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La nuit naturelle

> Origines, caractéristiques et limites de la nuit

> La biodiversité nocturne

> Adaptations de la faune nocturne

> Les rythmes biologiques

> Le sommeil chez l'Homme

> Le ciel étoilé







NUITFRANCE - La nuit naturelle

La nuit naturelle





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> Origines, caractéristiques et limites de la nuit


L'essentiel : Les mouvements de la Terre sur elle-même et autour du soleil entraînent l'alternance continuelle d'une période éclairée (jour) et d'une période noire (nuit). La durée du jour et de la nuit varient en fonction de la localisation sur la planète ainsi qu'au fil des saisons. La nuit ne peut cependant être décrite uniquement par son obscurité, celle-ci étant d'ailleurs relative en fonction des ondes dont on parle (lumière invisible, rayonnement thermique, ...).

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Pourquoi la nuit ?


La Terre est marquée par un mouvement de rotation sur elle-même qui a pour conséquence que l’éclairement de sa surface n’est pas statique. En un point donné, l’observateur vit alternativement une période éclairée et une période obscure. Dans notre société on appelle la première, le jour*, et la seconde, la nuit*, mais certaines civilisation peuvent effectuer une dissociation conceptuelle.


Une nuit, des nuits


Quand la nuit commence-t-elle ? Et quand se termine-t-elle ? En réalité, les termes de « nuit » et de « jour » sont une manière pour l’homme de simplifier les choses. Comme la Terre n’arrête jamais son mouvement, la luminosité en un point donné de sa surface, elle non plus, ne cesse de varier, depuis un maximum d’éclairement jusqu’à une obscurité maximale, et inversement.

Le cycle, dit circadien*, se boucle en 24 heures (23 heures et 56 minutes très exactement) et comporte deux moments charnières :
- un passage du jour à la nuit, le crépuscule*,
- un passage de la nuit au jour, l’aube*.

La durée du crépuscule et de l’aube dépendent de la latitude (à l’équateur par exemple, le passage du jour à la nuit est très rapide).

Pour être encore plus précis, on peut se référer aux positions que le Soleil adopte successivement (au crépuscule comme à l’aube) par rapport à l’horizon (imaginé à 90° par rapport au zénith). On nomme ainsi :
- le moment civil : le Soleil est entre 0 et 6° sous l’horizon. Entre l’aube civile et le crépuscule civil se déroule « officiellement » le jour,
- le moment nautique : le Soleil est entre 6° et 12° sous l’horizon,
- le moment astronomique : le Soleil est entre 12° et 18° sous l’horizon. Entre le crépuscule astronomique et l’aube astronomique se déroule « officiellement » la nuit.



Cycle circadien avec ses différentes phases : crépuscule / nuit / aube / jour
Cycle circadien avec ses différentes phases : crépuscule / nuit / aube / jour. Schéma : R. Sordello


La proportion de jour et de nuit varie en fonction du lieu et du temps


L’axe qui traverse la Terre du Nord au Sud n’est pas tout à fait vertical (par rapport à l’écliptique* que décrit la Terre). Cette obliquité fait que la durée d’éclairement et d’obscurité varient avec la latitude pour un même cycle de 24 heures.

Par ailleurs, en parallèle de sa rotation, la Terre imprime un mouvement de révolution, c’est-à-dire qu’elle tourne autour de son étoile, le Soleil. Ce mouvement a pour effet de faire varier, pour une même localité, la durée du jour et de la nuit au cours d’un cycle de 365 jours (et environ 6 heures et 9 minutes).

Ce cycle, dit circannuel*, comporte quatre moments charnières :
- deux moments où la durée du jour et la durée de la nuit sont strictement égales, ce sont les équinoxes de printemps et d’automne,
- deux moments où la durée du jour est maximale et la durée de la nuit minimale et inversement, ce sont les solstices d’été et d’hiver.

L’association de l’obliquité de la Terre et de sa révolution occasionne toute une variété d’alternance éclairement/obscurité.
Par exemple, à l'équateur, un cycle de 24 heures comprend une période éclairée et une période obscure de même durée (12h chacune) et cette répartition est fixe tout au long de l’année. Par contre, aux pôles, selon le moment de l’année, la période éclairée ou la période obscure occupe l’une ou l’autre la totalité du cycle. Il est ici intéressant de constater que les peuples de ces contrées (Inuits par exemple au Nord) continuent de considérer un jour et une nuit au cours du cycle de 24 heures même si les deux sont éclairées ou sont obscures. Ils effectuent ainsi une dissociation conceptuelle entre alternance jour/nuit et alternance éclairement/obscurité.

