Pourquoi les jours sont plus courts en hiver et plus longs en été ?
La Terre est un peu penchée, toujours dans la même direction : en juin, notre moitié est penchée vers le Soleil et la France reste plus longtemps du côté éclairé (jours longs) ; en décembre, c'est l'inverse (jours courts).
- Dès 6 ans
- 10 min
- Moyenne
Fiche en préparation : nous refaisons l'expérience chez nous, les photos de notre essai arriveront bientôt.
Pour l'adulte
Dans la vidéo, Lili demande pourquoi les jours sont plus courts en hiver, et Mike, le scientifique, lui répond : la Terre tourne un peu penchée, toujours dans la même direction ; en juin, notre moitié de la Terre est penchée vers le Soleil et les jours sont longs, en décembre c'est l'inverse. Cette fiche reprend l'expérience pas à pas, explique plus en détail ce qui se passe, et rassemble ce que la vidéo n'a pas eu le temps de dire.
Le plus simple : regarder la vidéo ensemble, puis faire l'expérience sur une table dégagée, dans une pièce assombrie. L'adulte reste dans la pièce ; l'enfant fait tourner la boule et regarde combien de temps la gommette, c'est-à-dire la France, reste dans la lumière.
Le point délicat : pendant tout le tour de la lampe, le crayon doit rester penché vers le même repère de la pièce (une fenêtre, un coin du plafond), jamais vers la lampe. S'il vise la lampe tout le temps, l'expérience fabrique une idée fausse. Prenez aussi une lampe qui éclaire largement, comme une lanterne qui éclaire dans toutes les directions ou une lampe de poche à large faisceau : elle doit éclairer la moitié de la boule.
À quoi s'attendre : côté « juin », la gommette reste éclairée plus de la moitié du tour ; côté « décembre », moins de la moitié. C'est une maquette : les tailles et les distances ne sont pas celles de la Terre et du Soleil.
Encadrement : un adulte reste obligatoirement dans la pièce pendant toute l'expérience (pièce assombrie ; c'est lui qui perce l'orange, si vous prenez cette variante).
Moyenne : matériel de la maison, mais il faut assombrir la pièce, un adulte reste présent, et le crayon doit rester penché vers le même repère pendant tout le tour de la lampe, ce qui demande de l'attention.
Lien avec le programme : à préciser (pas encore recherché pour ce sujet ; à compléter avant publication). L'expérience s'inspire de séquences de La main à la pâte prévues pour le CE2 et le cycle 3..
Le matériel
- une lampe
- une boule de pâte à modeler grosse comme une mandarine ou une orange, ou une boule de polystyrène ; variante : une orange, que l'adulte perce d'abord de part en part avec une pique
- un crayon de papier, qui traverse la boule : c'est l'axe de la Terre
- une gommette : c'est la France
- facultatif : un feutre, pour tracer le chemin de la gommette sur la boule
- une table dégagée, dans une pièce qu'on peut assombrir
L'expérience : Le jour et la nuit d'une gommette : une Terre penchée autour d'une lampe
Précautions
Avec un adulte
Pas de lampe dans les yeux
Ne jamais regarder le Soleil
- Toujours avec un adulte dans la pièce, pendant toute l'expérience.
- Une lampe à piles AA ou AAA, à LED, qui ne chauffe pas : jamais de lampe branchée au secteur, d'ampoule qui chauffe (à incandescence ou halogène), ni de mini-lampe à pile bouton. Les piles sont changées par un adulte.
- Ne pas regarder la lampe en face, ne pas éclairer les yeux de quelqu'un.
- Pas de pique pointue ni de punaise dans les mains de l'enfant : avec la pâte à modeler, un crayon suffit ; avec une orange, c'est l'adulte qui perce le trou.
- Dégager la table et le passage avant d'assombrir la pièce ; bouger lentement.
- La pâte à modeler et l'orange de l'expérience ne se mangent pas ; se laver les mains après.
- Pour observer dehors (l'ombre, la durée du jour) : ne jamais regarder le Soleil, ni à l'œil nu, ni à travers un objet sombre, même des lunettes de soleil, ni avec un instrument d'optique, sous peine de graves lésions de la rétine. On regarde son ombre par terre, dos au Soleil. On ne guette jamais le lever ou le coucher du Soleil des yeux : on note les heures sur un calendrier ou une appli.
Pas à pas
- Avec un adulte, poser la lampe allumée au milieu d'une table dégagée et assombrir la pièce. La lampe, c'est le Soleil.
