Lune

Cet article concerne le satellite de la Terre. Pour les autres significations, voir Lune (homonymie).

Caractéristiques orbitales
Lune
Face visible de la Lune.
Demi-grand axe	384 399 km (0,002 57 UA)
Apogée	405 696 km (0,0027 UA)
Périgée	363 104 km (0,0024 UA)
Circonférence orbitale	2 449 000 km
Excentricité	0,05490
Période de révolution	27,321 582 j (27 j 7 h 43.1 min)
Période synodique	29,530 589 j (29 j 12 h 44 min)
Vitesse orbitale moyenne	1,022 km/s
Vitesse orbitale maximale	1,052 km/s
Vitesse orbitale minimale	0,995 km/s
Inclinaison sur l’écliptique	5,145°
Nœud ascendant	?
Argument du périhélie	?
Satellites connus	0
Satellite de	la Terre
Caractéristiques physiques
Rayon équatorial	1 737,4 km (0,273 Terre)
Rayon polaire	1 735,97 km (0,273 Terre)
Périmètre équatorial	10 921 km
Superficie	37 871 220,85 km²
Volume	2,1958×10¹⁰ km³ (0,020 Terre)
Masse	7,3477×10²² kg (0,0123 Terre)
Masse volumique globale	3,3464×10³ kg/m³
Gravité de surface	1,622 m/s² (0,1654 g)
Vitesse de libération	2,38 km/s
Période de rotation (jour sidéral)	27,321 582 d
Vitesse de rotation (à l’équateur)	16,6572 km/h
Inclinaison de l’axe	6,687°
Ascension droite du pôle nord	270,00°
Déclinaison du pôle nord	66,54°
Albédo géométrique visuel	0,136
Température de surface
• Maximum	396 K (123 °C)
• Moyenne	250 K (−23 °C)
• Minimum	40 K (−233 °C)
Caractéristiques de l’atmosphère
Pression atmosphérique	10 ^{^_10} Pa
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Photo de la lune.

La Lune^a est l'unique satellite naturel de la Terre^b^,¹. Suivant la désignation systématique des satellites, la Lune est appelée Terre I² ; cependant en pratique cette forme n'est pas utilisée. Elle est le cinquième plus grand satellite du Système solaire, avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre de la Lune est de 384 467 km³.
La Lune est le premier et le seul objet non terrestre visité par l'Homme. Le premier à y avoir marché est l'astronaute Neil Armstrong le 21 juillet 1969. Après lui, onze autres hommes ont foulé le sol de la Lune, tous membres du programme Apollo.

Sommaire

Caractéristiques physiques

La Lune photographiée par la sonde Galileo le 9 décembre 1990. La face visible (depuis la Terre) est à droite et la face cachée à gauche.

La longueur du demi grand axe entre la Lune et la Terre est de 384 399 km⁴. Le diamètre moyen de la Lune est de 3 474 km. La force qu’exerce la Terre sur la Lune^c est d'environ 1,95 × 10²⁰ newtons.

Influence gravitationnelle sur la Terre

Orbite

Article détaillé : Orbite de la Lune.

Dans la représentation la plus simple, on peut dire que la Lune a une orbite elliptique autour du centre de la Terre (conformément aux lois de Kepler), qui lui-même tourne autour du Soleil. Pour être plus précis, on peut résoudre le problème à deux corps, ce qui permet de montrer que la Terre et la Lune orbitent en fait autour du barycentre du système double, qui lui-même tourne autour du Soleil, l’influence gravitationnelle perturbatrice du Soleil étant faible par rapport à leur interaction mutuelle¹⁰. Comme ce barycentre se trouve à l’intérieur de la Terre, à environ 4 700 kilomètres de son centre, le mouvement de la Terre est généralement décrit comme une « oscillation », et le système Terre-Lune est donc le plus souvent considéré comme un système planète-satellite plutôt qu'une planète double, bien que ce dernier statut tende à devenir plus courant ces dernières années¹¹ et a même été considéré ainsi (au moins pendant un temps) par l'Agence spatiale européenne.
La période de rotation de la Lune est la même que sa période orbitale et elle présente donc toujours le même hémisphère (nommé « face visible de la Lune ») à un observateur terrestre (l'autre hémisphère est donc appelé « face cachée de la Lune »). Cette rotation synchrone résulte des frottements qu’ont entraînés les marées causées par la Terre à la Lune, et qui ont progressivement amené la Lune à ralentir sa rotation sur elle-même, jusqu’à ce que la période de ce mouvement coïncide avec celle de la révolution de la Lune autour de la Terre. Actuellement les effets de marée de la Lune sur la Terre ralentissent la rotation de cette dernière et provoquent un léger éloignement des deux astres d'environ 3,78 cm par année¹²^,¹³. Du fait de cet éloignement et du ralentissement qui fait que la durée du jour terrestre augmente de 15 μs par an, la Lune à sa naissance orbitait à une distance 2 fois moindre qu'aujourd'hui et la Terre tournait alors sur elle-même en 6 heures¹⁴^,¹⁵.


Face visible de la Lune		Face cachée de la Lune

Les points où l’orbite de la Lune croise l’écliptique (plan orbital de la Terre) s’appellent les « nœuds » lunaires : le nœud ascendant est celui où la Lune passe vers le nord de l’écliptique et le nœud descendant est celui où elle passe vers le sud.

**Les différentes périodes de la Lune**
Nom	Valeur (jours)	Définition
Période sidérale	27,321 661	Par rapport aux étoiles lointaines
Période synodique	29,530 588	Par rapport au Soleil (phases de la Lune ou lunaison)
Période tropique	27,321 582	Par rapport au point vernal (précession en ~ 26 000 a)
Période anomalistique	27,554 550	Par rapport au périgée (précession en 3 232,6 jours = 8,8504 a)
Période draconitique	27,212 220	Par rapport au nœud ascendant (précession en 6 793,5 jours = 18,5996 a)

La Lune et la Terre avec tailles et distances à l'échelle.

Image de la Terre et la Lune, avec leurs tailles et distances à l'échelle. La barre jaune représente une impulsion de lumière voyageant de la Terre à la Lune (approximativement 400 000 km) en 1,26 secondes.