Ici, par simplification, pour coller à la réalité de notre latitude en France, nous appellerons « nuit » la période obscure et « jour » la période éclairée.



La nuit n’est pas (que) noire


Tout d’abord, la luminosité n’est pas nulle la nuit : le ciel étoilé et, selon ses phases, la Lune, nous procurent de la lumière directement ou par reflet (cas de la Lune notamment). Une nuit de pleine Lune équivaut approximativement à 7% de lumière du jour.

Mais, même sans Lune et sans étoile, dire que la nuit est noire est un raccourci qui traduit une vision anthropocentrée. En réalité, la nuit est caractérisée par une absence de rayonnement solaire direct. Il existe par contre de nombreux autres rayonnements la nuit qui peuvent être sources de lumière.

Par exemple, la nuit, toutes les choses et les êtres renvoient vers l’extérieur la chaleur qu’ils ont emmagasinée le jour. Ce rayonnement thermique (à l’origine par ailleurs du phénomène de la rosée) est une émission d’infrarouges* qui est une lumière invisible à nos yeux mais belle et bien réelle.

Rappelons en effet que la lumière est une onde électromagnétique*, voire plus souvent un ensemble d’ondes électromagnétiques ayant chacune leur fréquence*/longueur d’onde*. L’œil humain est capable de voir les ondes lumineuses ayant une longueur d’onde entre 400 nm et 800 nm. En deçà (ultraviolet) et au-dessus (infrarouge), ces ondes nous sont invisibles (mais nous verrons plus loin que ce n’est pas le cas de tous les animaux).

La nuit est donc traversée de nombreuses ondes et d’ailleurs la technologie moderne (caméras thermiques par exemple) les exploite pour nous faire voir la nuit alors qu’aucune lumière n’est directement visible pour nos yeux.

Enfin, la nuit ne peut pas être réduite à la dichotomie lumière/obscurité. La nuit c’est aussi un moment plus frais, plus humide, plus silencieux, répondant globalement au principe Yin de la pensée chinoise que nous verrons plus loin. Toutes ces composantes, et donc pas uniquement la lumière, sont à considérer pour comprendre ce qu'est la nuit.



Spectre de la lumière de l'ultraviolet jusqu'aux infrarouges en passant par la plage visible pour l'être humain (environ 400-800 nm)
Spectre de la lumière de l'ultraviolet jusqu'aux infrarouges en passant par la plage visible pour l'être humain (environ 400-800 nm). Schéma : R. Sordello.


> La biodiversité nocturne


L'essentiel : Par définition, puisqu’elle est causée par des facteurs astronomiques, l’alternance de jour et de nuit marque la Terre depuis son origine et tous les processus de spéciation se sont déroulés en tenant compte de cet état des choses. L’alternance jour/nuit a ainsi été un paramètre environnemental totalement structurant dans l’évolution du vivant depuis son apparition, et elle continue de l’être. Par les adaptations qu’elles ont développées, certaines espèces ont une activité nocturne et d’autres une activité diurne. Néanmoins, la répartition n'est pas 50/50, la majorité des espèces étant nocturnes en tout ou partie. Les passages charnières de l'aube et du crépuscule sont particulièrement riches en activité.

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On estime approximativement que 28 % des vertébrés et 64 % des invertébrés vivent partiellement ou exclusivement la nuit. Sachant que les invertébrés représentent 90 % de la diversité des espèces sur Terre, on comprend que c’est en fait la majorité du vivant qui est nocturne en tout ou partie. A titre d’exemple, on compte 4500 espèces de papillons nocturnes (hétérocères) contre 250 de papillons diurnes (rhopalocères).

On retrouve des espèces à activité nocturne, au moins partielle, dans la quasi-totalité des groupes biologiques : papillons de nuit (hétérocères), grillons, araignées, vers luisants, chouettes et hiboux, chauves-souris, rongeurs, herbivores (Cerf élaphe, ...), carnivores (Loup gris, Chat forestier, mustélidés, ...), amphibiens, reptiles, poissons (anguilles, Grande alose, ...), certains passereaux (gorgebleue, merle noir, rossignol, grives).