Photo de notre essai : bientôt
- Enfoncer le crayon tout droit à travers la boule (avec une orange, c'est l'adulte qui fait le trou). Le bout du haut, c'est le pôle Nord. Coller la gommette à mi-chemin entre l'équateur (le tour du milieu de la boule) et le pôle Nord : c'est la France.
Photo de notre essai : bientôt
- Pencher un peu le crayon (à peu près le quart d'un angle droit, pas plus) et choisir un repère dans la pièce (une fenêtre, un coin du plafond). Pendant toute l'expérience, le bout du haut doit viser ce même repère, jamais la lampe.
Photo de notre essai : bientôt
- Placer la boule d'un côté de la lampe, le bout du haut penché vers la lampe : c'est juin. Faire tourner lentement le crayon entre ses doigts : la gommette passe longtemps dans la lumière et peu de temps dans le noir. Un jour long : c'est l'été.
Photo de notre essai : bientôt
- Faire le demi-tour de la lampe en gardant le crayon penché vers le même repère. De l'autre côté, le bout du haut est penché à l'opposé de la lampe : c'est décembre. Faire tourner le crayon : la gommette passe peu de temps dans la lumière et longtemps dans le noir. Un jour court : c'est l'hiver.
Photo de notre essai : bientôt
- Pour comparer, refaire un tour avec le crayon tout droit : la gommette passe à peu près autant de temps dans la lumière que dans le noir, à chaque place.
Ce que vous devez voir
Côté « juin », la gommette reste éclairée plus de la moitié du tour de la boule ; côté « décembre », moins de la moitié ; avec le crayon droit, à peu près la moitié partout. Si vous tracez au feutre le chemin de la gommette dans la partie éclairée, l'arc est plus grand qu'un demi-cercle côté « juin ».
Les erreurs fréquentes
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Laisser le crayon viser la lampe pendant tout le tour.
À faire : Le bout du haut vise toujours le même repère de la pièce, jamais la lampe : c'est la place de la boule autour de la lampe qui change, pas la direction du crayon.
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Une lampe au faisceau trop étroit.
À faire : Elle n'éclaire pas la moitié de la boule et fausse le résultat : prendre une lanterne qui éclaire dans toutes les directions, ou une lampe de poche à large faisceau.
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Mettre la lampe trop près de la boule.
À faire : Elle éclaire alors moins de la moitié de la boule, et la gommette paraît trop longtemps dans le noir à toutes les places : garder la boule à plusieurs largeurs de boule de la lampe.
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Pencher le crayon trop fort.
À faire : Côté « juin », la gommette resterait alors dans la lumière pendant tout le tour, ce qui n'arrive jamais en France : à peu près le quart d'un angle droit suffit.
Si ça ne marche pas
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La gommette paraît trop longtemps dans le noir, à toutes les places.
- Pourquoi
- La lampe est peut-être trop près de la boule, ou son faisceau trop étroit : elle éclaire moins de la moitié de la boule.
- Que faire
- Garder la boule à plusieurs largeurs de boule de la lampe ; prendre une lanterne qui éclaire de tous les côtés, ou une lampe de poche à large faisceau.
Photo de notre essai : bientôt
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Côté « juin », la gommette reste dans la lumière pendant tout le tour.
- Pourquoi
- Le crayon est trop penché.
- Que faire
- Le redresser : à peu près le quart d'un angle droit, pas plus.
-
On ne voit pas de différence entre « juin » et « décembre ».
- Pourquoi
- Peut-être que le crayon a suivi la lampe au lieu de garder la même direction.
- Que faire
- Refaire le demi-tour en gardant le bout du haut vers le même repère de la pièce.
Ce que la maquette ne montre pas
C'est une maquette : les tailles et les distances sont fausses (la lampe est tout près, le Soleil est immensément loin). En vrai, la Terre fait environ 365 tours sur elle-même pendant un tour du Soleil ; ici, deux ou trois. L'inclinaison du crayon est approximative (environ 23° en vrai), et la gommette, à mi-chemin du pôle, représente à peu près la latitude de la France, pas une position exacte. La chaleur, les nuages et l'atmosphère ne sont pas représentés.
Ce qui se passe (pour les 9-12 ans)
La Terre tourne sur elle-même
La Terre tourne sur elle-même autour d'un axe imaginaire, un tour par jour, un peu comme une toupie (la comparaison s'arrête là : une toupie ralentit et vacille, pas la Terre). C'est ce qui donne le jour et la nuit : la moitié de la Terre tournée vers le Soleil est éclairée, c'est le jour ; l'autre moitié est dans la nuit.