Le plan de l’orbite lunaire est incliné en moyenne de 5.145396º par rapport à l’écliptique. Cette inclinaison varie entre 5° et 5,28° selon un cycle de 173 jours (la moitié d'une année draconitique).
Le plan de rotation de la Lune subit une précession d’une période de 6 793,5 jours (18,5996 années). Cette précession est provoquée par la gravitation du Soleil et, dans une moindre mesure, par le bourrelet équatorial de la Terre.
Comme la Terre est elle-même inclinée de 23,45º par rapport à l’écliptique, l’inclinaison du plan orbital lunaire par rapport à l’équateur terrestre varie entre 28,72º et 18,16º.
Enfin, l’inclinaison de la Terre varie de 0,00256º de part et d’autre de sa valeur moyenne, ce qu’on appelle la nutation, mise en évidence pour la première fois par James Bradley en 1748 (voir aussi Librations en latitude).

Formation et évolution

Impact géant (impression d'artiste).

L’origine de la Lune est au cœur d’un débat scientifique. Plusieurs modèles de formation ont été historiquement évoqués¹⁶:

la coaccrétion de la matière originelle du Système solaire (théorie de la « Lune sœur de la Terre » d'Édouard Roche en 1873),
la fission d’une partie de la Terre par l’énergie centrifuge (théorie de la « Lune, fille de la Terre », hypothèse de fission progressive proposée par Pierre-Simon de Laplace en 1796, modèle de fission brusque et précoce élaboré entre 1879 et 1882 par George Darwin¹⁷),
la capture d’un astéroïde (théorie de la « Lune cousine de la Terre » de Thomas Jefferson Jackson See en 1909). Étant donné l’inclinaison de l’orbite lunaire, il est peu probable que la Lune se soit formée en même temps que la Terre, ou que celle-ci ait capturé la Lune, de même la théorie de la fission a été réfutée par Harold Jeffreys en 1930.

Mais aucune de ces théories ne parvient à expliquer simultanément un certain nombre d'observations qui se sont accumulées durant le XX^e siècle¹⁸ :

Le constat qu'il n'existe aucune lune massive autour des autres planètes rocheuses du système solaire mène à penser que la formation de la Lune résulte d'un processus inhabituel.
L'inclinaison de 5° de l'orbite de la Lune par rapport à celle de la Terre est notable : un scénario de création doit expliquer cette caractéristique.
La densité de la Lune est notablement inférieure à celle de la Terre. Cela implique que la Lune ne possède pas de noyau ferreux.
La Lune s'éloigne progressivement de la Terre. À l'origine, la Lune devait être très proche de la Terre.
Les roches lunaires les plus anciennes atteignent environ 4,5 milliards d'années, un ordre de grandeur similaire à l'âge de la Terre. Les composants de la Terre et la Lune se sont donc formées approximativement en même temps.
La proportion des isotopes de l'oxygène est très similaire dans les roches lunaires et terrestres. Cela suggère que les deux corps se sont formés dans la même région, à l'échelle astronomique. Les autres objets du système solaire ont des proportions différentes.
Les roches lunaires sont presque dépourvues d'éléments volatiles et sidérophiles, et sont riches en matériaux réfractaires. Cela suggère un processus de formation à très haute température.

Trois hypothèses généralement acceptées forment aujourd'hui le cadre conceptuel de l'origine et de l'évolution de la Lune¹⁹ :

Formation : Hypothèse de l’impact géant

Article détaillé : Hypothèse de l'impact géant.

Animation (échelles non respectées) de Théia entrant en collision avec la Terre et provoquant la formation de la Lune.

Une collision entre la Terre en formation (proto-Terre) et un objet de la taille de Mars dénommé Théia, aurait éjecté de la matière autour de la Terre, qui aurait fini par former la Lune que nous connaissons aujourd’hui. Cet impact est estimé à 42 millions d’années après la naissance du Système solaire, soit il y a 4,526 milliards d’années, pendant la période d'intense bombardement initial ayant donné lieu à la formation des planètes telluriques. Il s'agit donc d'une sorte d'hybride entre la théorie de la fission et la théorie de l'accrétion¹⁸, l'impact ayant éjecté de la matière de la Terre, et cette matière s'étant peu à peu agrégée pour former la Lune.
Des simulations publiées en août 2001 soutiennent cette hypothèse²⁰. Elle est aussi corroborée par la comparaison entre la composition de la Lune et celle de la Terre : on y retrouve les mêmes minéraux, mais dans des proportions différentes. Ce sont les substances les plus légères qui auraient été éjectées le plus facilement de la Terre lors de l’impact et que l’on retrouve en plus grande quantité sur la Lune. Le principal élément qui confirme cela est le ⁵⁴Fe ; en effet, cet isotope du fer est présent sur Mars dans les mêmes proportions que le ⁵⁷Fe, mais sur la Terre et la Lune, il existe en quantité très faible. Seulement, pour qu’il puisse s’évaporer, il faut qu’il soit chauffé à plus de 2 000 °C pendant un temps important. La principale thèse pour expliquer cet échauffement est la collision Terre / Théia.
Ce modèle est aussi rendu vraisemblable par la découverte relativement récente de gigantesques bassins d'impact sur la Lune, comme le Bassin Pôle Sud-Aitken, créé par un impact géant. Ces astroblèmes géants montrent l'existence et la possibilité de tels impacts¹⁸.
En 2012 l'analyse d'échantillons provenant des missions Apollo montre cependant que la Lune a la même composition isotopique du titane que la Terre, ce qui va à l'encontre de la théorie de l'impact géant²¹. En 2017 une hypothèse alternative est proposée, celle d'une série d'impacts moins cataclysmiques : chaque impact forme un anneau de débris (formés principalement de matériaux terrestres) qui se rassemble en un petit satellite, que les effets de marée font ensuite s'éloigner ; ces petits satellites finissent par se rejoindre et fusionner tout à tour en un unique (gros) satellite, la Lune. Ce scénario serait plus compatible avec les contraintes de composition chimique et de moment cinétique, et nécessiterait des conditions moins particulières que celui de la collision Terre/Théia²².

Évolution, 1^re étape : Hypothèse de l'océan magmatique lunaire

Article détaillé : Océan magmatique lunaire.