Patchwork d’espèces au moins en partie nocturnes
Patchwork d’espèces au moins en partie nocturnes. De haut en bas et de gauche à droite : Araignée (Micrommata virescens), Chauve-souris Pipistrelle commune (Pipistrellus pipistrellus), Oiseau Chouette Effraie (Tyto alba), Coléoptère (Carabe des bois Carabus nemoralis), Amphibien Anoure Crapaud Calamite (Bufo calamita), Amphibien Urodèle Triton alpestre (Ichthyosaura alpestris), Papillon de nuit (Lépidoptère Hétérocère indéterminé), Cloporte (Helleria brevicornis). Photomontage : R. Sordello


Une nocturnité plus ou moins marquée


Certaines espèces sont totalement diurnes*, d’autres totalement nocturnes*. En fonction des espèces, ce que l'on pourrait ainsi appeler la nocturnité (caractère nocturne, spécificité à la nuit) est plus ou moins marquée.

Le Cerf élaphe (Cervus elaphus) par exemple a un rythme fortement structuré. Le jour, les individus sont remisés en forêt alors que la nuit, ils sortent s’alimenter dans les espaces ouverts (clairières intraforestières, zones ouvertes en lisières de forêts, ...). Pour cette espèce, l’alternance jour/nuit révèle donc carrément des mouvements pendulaires entre deux habitats naturels différents.

Le caractère nocturne ou diurne varie parfois au cours de la vie même d’un individu. Chez la Truite par exemple, les alevins et les juvéniles sont totalement lucifuges, les adultes sont diurnes et les individus âgés sont plutôt crépusculaires*.

Comme nous l’avons vu précédemment, la nuit n’est pas seulement à décrire par rapport au cycle de la lumière. Certaines espèces vivent surtout la nuit parce qu’elles y trouvent de la fraicheur et de l’humidité, conditions qui leur sont indispensables compte tenu de leur physiologie. C’est le cas notamment des limaces et des escargots pour qui le caractère nocturne n’est donc pas lié à l’absence de lumière. Cela explique que lors de jours pluvieux, ces espèces sont également actives le jour.

Enfin, certaines espèces sont diurnes mais font certaines activités précises la nuit. Chez les oiseaux notamment, la migration s’effectue de nuit pour la majorité des espèces, que celles-ci aient une activité nocturne ou diurne pendant leur période de nidification ou d’hivernage.



L’importance des passages : les chronotones


La distinction "espèces nocturnes" et "espèces diurnes", au final, peut-être considérée comme assez simpliste. Beaucoup d’espèces (chouettes, chauves-souris, mustélidés, félidés, ...), dites nocturnes, sont en réalité actives surtout au crépuscule* et à l’aube* alors que le cœur de la nuit est relativement calme, presque autant que la totalité du jour. Dans l’autre sens, des espèces dites diurnes ont aussi une période de repos au milieu de la journée, après avoir été actives le matin et avant de reprendre leur activité en fin de journée ; on retrouve cette activité dite « bimodale » chez certains reptiles par exemple.

C’est donc mécaniquement que l’on retrouve au coucher du soleil des espèces diurnes qui finissent leur activité et des espèces nocturnes qui la commencent, et inversement à l’aube. Par ailleurs, ces périodes de transition entre jour et nuit, pas trop chaudes ni trop froides, pas trop éclairées ni trop obscures constituent des compromis qui permettent à de nombreuses espèces de satisfaire au mieux leurs besoins tout en minimisant les risques auxquels elles s’exposent (prédation, déshydratation, ...).

Les deux charnières temporelles du cycle jour/nuit sont ainsi des moments particulièrement riches en activité chez la faune notamment. Par transposition à ce que l’on constate pour l’espace, avec les écotones*, on pourrait appeler ces deux moments charnières des « chronotones ».


Transposition du concept d’écotone à celui de chronotone
Transposition du concept d’écotone à celui de chronotone.


> Adaptations de la faune nocturne


L'essentiel : Pour se repérer comme pour communiquer, le vivant a développé des adaptations au cours de l’Évolution, en tenant compte des caractéristiques de la nuit et notamment de l’absence ou quasi-absence de lumière naturelle - tout du moins de lumière visible. La vue peut être toujours un sens sollicité grâce à des particularités morphologiques ou biologiques. Certaines espèces mobilisent plutôt d'autres sens (ouïe, odorat, ...). Des animaux produisent eux-mêmes de la lumière, parfois pour la vision mais souvent plutôt pour communiquer.