Un axe penché, toujours dans la même direction
Mais cet axe n'est pas droit : il est incliné d'environ 23 degrés, à peu près le quart d'un angle droit. Et pendant tout son tour du Soleil, la Terre reste penchée dans la même direction : son axe vise toujours le même point, très loin dans l'espace. Elle ne se redresse jamais.
En juin, notre moitié est penchée vers le Soleil
Vers juin, c'est le côté du pôle Nord, l'hémisphère Nord où se trouve la France, qui est penché vers le Soleil. À chaque tour de la Terre sur elle-même, la France passe alors plus de temps dans la moitié éclairée que dans la nuit : les jours durent plus de 12 heures, plus longtemps que les nuits. C'est l'été. Attention : penchée vers le Soleil ne veut pas dire plus près de lui.
En décembre, c'est l'inverse
Six mois plus tard, vers décembre, la Terre est passée de l'autre côté du Soleil. Son axe n'a pas changé de direction : c'est maintenant le pôle Sud qui est penché vers le Soleil, et notre moitié est penchée du côté opposé. La France passe moins de temps dans la moitié éclairée que dans la nuit : les jours durent moins de 12 heures. C'est l'hiver.
Des chiffres pour Paris
À Paris, le jour du solstice d'hiver, vers le 21 décembre, dure environ 8 heures. Le jour du solstice d'été, vers le 21 juin, dure environ 16 heures : presque deux fois plus. Le solstice d'été est le jour le plus long de l'année dans l'hémisphère Nord, le solstice d'hiver le plus court. En 2026, le solstice d'été a eu lieu le 21 juin, et le solstice d'hiver aura lieu le 21 décembre.
Et si la Terre n'était pas penchée ?
Si l'axe de la Terre n'était pas incliné, la durée du jour serait la même partout et toute l'année : 12 heures de jour, 12 heures de nuit. C'est ce que montre le tour avec le crayon tout droit.
La distance au Soleil n'y est pour rien
Ce n'est pas la distance entre la Terre et le Soleil qui fait les saisons. La Terre tourne autour du Soleil presque en rond : sa distance au Soleil varie très peu, d'environ 3 %. Et c'est début janvier, en plein hiver chez nous, que la Terre est le plus près du Soleil (le 3 janvier en 2026).
Et dans l'hémisphère Sud ?
Les saisons y sont inversées : quand c'est l'hiver dans l'hémisphère Nord, c'est l'été dans l'hémisphère Sud.
Et dans la maquette ?
La lampe joue le Soleil, la boule la Terre, le crayon son axe, et la gommette la France. Comme le crayon reste penché dans la même direction, la gommette reste éclairée plus de la moitié du tour d'un côté de la lampe (« juin ») et moins de la moitié de l'autre (« décembre ») ; avec le crayon droit, à peu près la moitié partout.
Les mots à connaître
- Axe de rotation
- ligne imaginaire autour de laquelle la Terre tourne sur elle-même.
- Hémisphère Nord
- la moitié de la Terre du côté du pôle Nord, celle où se trouve la France.
- Solstice
- le jour le plus long de l'année (solstice d'été, vers le 21 juin) ou le plus court (solstice d'hiver, vers le 21 décembre), dans l'hémisphère Nord.
- Équinoxe
- moment, vers le 20 mars et vers le 22-23 septembre, où le jour et la nuit durent à peu près 12 heures chacun, partout sauf tout près des pôles.
- Durée du jour
- le temps entre le lever et le coucher du Soleil.
- Midi solaire
- le moment où le Soleil est au plus haut dans le ciel et où l'ombre est la plus courte ; ce n'est pas midi à l'horloge.
Pour aller plus loin
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Le Soleil monte plus haut en été
En été, le Soleil monte plus haut dans le ciel. Chez nous, le jour du solstice d'été, sa hauteur à midi est la plus grande de l'année.
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Observe ton ombre
Par beau temps, avec un adulte, marque à la craie le bout de l'ombre d'un bâton planté droit, ou de ton corps, toujours à la même heure. Recommence quelques semaines plus tard, ou au printemps : à la même heure, l'ombre est plus longue en hiver qu'en été. À midi solaire, elle est la plus longue au solstice d'hiver et la plus courte au solstice d'été. Mais le midi solaire n'est pas midi à l'horloge : à Paris, en 2026, il tombe vers 12 h 50 en hiver et vers 13 h 50 en été.
- Ne regarde jamais le Soleil : tourne-lui le dos et regarde ton ombre par terre.
Photo de notre essai : bientôt
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Note la durée du jour
Avec un adulte, note chaque semaine l'heure du lever et du coucher du Soleil, sur un calendrier ou une appli météo, et calcule la durée du jour : elle diminue jusqu'au 21 décembre, puis augmente jusqu'au 21 juin ; ensuite, elle diminue de nouveau. Compare bien des durées, pas seulement l'heure du coucher.