Cette hypothèse a été formulée peu après les premières analyses des roches retournées par Apollo 11. Elle permet d'expliquer notamment la présence abondante de plagioclases en surface, et la présence de KREEP (voir #Composition et structure interne).
À la suite de l'impact géant, une telle quantité d'énergie a été produite qu'il est probable que la surface de la Lune consistait alors en un vaste océan de magma, sur une profondeur de plusieurs centaines de kilomètres. La cristallisation et la différenciation de ce magma lors de son refroidissement ont formé la croûte et ses roches anorthosiques typiques, ainsi que le manteau lunaire tels que nous les connaissons aujourd'hui.
Toutefois, ce modèle n'explique pas toutes les caractéristiques observées de la composition de la surface. Un peu comme la physique newtonienne n'est pas fausse en première approximation, mais peut être complétée par la théorie de la relativité, ce modèle doit être amélioré pour expliquer certains détails¹⁹. Notamment, on observe une forte dissymétrie entre la face cachée de la Lune, plus épaisse²³, où le thorium est rare en surface, et le relief plus exacerbé (ce qui a été démontré par le relevé topographique effectué par SELENE), et la face visible de la Lune où il existe de fortes concentrations en thorium et en KREEP, et où le relief est peu marqué, avec de vastes plaines lisses (dites « mers lunaires »). Même dans le cas de l'hypothèse de l'océan magmatique lunaire, des bassins profondément creusés comme le bassin Pôle Sud-Aitken auraient dû révéler des concentrations semblables sur les deux faces¹⁹, et le relief aurait dû être plus homogène sur les deux faces de la Lune. Pour expliquer cette dichotomie géomorphologique et physicochimique, des planétologues ont proposé diverses explications :

Les hauts plateaux et chaînes de montagnes qui culminent à plus de 3 000 mètres sur la face cachée (dont la croûte est nettement plus épaisse, de 20 km environ²⁴) pourraient résulter des retombées de débris projetés lors de la formation du bassin d'Aitken (grand bassin d'impact situé au pôle Sud lunaire) ;
Les forces de marée engendrées par la proximité de la Terre auraient pu induire un chauffage interne et des convections au sein du manteau peu après sa formation.
Pour le suisse Martin Jutzi (Université de Berne et l'américain Eric Asphaug (Université de Californie), une collision majeure entre la lune encore imparfaitement accrétée et refroidie et un compagnon plus petit formé en même temps qu'elle et ayant "survécu" quelques dizaines de millions d'années, car formé à l'un des « points de Lagrange » du Système Terre-Lune (points d’équilibre gravitationnel) pourrait expliquer la présence et la répartition des montagnes de la face cachée. Cette hypothèse est confortée par des simulations informatiques, à condition que la seconde lune ait été environ 3 fois plus petite que notre Lune actuelle, et que sa vitesse relative ait été de 2,4 kilomètres par seconde environ (au-delà, le choc aurait brisé la seconde lune en éjectant les débris). La petite lune se serait a priori solidifiée plus tôt que la grande, ce qui expliquerait des teneurs différentes en certains minéraux sur la face cachée (qui alors devrait aussi présenter des roches plus anciennes). La collision - si elle a eu lieu - a dû également modifier la répartition interne du magma sous la face visible. Les deux lunes étant sur une orbite voisine autour de la Terre auraient pu entrer en collision à une vitesse bien inférieure à celle des météorites qui créent, elles, des cratères. Cette lenteur relative aurait permis une accrétion des deux lunes²⁵.

Évolution, 2^e étape : L'hypothèse du grand bombardement tardif

Article détaillé : Grand bombardement tardif.

Cette hypothèse suppose que la surface de la Lune a été abondamment et violemment bombardée, il y a à peu près 4 milliards d'années, pendant environ 200 millions d'années, par un grand nombre de météorites ou comètes. Les plus grands cratères ou bassins lunaires proviendraient de cet épisode cataclysmique.
À l’exception de Mercure et de Vénus, toutes les planètes du Système solaire possèdent des satellites naturels qualifiés de lunes. Jupiter et Saturne, de leur côté, en possèdent respectivement 67 et 62, de tailles et de formes très variées, mais quelques uns de taille similaire à la Lune (Ganymède, Io, Callisto et Europe pour Jupiter, Titan pour Saturne, Triton pour Neptune). Dans les années 1970, on connaissait 32 lunes dans le Système solaire, on en distingue aujourd’hui plus de 140.

Composition et structure interne

Articles détaillés : Géologie de la Lune et Structure interne de la Lune.

Structure profonde

Structure interne de la Lune

On considère aujourd’hui que la Lune est un corps différencié : sa structure en profondeur n’est pas homogène mais résulte d’un processus de refroidissement, de cristallisation du magma originel, et de migration du magma évolué. Cette différenciation a résulté en une croûte (en surface) et un noyau (en profondeur), entre lesquels se trouve le manteau. Cette structure ressemble fortement à ce que l'on trouve pour l'intérieur de la Terre, aux dimensions absolues et relatives près, et surtout à la différence essentielle que la Lune est désormais devenue très « froide »; et n’est plus active comme l’est encore la Terre (convection, tectonique, etc.).

Croûte

Formation de la croûte et du manteau lunaire.

Après sa formation, il y a environ 4,5 milliards d’années, la surface de la Lune était un océan de magma liquide. Les scientifiques pensent qu’un des types de roches lunaires présent en surface, la norite riche en KREEP, (KREEP pour K-potassium, Rare Earth Elements [terres rares], P-phosphore) représente l’ultime évolution de cet océan de magma. Cette « norite KREEP » est en effet très enrichie en ces éléments chimiques que l’on désigne par le terme « d’éléments incompatibles » : ce sont des éléments chimiques peu enclins à intégrer une structure cristalline et qui restent préférentiellement au sein d’un magma. Pour les chercheurs, les « norite KREEP » sont des marqueurs commodes, utiles pour mieux connaître l’histoire de la croûte lunaire, que ce soit son activité magmatique ou ses multiples collisions avec des comètes et d’autres corps célestes.
La croûte lunaire est composée d’une grande variété d’éléments : oxygène, silicium, magnésium, fer, titane, calcium, aluminium, potassium, uranium, thorium et hydrogène. Sous l’effet du bombardement par les rayons cosmiques, chaque élément émet vers l’espace un rayonnement, sous forme de photons gamma, rayonnement dont le spectre (distribution de l’intensité relative en fonction de la longueur d’onde) est propre à l’élément chimique. Quelques éléments sont radioactifs (uranium, thorium et potassium) et émettent leur propre rayonnement gamma. Cependant, quelles que soient les origines de ces rayonnements gamma, chaque élément émet un rayonnement unique, que l’on appelle une « signature spectrale », discernable par spectromètre. Depuis les missions américaines Clementine et Lunar Prospector, les scientifiques ont construit de nouvelles cartes d'abondances (dites géochimiques) des éléments à la surface de la Lune.