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Ilot Et la lumière fut - Pieuvre Ilot Et la lumière fut - Lucioles Ilot Et la lumière fut - Serpent Ilot Et la lumière fut - Chouette



Vivre c’est à la fois :
- se repérer (analyser son environnement, percevoir des informations),
- communiquer, au sens général d’échanger (émettre soi même des informations pour partager, attirer, repousser, ...).

Le vivant a alors développé des adaptations au cours de l’Évolution, en tenant compte des caractéristiques de la nuit et notamment de l’absence ou quasi-absence de lumière naturelle - tout du moins de lumière visible.

Pour se repérer la nuit, plusieurs options sont constatées qui permettent à leur détenteur de :
- maximiser le peu de lumière naturelle présente,
- produire soi-même de la lumière afin de compenser l’absence de lumière extérieure,
- solliciter d’autres sens qui offrent des moyens de repérage sans être dépendant de la lumière.

Pour communiquer, deux options sont surtout exploitées par le vivant :
- profiter du noir de la nuit, pour produire de la lumière qui, en contraste, pourra donc être interprétée comme un signal,
- mobiliser des vecteurs de communication qui ne font pas intervenir la lumière, en émission et/ou en réception, tels que la production de molécules odorantes/l’odorat, la production de sons/l’ouïe, ou bien tout simplement le toucher,



Maximiser la lumière naturelle présente


On connaît :

- des adaptations biologiques : par exemple on peut citer les mammifères (félins, mustélidés, ...) qui possèdent un tapis réfléchissant dans le fond de l’œil (le tapetum lucidum) qui amplifie la lumière reçue dans l’œil. C’est ce qui explique qu’un de ces animaux, une Fouine par exemple, éclairé la nuit par une lampe torche vous renvoie très fortement cette lumière par ses deux yeux,

- des adaptations morphologiques : par exemple les chouettes, par leurs gros yeux centrés dans des paraboles faciales, également riches en bâtonnets* (cellules excitées à faible intensité lumineuse), se contentent de 1% de lumière du jour pour voir. A l’inverse, les rapaces diurnes ont des yeux latéraux et petits, adaptés à la présence de beaucoup lumière le jour, ce qui met bien en évidence la divergence d’évolution de deux groupes biologiques en rapport avec l’alternance jour/nuit. Certaines espèces peuvent aussi voir en exploitant les longueurs d’onde de la lumière qui sont invisibles pour nous, dans l'infrarouge* ou l'ultraviolet*. Les papillons de nuit notamment voient la lumière ultraviolette (0,35 µm).


Masque de Chouette hulotte
Masque de Chouette hulotte. Photo : R. Sordello


Produire soi-même de la lumière


Ce phénomène est appelé bioluminescence ou photogénèse.
Il y a en réalité peu d’espèces qui pratiquent la bioluminescence pour s’éclairer, sans doute compte tenu du besoin fort d’énergie que cela demande. On peut néanmoins citer une pieuvre (Stauroteuthis syrtensis) du fond abyssal des mers qui éclaire son champ de vision par une production de lumière bleue-verte, ou, plus proche de nous, les lucioles qui produisent de la lumière lorsqu’elles se posent sur un support pour éclairer la surface d’atterrissage.
Des animaux produisent de la lumière pour communiquer : c’est le cas des lucioles et des vers luisants pour qui le signal lumineux est un mode d’échange entre mâles et femelles.
Enfin, la production de lumière peut aussi servir à leurrer ses proies (cas du Taupin), à repousser des prédateurs (cas des Calmars qui, comme avec de l’encre, peuvent expulser des particules de lumière pour dérouter leur prédateur avant de prendre la fuite) ou au contraire à les attirer ! La bioluminescence du plancton par exemple lui permet d’être mieux vu des poissons et d’augmenter ainsi la probabilité d’être avalé (le plancton se reproduisant plus vite dans l'abdomen du poisson que dans l'eau propre).



Utiliser d’autres sens que la vue


> Le toucher :

On peut citer par exemple la Chouette effraie (Tyto alba) qui chasse en volant en raz-motte et se sert ainsi de ses pattes pour tâter la présence de rongeurs. En parlant du toucher au sens large, on peut inclure ici les serpents qui, de par leur mode de vie plaqué sur la terre, sont très sensibles aux vibrations du sol. Ces vibrations sont pour eux une source d’informations sur leur environnement.

