Conversion des unités de temps

Qu’est-ce que le temps ?

Le temps exprime l’ordre dans lequel se produisent les événements et la durée écoulée entre eux. En physique, il est représenté par le symbole dimensionnel T et intervient dans des grandeurs dérivées comme la vitesse, l’accélération et la fréquence.

En physique classique, le temps était considéré comme absolu. La relativité d’Einstein a montré qu’il peut s’écouler différemment selon la vitesse de l’observateur et le champ gravitationnel : c’est la dilatation du temps.

L’unité SI du temps : la seconde

La seconde est l’unité de base SI du temps, symbolisée par s. Historiquement, elle correspondait à 1/86 400 de jour, soit 24 heures × 60 minutes × 60 secondes.

La rotation terrestre étant légèrement irrégulière, cette définition n’était pas assez stable. Depuis 1967, la seconde correspond exactement à 9 192 631 770 périodes de la radiation associée à la transition hyperfine de l’atome de césium-133. Cette définition permet aux horloges atomiques d’être cohérentes partout dans le monde.

Pour plus d’informations sur l’unité Seconde, consultez la page d’information Seconde.

L’origine sexagésimale de l’heure, de la minute et de la seconde

La division d’une heure en 60 minutes et d’une minute en 60 secondes vient du système numérique sexagésimal, de base 60, utilisé par les Babyloniens. Ce système servait aussi à diviser les angles en 360 degrés.

Le nombre 60 est divisible par de nombreux nombres — 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20 et 30 — ce qui facilite les partages pratiques, par exemple diviser une heure en trois ou en quatre sans recourir à des fractions.

La division du jour en 24 heures

La division du jour en 24 heures remonte à l’Égypte antique : douze parties pour le jour et douze autres pour la nuit, suivies à l’aide de cadrans solaires et d’observations stellaires.

Cette division par douze s’inspire peut-être du comptage des phalanges — trois sur chacun des quatre doigts hors pouce — ou du nombre de cycles lunaires dans une année, environ douze.

La relation entre les unités de temps

Les sous-multiples de la seconde — milliseconde (0,001 s), microseconde et nanoseconde — mesurent des événements très brefs, comme les opérations des processeurs, le chronométrage sportif ou les expériences scientifiques.

La minute (60 secondes), l’heure (3 600 secondes) et le jour (86 400 secondes) structurent le temps quotidien. Leur conversion se fait uniquement par multiplication ou division, car ces unités partagent une même origine.

Qu’est-ce qu’une seconde intercalaire ?

La vitesse de rotation de la Terre présente de légères irrégularités dues notamment aux marées et à sa structure interne. Il apparaît ainsi un petit décalage entre le temps atomique et la durée du jour liée à la rotation réelle de la Terre.

Depuis 1972, une seconde intercalaire peut être ajoutée à l’UTC lorsque c’est nécessaire pour limiter ce décalage. À la différence du 29 février, son ajout ne suit pas de cycle fixe : il dépend de l’évolution observée de la rotation terrestre.

Les fuseaux horaires et l’UTC

La Terre est divisée en environ 24 fuseaux horaires, car le Soleil atteint son point culminant à des heures différentes selon la longitude. Les heures locales se décrivent par un décalage par rapport au temps universel coordonné (UTC) ; la France métropolitaine est par exemple à UTC+1 en hiver.

L’UTC est une échelle de temps maintenue par des horloges atomiques. Il a remplacé le Temps moyen de Greenwich (GMT) comme référence technique, même si GMT reste le nom courant du fuseau horaire d’hiver du Royaume-Uni.

Comment mesure-t-on le temps ?

Au quotidien, on utilise des montres mécaniques ou numériques. Les applications scientifiques et technologiques, comme le GPS et les réseaux de télécommunication, reposent sur des horloges atomiques, dont la fréquence d’oscillation est extrêmement stable.

Pour calculer une position précise, les horloges atomiques des satellites GPS doivent rester synchronisées avec une très grande précision. Un léger décalage peut déjà créer une erreur significative dans la position calculée au sol.