Surface

La croûte lunaire est recouverte d’une couche poussiéreuse appelée régolithe. La croûte et le régolithe sont inégalement répartis sur la Lune. L’épaisseur de régolithe varie de 3 à 5 mètres dans les mers, jusqu’à 10 à 20 mètres sur les hauts plateaux. L’épaisseur de la croûte varie de 0 à 100 kilomètres selon les endroits. Au premier ordre on peut considérer que la croûte de la face visible est deux fois plus fine que celle de la face cachée. Les géophysiciens estiment aujourd’hui que l’épaisseur moyenne serait autour de 35-45 kilomètres sur la face visible alors que jusqu’aux années 2000 ils pensaient unanimement que celle-ci faisait 60 kilomètres d’épaisseur. La croûte de la face cachée atteint, elle, environ 100 kilomètres d’épaisseur maximum. Les scientifiques pensent qu’une telle asymétrie de l’épaisseur de la croûte lunaire pourrait expliquer pourquoi le centre de masse de la Lune est excentré. De même cela pourrait expliquer certaines hétérogénéités du terrain lunaire, comme la prédominance des surfaces volcaniques lisses (Maria) sur la face visible.
Par ailleurs, les innombrables impacts météoritiques qui ont ponctué l’histoire de la Lune ont fortement modifié sa surface, en creusant de profonds cratères dans la croûte. La croûte pourrait ainsi avoir totalement été excavée au centre des bassins d’impact les plus profonds. Cependant, même si certains modèles théoriques montrent que la croûte a entièrement disparu par endroits, les analyses géochimiques n’ont pour le moment pas confirmé la présence d’affleurements de roches caractéristiques du manteau. Parmi les grands bassins d’impact, le bassin Pôle Sud-Aitken, avec ses 2 500 km de diamètre, est le plus grand cratère d’impact connu à ce jour dans le Système solaire.
Selon les données disponibles à ce jour, le manteau est vraisemblablement homogène sur toute la Lune. Cependant, certaines hypothèses proposent que la face cachée comporterait un manteau légèrement différent de celui de la face visible, ce qui pourrait être à l’origine de la différence de croûte entre les deux hémisphères.

Noyau ?

De la même manière, peu d’informations sont aujourd’hui disponibles pour contraindre la présence d’un noyau. Les données de télémétrie laser (Lunar Laser Ranging experiment) accumulées depuis les missions Luna et Apollo permettent toutefois aux scientifiques de penser qu’un petit noyau de 300–400 km de rayon est bien présent. Celui-ci est beaucoup moins dense que celui de la Terre (ne contient pas ou très peu de fer) et pourrait être partiellement fluide.

Champ magnétique

Comparé à celui de la Terre, la Lune a un champ magnétique très faible. Bien que l’on pense qu’une partie du magnétisme de la Lune est intrinsèque (comme pour une bande de la croûte lunaire appelé Rimae Sirsalis), la collision avec d’autres corps célestes pourrait avoir donné certaines des propriétés magnétiques de la Lune. En effet, une vieille question en science planétaire est de savoir si un corps du Système solaire privé d’atmosphère, tel que la Lune, peut obtenir du magnétisme à la suite d'impacts de comètes et d’astéroïdes. Des mesures magnétiques peuvent également fournir des informations sur la taille et la conductivité électrique du noyau lunaire, données qui aident les scientifiques à mieux comprendre les origines de la Lune. Par exemple, si le noyau contient plus d’éléments magnétiques (tels que le fer) que ceux qui existent sur la Terre, l’hypothèse de l’impact perd de la crédibilité.
La présence d'un champ magnétique global peu après la formation de la Lune est attestée par l'aimantation rémanente de ses roches les plus anciennes. L'étude détaillée d'un échantillon de troctolite vieux de 4,25 Ga montre un paléo-champ d'une intensité de 20 à 40 µT donc très comparable à celle du champ magnétique terrestre aujourd'hui. Ce résultat confirme la présence d'une dynamo à cette époque, mais ne permet pas d'en connaître précisément le mécanisme (convection thermique ou solutale, notamment)²⁶.

Atmosphère

La Lune a une atmosphère très ténue. Une des sources de cette atmosphère est le dégazage, c’est-à-dire le dégagement de gaz, par exemple le radon, en provenance des profondeurs de la Lune. Une autre source importante est le gaz amené par le vent solaire, qui est brièvement capturé par la gravité lunaire.

Géographie

Article détaillé : Sélénographie.

Principaux cratères et mers lunaires :
1/ Oceanus Procellarum. 2/ Mare Imbrium. 3/ Mare Tranquillitatis. 4/ Mare Serenitatis. 5/ Mare Nubium. 6/ Mare Fecunditatis. 7/ Mare Crisium. 8/ Mare Humorum. Z/ Mare Nectaris.
A/ Tycho. B/ Copernic. C/ Kepler.

La surface de la Lune n’est pas uniforme. Très rapidement, du fait de la relative facilité d’observation, les hommes purent distinguer de grandes taches sombres qu’ils prirent pour l’équivalent de leurs océans terrestres et auxquelles ils donnèrent le nom latin de maria (mers). En réalité, ces étendues de régolithe ont une concentration supérieure de basalte, d’origine volcanique, et sont très inégalement réparties sur la surface lunaire, leur grande majorité se situant sur la face visible, la face cachée n’en ayant que quelques-unes, et de taille beaucoup plus réduite. Le reste de la surface lunaire est constitué par de grands plateaux recouverts de régolithe moins dense en basalte et donc beaucoup plus réfléchissant. Autre relief ponctuant la géographie lunaire, les multiples cirques et cratères, créés par les impacts de météorites de tailles diverses.

Eau

Article détaillé : Eau sur la Lune.