- Ne guette jamais le lever ou le coucher du Soleil des yeux : lis les heures sur le calendrier ou l'appli. Ne regarde jamais le Soleil.
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Plus au sud, des jours d'hiver plus longs
En France, la durée du jour au solstice d'hiver change selon la ville : plus on va vers le sud, plus elle est longue. En 2024, elle était de 7 h 54 à Lille et de 9 h 08 à Bonifacio.
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À l'équateur et près des pôles
Près de l'équateur, la durée du jour change très peu au cours de l'année : elle reste, à quelques minutes près, de 12 heures. Près des pôles, au-delà du cercle polaire, il y a au contraire des semaines entières sans lever ou sans coucher du Soleil : par exemple deux mois de nuit à Barrow, en Alaska. Au pôle Nord, le Soleil reste levé environ six mois, de l'équinoxe de mars à celle de septembre, puis reste couché environ six mois.
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Deux fois par an : les équinoxes
Aux équinoxes, vers le 20 mars et vers le 22-23 septembre, le jour et la nuit durent à peu près 12 heures chacun, partout sur Terre sauf tout près des pôles : là-bas, l'équinoxe est le moment où le Soleil se lève, ou se couche, pour des mois.
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Avant le lever du Soleil, il fait déjà clair
Il fait déjà clair un peu avant le lever du Soleil (l'aube) et encore un peu après son coucher (le crépuscule). À Paris, le 21 décembre 2026, l'aube civile commence à 8 h 04 ; le Soleil se lève à 8 h 41.
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Durée du jour et ensoleillement de la météo
La durée du jour, au sens des astronomes, se compte du lever au coucher du Soleil. L'ensoleillement des météorologues, lui, mesure le temps pendant lequel le Soleil brille directement, assez fort pour dépasser un seuil fixé : ce n'est pas la durée du jour. Quand il y a des nuages, le Soleil brille moins longtemps, mais le jour dure aussi longtemps.
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Pourquoi fait-il plus froid en hiver ?
C'est une autre question, mais en voici deux des raisons. En hiver, le Soleil est plus bas dans le ciel : ses rayons arrivent plus inclinés, en biais, et chauffent moins. Et comme les jours sont courts, le Soleil chauffe moins longtemps : cela explique aussi, en partie, le froid de l'hiver.
Les objets de l'épisode à fabriquer
Les maquettes en carton de la vidéo, à refaire en famille ou en classe. Les patrons à imprimer arriveront ici.
Voir les 9 objets à fabriquer
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Soleil en carton
- Ce qu'il représente
- le Soleil, qui éclaire une moitié de la Terre
- À respecter
- plus grand que la Terre qu'il éclaire ; ni les tailles ni les distances ne sont à l'échelle
- Resservira pour
- épisodes sur l'espace, le jour et la nuit, les saisons, les éclipses
Patron à venir
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Terre penchée sur son axe
- Ce qu'il représente
- la Terre qui tourne sur elle-même autour d'un axe un peu penché
- À respecter
- penchée d'environ 23°, à peu près le quart d'un angle droit ; l'axe est un trait fixe qui traverse la Terre
- Resservira pour
- épisodes sur l'espace, le jour et la nuit, les saisons
Patron à venir
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Terre de juin, penchée vers le Soleil
- Ce qu'il représente
- la Terre vers juin : notre moitié est penchée vers le Soleil, et la France passe plus de temps du côté éclairé
- À respecter
- même inclinaison et même direction d'axe que la Terre de décembre ; penchée vers le Soleil, pas plus près de lui
- Resservira pour
- épisodes sur les saisons
Patron à venir
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Terre de décembre, penchée à l'opposé du Soleil
- Ce qu'il représente
- la Terre vers décembre : notre moitié est penchée du côté opposé au Soleil, et la France passe moins de temps du côté éclairé
- À respecter
- même inclinaison et même direction d'axe que la Terre de juin : c'est sa place autour du Soleil qui a changé
- Resservira pour
- épisodes sur les saisons
Patron à venir
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Terre vue de dessus, avec le trait de son axe
- Ce qu'il représente
- la Terre à une place de son tour du Soleil, son axe toujours dans la même direction
- À respecter
- le trait de l'axe garde la même direction à toutes les places autour du Soleil
- Resservira pour
- épisodes sur les saisons
Patron à venir
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Cercle du tour du Soleil
