurs jours avant et après le solstice afin de trouver deux jours non consécutifs possédant la même déclinaison. Le solstice est alors situé à mi-chemin entre de ces deux dates. Il a été postulé qu’un intervalle de 45 jours permet d’atteindre une précision de six heures^13.

Le solstice peut être déterminé précisément avec un astrolabe de qualité. Il faut disposer d’un point intermédiaire, la Lune, visible de nuit pour pouvoir positionner l’instrument sur la sphère céleste. Il en faut un autre suffisamment brillant pour être visible de jour afin de pouvoir recaler la position horaire de la sphère céleste et positionner le Soleil sur celle-ci. Avec cette double visée, qui revient à déterminer le temps sidéral, il est possible de déterminer le moment où le Soleil passe à 90° du point vernal (intersection de l’écliptique et de l’équateur), avec la précision de la mesure (sensiblement, un jour par degré).

Calendrier grégorien]

Dans le calendrier grégorien, les dates de solstices varient suivant les années (le tableau à droite les résume pour les années proches). Les faits suivants sont à prendre en compte :

• L’orbite terrestre n’est pas tout à fait circulaire et sa vitesse dépend donc de sa position (deuxième loi de Kepler). En conséquence, les saisons ont une durée inégale :
  • printemps boréal / automne austral, de l’équinoxe de mars au solstice de juin : 92,7 jours ;
  • été boréal / hiver austral, du solstice de juin à l’équinoxe de septembre : 93,7 jours ;
  • automne boréal / printemps austral, de l’équinoxe de septembre au solstice de décembre : 89,9 jours ;
  • hiver boréal / été austral, du solstice de décembre à l’équinoxe de mars : 89,0 jours.
• L’année civile standard n’est que de 365 jours ; l’année tropique est d’environ 365,242 2 jours. Les solstices se produisent donc quasiment six heures plus tard d’une année sur l’autre^{14. Les années bissextiles permettent de recaler les dates de solstices d’une journée tous les quatre ans.}
• Ce décalage bissextile d’un jour tous les 4 ans est la base de la définition du calendrier julien. L’année civile julienne moyenne (365,25 jours) est alors plus longue que l’année tropique (365,2422) ; cet excès de 0,0078 jour par an conduit, après environ 128 ans, les solstices à se produire une journée plus tôt. Le calendrier grégorien compense ce décalage en supprimant le jour bissextile pour les années divisibles par 100 mais pas par 400 ; ainsi définie, l’année grégorienne moyenne a une durée de 365,2425 jours. L’écart résiduel avec l’année tropique ne produit alors plus qu’un jour tous les 3000 ans environ.

En heure UTC, le solstice de juin se produit en général le 21 juin.
Il est survenu le 20 juin en 2008 (ce qui n’était pas arrivé depuis 1896) et à nouveau en 2012, 2016 et 2020 ; cela se reproduira en 2024, 2028… Il s’est produit le 22 juin en 1975 et tombera à nouveau à cette date au début du xxiii^e siècle en 2203, 2207, 2211 et 2215, puis au début du xxiv^e siècle. Il tombera exceptionnellement un 19 juin, vers la fin du xxv^e siècle, et pour la première fois en 2488 depuis la création du calendrier grégorien^15.

Le solstice de décembre a généralement lieu le 21 ou le 22 décembre.
Il est tombé exceptionnellement un 23 décembre en 1903, ceci pour la première fois depuis la création du calendrier grégorien et il faudra attendre le début du xxiv^e siècle pour le voir se produire de nouveau à cette date. Il est tombé un 20 décembre 10 fois à la fin du xvii^e siècle et tombera de nouveau à cette date à la fin du xxi^e siècle et à la fin du xxv^e siècle^16.