A priori, la quasi absence d’atmosphère et une température supérieure à 100 °C au soleil devrait rendre impossible la présence d’eau sur la Lune. Pourtant, les données recueillies par les sondes Clementine et Lunar Prospector à la fin des années 1990 montrent la présence de grandes zones riches en hydrogène, aux pôles sud et nord. Or l’hydrogène est un des constituants de l’eau avec l’oxygène. À la fin de sa mission, la sonde Lunar Prospector a même été précipitée dans le fond d’un cratère censé contenir de la glace d’eau. On pensait que l’écrasement dégagerait de la vapeur d’eau, détectable par les télescopes terrestres, apportant ainsi une preuve supplémentaire de la présence d’eau sur la Lune. Mais aucune molécule d’eau n’a été détectée pendant l’impact. Cependant, la probabilité d’en voir était très faible : la sonde étant petite, l’énergie dégagée lors de l’impact n’était pas forcément suffisante pour vaporiser de l’eau.
L’hypothèse actuellement la plus populaire au sujet de la provenance de cette eau propose une origine cométaire à l’eau lunaire et non une origine de l'impacteur Théia²⁷. Les comètes, de grosses boules de neige sale, en percutant la Lune il y a plusieurs milliards d’années, se seraient vaporisées, créant ainsi une atmosphère provisoire. La vapeur d’eau contenue dans cette atmosphère se serait condensée puis aurait givré sur le sol. La glace située au fond des cratères du pôle sud aurait pu se conserver pendant deux milliards d’années, le fond de ces cratères n’étant jamais exposé aux rayons du Soleil en raison de l’inclinaison très légère de l’axe de la Lune par rapport à l’écliptique (5,145°). De même au pôle nord, où l’eau glacée serait protégée par une couche de régolithe de 40 cm d’épaisseur.
Les scientifiques estiment le volume d’eau présent sur la Lune à 1 km³ (un milliard de mètres cubes), une quantité suffisante pour rendre son exploitation intéressante par d’éventuels explorateurs. De l’hydrogène et de l’oxygène pourraient en être extraits par des stations alimentées par panneaux solaires ou par énergie nucléaire. Cela rendrait possible une colonisation permanente de la Lune. L'oxygène est en effet indispensable pour que de futurs explorateurs puissent respirer durant de longues périodes de présence, et l’hydrogène est un carburant pour les fusées. Or le transport régulier de l’hydrogène et de l’oxygène depuis la Terre est très coûteux.
En 2006, les relevés réalisés par le radiotélescope d’Arecibo braqués sur les cratères polaires constamment dans l’ombre montrent que la présence de glace d’eau est encore plus rare qu’escomptée.
L’équipe d’Alberto Saal de l’université Brown (États-Unis) a analysé, au spectromètre de masse, des échantillons de sphérules vitreuses de basalte lunaire ramenés par les missions Apollo 11, 15 et 17 entre 1969 et 1972. Elle y a trouvé la présence d’eau et a conclu que le magma lunaire contenait 745 ppm d’eau avant sa remontée, soit une proportion semblable à celle de la Terre il y a 4,5 milliards d’années²⁸.
Le 17 juin 2009, la NASA a lancé deux sondes spatiales²⁹ dont l'une des missions principales est de confirmer la présence d'eau dans les régions proches des pôles de la Lune, au fond des cratères plongés en permanence dans l'obscurité. Si cette présence était confirmée, l’eau pourrait être exploitée par les missions habitées.

La sonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) effectue encore ses observations depuis une orbite basse durant plusieurs mois en scrutant avec ses instruments la surface de notre satellite. Elle est munie, entre autres, d'un spectromètre ultraviolet chargé plus particulièrement de détecter la présence d'eau.
La sonde Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) a analysé les matériaux soulevés par la collision du dernier étage de sa fusée porteuse (environ 2 tonnes) avec le sol lunaire. La fusée a été volontairement dirigée vers un des cratères susceptibles d'abriter de la glace d'eau. La sonde, qui a suivi la même trajectoire que sa fusée, s'est écrasée 4 minutes plus tard après avoir traversé le nuage de débris. Les matériaux éjectés ont aussi été analysés par d'autres sondes lunaires et des télescopes situés au sol ou en orbite autour de la Terre.

La mission LCROSS a pour objectif de confirmer ou infirmer les informations faisant état de présence d’hydrogène et de glace dans ces lieux difficiles à explorer et encore largement méconnus. Jusqu'à présent, aucune trace d'eau n’a été trouvée dans les régions équatoriales explorées par les sondes automatiques ou les équipages des six missions Apollo.
Le 24 septembre 2009, la NASA a annoncé la présence d'eau proche de la surface de la Lune. Cette présence a été mise en évidence grâce aux données recueillies par la sonde spatiale Deep Impact (dont la mission étendue a été rebaptisée EPOXI), passée en juin 2009 à 6 millions de kilomètres de la Lune³⁰. Cette présence d'eau, et son cycle journalier (évaporation le jour, puis adsorption la nuit, l'eau évaporée étant repoussée vers la surface par le vent solaire résiduel), ont été corroborées par les données de l'instrument M3 de la sonde spatiale indienne Chandrayaan-1 et l'instrument VIMS de la sonde Cassini-Huygens. Les quantités d'eau ainsi mises en évidence sont très faibles : un demi-litre d'eau par élément de surface de la taille d'un terrain de football, selon les termes d'un des scientifiques auteurs de la découverte.
Le 13 novembre 2009, la NASA annonce qu'elle a découvert « des quantités significatives » d'eau à la surface de la Lune, à la suite de l'analyse des projections provenant de l'impact volontaire de la sonde LCROSS avec la Lune³¹.
Une quantité équivalente à 75 litres d'eau à l'état liquide a été trouvée dans le cratère³². Toutefois, cette quantité rapportée à la masse de matière éjectée pourrait correspondre à une proportion d'eau très faible (peut-être 1 000 fois plus faible que dans une roche terrestre).
Une nouvelle analyse du panache de poussières (provoqué par l'impact de la sonde LCROSS) tendait à démontrer, en juin 2010, la présence de molécules d'eau qui n'avaient pas été exposées à la lumière du soleil depuis des milliards d'années, ce qui suggérait alors l'existence d'une quantité d'eau bien plus importante que ne le laissaient présager toutes les précédentes estimations³³.
Toutefois, dès août 2010, une autre étude portant sur la contenance en chlore d'échantillons de sol lunaire (ramenés par la mission Apollo) relance l'hypothèse émise 40 ans plus tôt selon laquelle la Lune serait très sèche.
Et ce malgré les informations issues de l'impact de la sonde LCROSS³⁴.

Nuage de poussières

Des observations réalisées par LADEE montrent la présence d'un nuage de poussières permanent en orbite autour de la Lune³⁵^,³⁶.

Observation

Article détaillé : Observation de la Lune.

Vue d'un croissant de Lune avec un appareil-photo réflex numérique monté sur une lunette Orion 80ED.

Photo de pleine Lune prise avec un appareil-photo réflex numérique monté sur une lunette Orion 80ED.