- Ce qu'il représente
- le chemin de la Terre autour du Soleil, presque un cercle ; dans l'expérience, le cercle parcouru autour de la lampe
- À respecter
- un cercle bien rond, vu de dessus, avec le Soleil au centre
- Resservira pour
- épisodes sur l'espace, les saisons
Patron à venir
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Étoile repère
- Ce qu'il représente
- le point très loin que vise toujours l'axe de la Terre ; dans l'expérience, le repère choisi dans la pièce
- À respecter
- l'étoile ne bouge pas : l'axe la vise à toutes les places autour du Soleil
- Resservira pour
- épisodes sur l'espace, le ciel de nuit
Patron à venir
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Bande « une journée » d'été
- Ce qu'il représente
- une journée à Paris vers le 21 juin : le jour occupe environ les deux tiers de la bande (environ 16 heures)
- À respecter
- même longueur que la bande d'hiver (une journée entière) ; seule la part du jour change
- Resservira pour
- épisodes sur les saisons, le temps qui passe
Patron à venir
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Bande « une journée » d'hiver
- Ce qu'il représente
- une journée à Paris vers le 21 décembre : le jour occupe environ un tiers de la bande (environ 8 heures)
- À respecter
- même longueur que la bande d'été (une journée entière) ; seule la part du jour change
- Resservira pour
- épisodes sur les saisons, le temps qui passe
Patron à venir
Objets du quotidien utilisés tels quels : la boule sur son crayon, la boule sur son crayon penché, la boule côté « juin », la boule côté « décembre », la lampe, la gommette.
Sources
- NASA, What Causes the Seasons? | NASA Space Place (consultée le 29 octobre 2026)
- Fondation La main à la pâte, Les saisons : pourquoi fait-il plus chaud en été qu'en hiver ? (CE2 et cycle 3), séquence du projet « Calendriers, miroirs du ciel et des cultures » (consultée le 29 octobre 2026)
- Fondation La main à la pâte, La durée d'une journée est-elle toujours et partout la même ? (CE2 et cycle 3), séquence du projet « Calendriers, miroirs du ciel et des cultures » (consultée le 29 octobre 2026)
- Fondation La main à la pâte, Comment expliquer simplement les saisons ? (Questions aux experts) (consultée le 29 octobre 2026)
- Fondation La main à la pâte, Réaliser et utiliser des gnomons (séquence 2) (consultée le 29 octobre 2026)
- Fondation La main à la pâte, Les couleurs du ciel (primaire et collège) (consultée le 29 octobre 2026)
- Universcience (Cité des sciences et de l'industrie), Mister Gnomon, exposition « Célébration » sur le Soleil et le système solaire (archives) (consultée le 29 octobre 2026)
- Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (IMCCE), Observatoire de Paris, Levers-couchers du Soleil au solstice d'hiver (consultée le 29 octobre 2026)
- Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (IMCCE), Observatoire de Paris, Passage de la Terre au périhélie en 2026 (consultée le 29 octobre 2026)
- Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (IMCCE), Observatoire de Paris, Le solstice d'été en juin 2021 (consultée le 29 octobre 2026)
- National Weather Service (NOAA), bureau de Cleveland, The Seasons, the Equinox, and the Solstices (NWS Cleveland) (consultée le 29 octobre 2026)
- National Weather Service (NOAA), bureau de Sioux Falls, What Causes the Seasons? (NWS Sioux Falls) (consultée le 29 octobre 2026)
- NASA, June Solstice Brings Summer, Winter Seasons (blog Watch the Skies) (consultée le 29 octobre 2026)
- NASA, December Solstice Brings Winter, Summer Seasons (blog Watch the Skies) (consultée le 29 octobre 2026)
- U.S. Naval Observatory, Astronomical Applications Department, Sun and Moon Data for One Day, Paris, 21 décembre 2026 (API du U.S. Naval Observatory) (consultée le 29 octobre 2026)
- U.S. Naval Observatory, Astronomical Applications Department, Sun and Moon Data for One Day, Paris, 21 juin 2026 (API du U.S. Naval Observatory) (consultée le 29 octobre 2026)
- Institut royal météorologique de Belgique (IRM), Atlas climatique : rayonnement solaire, à propos (consultée le 29 octobre 2026)
- Fondation La main à la pâte, Les variations de la durée du jour (Questions aux experts) (consultée le 29 octobre 2026)
- NASA (science.nasa.gov), Eclipse Viewing Safety - NASA Science (consultée le 29 octobre 2026)
- Agence régionale de santé Provence-Alpes-Côte d'Azur (ARS PACA), Éclipse du 12 août : protégez vos yeux et observez le spectacle en toute sécurité (communiqué de presse du 16/07/2026) (consultée le 29 octobre 2026)
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