Avec une magnitude de -12,6 pendant la pleine lune, c'est le corps céleste le plus visible dans le ciel de la Terre, après le Soleil. Cette luminosité et sa proximité la rendent facilement observable, même à l’œil nu ou en plein jour. Des jumelles permettent de distinguer les mers et les plus gros cratères. De plus, de nombreux phénomènes observables, liés à son orbite caractéristique, la distinguent des autres astres^d.

Phases

Article détaillé : Phase lunaire.

Lune gibbeuse croissante avec un appareil-photo réflex numérique monté sur une lunette Orion 80ED.

Vue d'une Lune gibbeuse avec un simple appareil photo.

Du fait de sa rotation synchrone, la Lune présente toujours quasiment la même partie de sa surface vue de la Terre : la face dite « visible ». Mais la moitié de la sphère éclairée par le soleil varie au cours des 29,53 jours d’un cycle synodique, et donc la portion éclairée de la face visible aussi. Ce phénomène donne naissance à ce que l’on appelle les phases lunaires, qui se succèdent au cours d’un cycle appelé « lunaison ». Ces lunaisons ont été ou sont encore utilisées par plusieurs cultures et civilisations pour construire leurs calendriers annuels (par exemple le monde musulman pour l'établissement de la succession des mois et des fêtes religieuses au sein de l'islam³⁷, avec quelques adaptations afin que les mois soient composés de 29 ou 30 jours). On parle alors de calendrier lunaire.

Éclipses

Article détaillé : Éclipse.

Éclipses solaires

Vue de la Terre, la taille apparente de la Lune est presque égale à celle du Soleil, si bien que deux sortes d’éclipses solaires sont possibles selon l’éloignement de la Lune : totale et annulaire, selon que la Lune en étant plus proche cache totalement le Soleil, ou qu’elle soit plus loin et alors la bordure du Soleil reste visible, l’éclipse est alors annulaire. Les éclipses ne se produisent que rarement puisque le plan de la trajectoire de la Lune autour de la Terre est différent du plan de la trajectoire de la Terre autour du Soleil. Elles ont lieu uniquement quand un nœud coïncide avec la nouvelle Lune. Celle-ci couvre alors le Soleil, en tout ou en partie. La couronne solaire devient visible à l’œil nu lors d’une éclipse totale.

Éclipses lunaires

C’est alors la Terre qui sert de cache et son ombre portée sur la Lune est alors observée de nuit à partir de la Terre ; pour quelqu’un résidant sur la Lune, cela sera qualifié d’éclipse de Soleil produite par la Terre servant de cache. La Lune peut alors prendre une apparence orangée, dite de lune rousse.

Trajectoire

Cette notion décrit le changement de trajectoire de la Lune dans le ciel au fil des jours. Au fil du cycle lunaire, la Lune monte ou descend en déclinaison. Dans l’hémisphère nord, la Lune est dite « montante » si d’un jour sur l’autre, sa déclinaison lors de son passage en direction du sud augmente, ou si l’endroit de l’horizon où elle se lève se déplace vers le nord. Elle est dite « descendante » dans le cas inverse.

Lumière

La Lune renvoie la lumière du Soleil. Son spectre lumineux est proche de ce dernier du fait de l'atmosphère quasi-nulle (raies de Fraunhofer). Toutefois, la roche poreuse à la surface absorbe une partie du rayonnement et renvoie la lumière sans direction privilégiée³⁸. On dit que la lumière est polarisée (voir polarisation de la lumière).

Librations

Article détaillé : Libration lunaire.

Lire le média

Cette animation montre un ensemble de vues simulées de la Lune sur une période d'un mois, comme si une photographie avait été prise chaque jour à la même heure. Elle permet de mettre en évidence le phénomène de libration lunaire.

La Lune présentant toujours le même hémisphère à la Terre (sa rotation étant synchrone, c’est-à-dire sa période de révolution étant égale à sa période de rotation), on appelle librations les phénomènes permettant à un observateur à la surface de la Terre de voir plus de 50 % de la surface de la Lune.
Ces phénomènes peuvent prendre quatre formes : les librations en longitude, les librations en latitude, les librations parallactiques et les librations physiques.
L’ensemble de ces phénomènes de libration au cours de lunaisons successives permet d’observer environ 59 % de la surface lunaire depuis la surface terrestre. Toutefois, les zones supplémentaires ainsi offertes à l’observation sont très déformées par l’effet de perspective, et rendent difficile l’observation de ces régions depuis le sol. Seules les sondes automatiques, par un survol régulier, en permettent l’étude topologique précise.

Flash

Ces phénomènes transitoires de quelques dixièmes de milliseconde, de magnitude généralement de 5 à 10 (mais pouvant être 3), ne sont visibles qu'au télescope ou lunette associés à une caméra vidéo et sur la partie non éclairée de la Lune. Le flash lunaire provient de la chute de corps (provenant essentiellement d'essaims de météorites ou de comètes) de 5 à 15 cm percutant la Lune à des vitesses de 20 à 30 km/s, ce qui fait fondre la roche en surface au point d'impact et projette des gouttelettes de roches liquides. L'éclair lumineux est produit par l'énergie dégagée lors de cet impact. Depuis cinq siècles, 570 phénomènes de flash lunaire ont été rapportés par 300 observateurs³⁹.

Exploration

Article détaillé : Exploration de la Lune.

Les différents sites d'alunissage sur la Lune.

L’astronaute Harrison Schmitt se tenant debout à côté du rocher Taurus-Littrow durant la troisième sortie extra-véhiculaire de la mission Apollo 17.

Le 14 août 1945 (jour de la capitulation du Japon), l'auteur de science-fiction Robert A. Heinlein, alors ingénieur civil pour le compte de la Marine américaine, transmet à sa hiérarchie un projet de mission lunaire qui, adopté par l'U.S. Navy, sera discuté (et rejeté) l'année suivante en réunion de cabinet à la Maison-Blanche⁴⁰.

Programme Luna

Article détaillé : Programme Luna.

Le premier objet fabriqué par l’homme à atteindre la Lune fut la sonde soviétique Luna 2, qui s’y écrasa le 14 septembre 1959 à 21:02:24 Z. L'année 2009 marque l'anniversaire des premières photographies de la face cachée de la Lune envoyées de l'espace pour la première fois le 7 octobre 1959 lorsque la sonde automatique Luna 3, également lancée par l’Union soviétique, passa derrière la Lune. Luna 9 fut la première sonde à se poser sur la Lune (plutôt que de s’y écraser) ; elle retourna des photographies de la surface lunaire le 3 février 1966. Le premier satellite artificiel de la Lune fut la sonde soviétique Luna 10, lancée le 31 mars 1966. Le 17 novembre 1970, Lunokhod 1 fut le premier véhicule robotisé à explorer sa surface.

Programme Apollo

Article détaillé : Programme Apollo.

Le 24 décembre 1968, les membres de l’équipage d’Apollo 8 (Frank Borman, James Lovell, et William Anders) furent les premiers humains à apercevoir directement la face cachée de la Lune. Les premiers humains à se poser sur la Lune le firent le 21 juillet 1969⁴¹. Ce fut le point culminant de la course spatiale engagée entre les États-Unis et l’URSS, alors en pleine Guerre froide. Le premier astronaute à poser le pied sur la Lune fut Neil Armstrong, le capitaine de la mission Apollo 11, et le second, Buzz Aldrin, le même jour. Les derniers hommes à marcher sur le sol lunaire furent le scientifique Harrison Schmitt et finalement l’astronaute Eugene Cernan, lors de la mission Apollo 17 en décembre 1972. Au total au XX^e siècle et jusqu'à nos jours, 24 hommes orbitèrent autour de la Lune et 12 d'entre eux marchèrent sur celle-ci.

Autres programmes

À la fin des années 1990, les sondes Clémentine et Lunar Prospector ont trouvé des indices de présence d’eau sur la Lune.
La sonde européenne SMART-1 s’est insérée en orbite autour de la Lune avec succès le 16 novembre 2004, elle doit trouver de l’eau et permettre de mieux déterminer l’origine de notre satellite (par calcul du taux de fer), grâce à une analyse étendue par des rayons X.
Récemment, l’agence spatiale chinoise (CNSA) a dévoilé son plan lunaire qui est fondé en 3 étapes :

l’envoi d’une sonde vers la Lune (réalisé en octobre 2007) ;
l’envoi de robot sur la Lune ;
le retour d'échantillons.

Base lunaire

Article détaillé : Colonisation de la Lune.

Le lundi 31 mars 2008, la NASA dévoile par l’intermédiaire de Neil Armstrong — le premier homme à avoir marché sur la lune en 1969 — son nouveau programme d’exploration du satellite impliquant la construction d’une base lunaire habitable.
De ce fait, l’agence spatiale américaine comptait d’ici 2020 envoyer chaque semaine une équipe de 4 hommes afin de construire la base lunaire. En 2024, cette station aurait pu être habitée en permanence par des équipes qui se relaieraient tous les six mois (système également d’application pour l’ISS), indique la NASA.
Peu après, cette base lunaire devait être utilisée pour les décollages vers Mars et même plus loin encore. En effet ceux-ci seraient plus faciles du fait de la très faible gravitation (6 fois moins élevée que sur Terre).
Le 1^er février 2010, Washington annonce que ce projet est annulé en raison de contraintes budgétaires.

Statut légal

Exploration de la face cachée

La face cachée de la Lune a été explorée uniquement par photographie depuis des sondes spatiales, la première ayant été Luna 3, en 1959⁴³.
Le 16 juillet 2015, un satellite de la NASA a révélé des photographies de la face cachée de la Lune⁴⁴. L'animation accélérée proposée par l'Agence Spatiale dure quelques secondes alors que le passage de la Lune devant la Terre dure en réalité près de cinq heures. Les clichés ont été pris par le satellite DSCOVR en orbite à 1.5 millions de kilomètres de la Terre en direction du soleil⁴⁵.

Histoire

Étymologie

Le mot Lune provient du latin Luna. La forme latine *luxna rapproche Luna de lux, « lumière »⁴⁶ dont la racine serait *leuk, mot indo-européen^{[réf. souhaitée]} signifiant être lumineux. Le mot « Lune » aurait été utilisé en France en 1080 pour « astre satellite de la Terre »⁴⁷.

Croyances et mythologies

Article détaillé : Lune dans la culture populaire.

Exemples de paréidolie formées par les taches de la Lune.

La première définition littéraire de la Lune appartient aux Hymnes homériques où elle s'unit à Zeus et accouche de Pendée.
Les astronomes de l'Antiquité ont proposé différentes interprétations résumées notamment dans le chapitre De la substance de la Lune du Pseudo-Plutarque⁴⁸. En -450, Démocrite y voyait « des montagnes élevées et des vallées creuses ». Plutarque (46-125) pensait que « la Lune est une terre céleste »⁴⁹, les zones sombres et régulières (les plaines) sont des dépressions remplies d’eau. Appelés maria (mot latin signifiant « mers » au pluriel), tandis que les hauts plateaux, de couleur claire furent baptisés terrae (« terres »)⁵⁰, ces reliefs ne correspondaient pas à la conception du monde d'Aristote.
Pour Aristote⁵¹, le monde supralunaire est parfait et donc la Lune est une sphère lisse et inaltérable⁵². Le disciple d'Aristote Cléarque de Soles explique les taches lunaires par le fait que la Lune est un miroir poli qui réfléchit le paysage terrestre. Cette conception aristotélicienne subsiste jusqu'au Moyen Âge. Ainsi, sur certaines cartes médiévales terrestres sont reportées les taches lunaires : manuscrits du De Natura Rerum d'Isidore de Séville, représentation par le géographe Ibn Saïd de l'Afrique du Sud comme la Mare Orientale v. 1250. Cependant, cette théorie est invalidée par l'observation que la Lune se déplace devant la Terre, le visage de la Lune reste inchangé. D'autres savants imaginent alors que les taches sont des vapeurs condensées d'un nuage ou émanant de la Terre. Bien que Galilée ait tourné son télescope vers le ciel et prouvé la réalité de ces reliefs, cette conception de la sphère parfaite est retrouvée dans la Perse du XIX^e siècle et dans le folklore européen du XX^e siècle⁵³.
Ces variations de teintes et de lumière à la surface de la Lune sont vues aussi comme des motifs que les hommes interprètent différemment suivant leur culture et leur imaginaire : les nœuds lunaires étaient la tête et la queue du dragon lapon ou du dragon oriental ; la Lune était associée aux animaux nocturnes : le chat (Mandingues en Afrique), le lapin ou le lièvre de jade⁵⁴ compagnon de Chang'e. Certains y voient un buffle aux cornes lunaires, une vieille femme au fagot ou à béquilles (Lune descendante), le visage poupin de Jean de la Lune⁵⁵ ou un visage d’homme entre autres⁵⁶.
La Lune est très présente dans de nombreuses mythologies et croyances folkloriques, et a souvent été associée à des divinités féminines. Ainsi, la déesse grecque Séléné (Luna chez les Romains) a été associée à la Lune, avant d’être supplantée par Artémis (Diane chez les Romains). En revanche, la déesse japonaise Amaterasu est associée au Soleil et son frère, Tsukuyomi, est lui associé à la Lune, de même chez les Mésopotamiens, où le dieu Nanna (ou Sîn) est associé à la Lune. Cette inversion est également présente dans les mythologies nordiques et germaniques (scandinave, lettonne ^{[réf. nécessaire]} ^{[Informations douteuses] [?]}…), et c’est pourquoi J. R. R. Tolkien l’a reprise dans sa mythologie de la Terre du Milieu, faisant de Tilion le dieu de la Lune et d’Arien la déesse du Soleil.
La Lune est également présente dans la culture religieuse musulmane. Non seulement elle est à la base de l'édification du calendrier musulman qui est un calendrier lunaire, mais elle est aussi évoquée dans les différentes biographies religieuses du prophète Mohammed puisqu'on lui prête l'exploit d'avoir fendu la Lune en deux⁵⁷.
Les connaissances empiriques des hommes sur l’agriculture ont toujours accordé une grande importance à la Lune, dans les diverses phases de développement des végétaux ou pour déterminer les moments propices aux semailles.
Le mot lunatique est dérivé de Luna par supposition ancienne en Europe que la Lune était liée au cycle menstruel de la femme (mais pas en Inde, où celui-ci est plus proche de 32 jours, voir article) ou de folie périodique. De même pour les légendes concernant les thérianthropes — tel le loup-garou — créatures mythiques qui tireraient leur force de la Lune et seraient capables de passer de leur forme humaine à leur forme bestiale pendant les nuits de pleine Lune.
Certains auteurs ont fait remarquer que, si la Lune n’avait pas constamment présenté la même face à la Terre, l’histoire de la pensée aurait été différente. En effet, la voyant tourner, il devenait évident d’y voir une sphère et non un disque. Une généralisation de cette constatation à d’autres objets célestes et en particulier à la représentation de la Terre aurait pu accélérer considérablement l’adoption de conceptions de l’univers non géocentriques.
La Lune a souvent fait rêver, notamment chez les amoureux qui considèrent souvent le clair de Lune comme très romantique. On appelle « lune de miel » un voyage en amoureux, en français comme en anglais (honeymoon).
Une chanson populaire française très connue s’appelle Au clair de la lune.
Mais la Lune est également très présente dans les films d’horreur, tels que Frankenstein et Freddy Krueger.
L’imaginaire a par ailleurs doté la Lune d’habitants, les Sélénites. Ce nom vient du nom de la déesse grecque Séléné, qui était associée à la Lune.
La lumière de la Lune serait, selon une croyance, à l’origine du blanchissement du linge⁵⁸. Or les pigments sont principalement altérés par les rayons ultraviolets. La lumière de la Lune n’étant qu’une réflexion partielle de la lumière du Soleil, la quantité d’ultraviolet est très faible : environ 500 000 fois plus faible que la lumière directe du Soleil⁵⁹. La lumière directe du Soleil est donc 500 000 fois plus responsable du blanchissement du linge que la lumière de la pleine Lune.
Cependant, quand la Lune est bien visible la nuit, il y a moins de nuages pour réfléchir l'infrarouge émis par le sol terrestre. Donc le linge exposé se refroidit plus vite et condense plus de rosée. Or la rosée contient du peroxyde d'hydrogène qui peut oxyder les colorants organiques du linge⁵⁸. Ce peroxyde d'hydrogène est produit le jour par les rayons ultraviolets solaires en brisant des molécules d'eau.

Symbolique

La Lune, passive, est constamment opposée au Soleil, actif. Ils représentent, entre autres, l’élément femelle et l’élément mâle. Cependant, en langue allemande, la Lune est de genre masculin et le Soleil de genre féminin : der Mond et die Sonne⁶⁰.
La Genèse désigne la Lune lors de la création du nom de petit luminaire. Sa création, ainsi que celle du Soleil, est postérieure à celle de la Lumière.
On peut aussi la comparer à Jean le Baptiste dont le prologue de l’évangile de Jean dit qu’il n’est pas la Lumière mais qu’il lui rend témoignage.
Une des apparitions de la nouvelle Lune marque pour les musulmans le début du mois de jeûne nommé ramadan. Lorsque la Lune est en direction du Soleil, elle est très difficilement observable de la Terre car le Soleil éclaire l’atmosphère et n’illumine pas la face que la Lune présente à la Terre : la Lune n’est visible qu’au coucher du Soleil lorsque l’observateur n’est plus ébloui par la clarté du ciel. C’est cette apparition que les musulmans surveillent pour décider du début du ramadan, ainsi que tous les autres mois du calendrier hégirien, qui est un calendrier lunaire.
En astrologie, La Lune est l'astre gouvernant du Cancer.
La Lune est la dix-huitième carte du tarot de Marseille.
La Lune figure sur de nombreux blasons et certains drapeaux : drapeau du Laos, drapeau de la Mongolie, drapeau des Palaos, drapeau saami, Shan (Birmanie).
La Lune figure sur des drapeaux et blasons sous forme de croissant où elle évoque l’Empire ottoman. Le croissant figure sur plusieurs drapeaux de pays musulmans à travers le monde sous diverses formes dont la Turquie, la Tunisie, l’Algérie, la Mauritanie, l’Azerbaïdjan, l’Ouzbékistan, le Pakistan, la République turque de Chypre du Nord.
La Lune joue un rôle important dans les calendriers lunaires et donc dans la notion de semaine qui, elle, n’a pas de signification lunaire. Le découpage du mois lunaire en quatre semaines existait dans le calendrier judaïque et a été mis en place par l’empereur romain Constantin I^er. Auparavant les Romains utilisaient des décades pour découper leurs mois en trois décades. Les changements de calendriers viennent de la difficulté de concilier la périodicité de la Lune « luminaire de la nuit » à la périodicité du Soleil, du fait de la rotation de la Terre sur elle-même et du fait de sa révolution autour du Soleil.