> L’ouïe :

Les chauves-souris constituent un exemple frappant. Nocturnes en grande majorité, elles se repèrent essentiellement grâce à l’écholocation (en complément de la vue qu’elles utilisent aussi). C’est un sens qui mobilise finalement tout simplement la parole et l’ouïe, mais poussées vers les ultrasons. Par exemple, la Pipistrelle commune émet des sons entre 40 et 45 kHz, et les Rhinolophes entre 80 et 90 kHz. Pour rappel, chez les humains, la plage audible va de quelques hertz (sons très graves) à 17 kHz/20 kHz (sons très aigus). Les chauves-souris pratiquent donc le sonar, à l’instar des dauphins, c’est-à-dire qu’elles émettent des ultrasons et en analysent ensuite l’écho, ce qui les renseigne sur leur environnement (végétation, proies, ...).

> L’odorat :

Les mammifères utilisent fortement leur odorat pour se repérer. Ils possèdent un organe dit voméro-nasal situé sous la surface intérieure du nez, qui est spécialisé dans l’analyse des molécules odorantes, notamment des hormones sexuelles. Quand ils se servent de cet organe, les mammifères font une grimace caractéristique, appelée flehmen.

Cet organe est aussi présent chez les amphibiens et les reptiles, où il est appelé organe de Jacobson. Si les serpents sortent et rentrent en permanence leur langue longue et fine, c’est effectivement pour ramener de l’extérieur les molécules odorantes de l’air au contact de leur palais où elles seront alors analysées.

Les papillons de nuit aussi ont des organes olfactifs puissants, placés sur leurs antennes. Cette séparation des organes olfactifs leur permet de localiser précisément les sources d’émissions d’odeurs, ce que nous ne pouvons pas bien faire avec notre nez. Les papillons utilisent ainsi l’odorat pour repérer les fleurs qu’ils pollinisent. Dans un principe de co-évolution*, certaines fleurs ont développé une production de molécules odorantes émises uniquement la nuit (cas du Jasmin ou du Chèvrefeuille). Les papillons émettent eux-mêmes des molécules odorantes, les phéromones* à destination de leur partenaire qui peut les recevoir à plusieurs kilomètres.

> D’autres sens encore :

Des sens particuliers ont émergé au cours de l’Évolution. On peut mentionner entre autres :
- Les serpents utilisent la perception de la température (thermoception) pour se repérer et détecter leurs proies. Ils sont sensibles à des variations de l’ordre de 0.2°C,
- Les requins sont doués d’électroperception. Ils captent les champs électriques parcourant l’eau et repèrent ainsi la présence de proies à plusieurs kilomètres d’eux,
- Certaines espèces, parmi les oiseaux et les cétacés, utilisent la perception du champ magnétique terrestre pour se repérer lors de leurs grandes migrations.



> Les rythmes biologiques


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L'importance des cycles biologiques


Les êtres vivants possèdent tous une horloge biologique qui rythme leurs activités au cours de cycles journalier, saisonnier, annuel. Chez l'Homme, les rythmes biologiques concernent une quantité de fonctions physiologiques, biologiques, comportementales, telles que les pulsations cardiaques, l'appétit et la digestion, l'équilibre veille/sommeil ou encore le fonctionnement du système immunitaire.

La cadence des rythmes biologiques est définie à la fois de façon endogène et exogène. Sur le plan endogène, chaque espèce possède son propre rythme biologique, qui constituera ainsi sa candence "par défaut". Sur le plan exogène, c'est un facteur environnemental, appelé synchronisateur, qui va réguler le rythme. Celui-ci ne crée donc pas le rythme biologique, il en modifie la période et la phase pour le mettre en raisonnance avec l'environnement extérieur dans lequel évolue l'être vivant.



L'alternance jour/nuit, la montre de tous les êtres vivants


Or, quoi de plus régulier dans l'environnement que l'alternance de jour et de nuit qui rythme notre planète depuis des milliards d'années et sur laquelle s'est construite la vie ? C'est en effet la lumière, et plus précisémment l'alternance de jour et de nuit et les variations de ce ratio jour/nuit au cours de l'année, qui régule les cycles biologiques chez la faune comme chez la flore.

Ainsi, chez l'humain, sans synchronisation par la lumière, le cycle biologique circadien* n'est pas tout à fait égal à 24h. L'alternance jour/nuit a alors pour conséquence de ramener ce cycle à 24h, en accord avec le cycle de la rotation terrestre. Des expériences d'isolement en grotte, menées par le géologue Michel Siffre dans les années 1960 puis 1970, ont apporté les premières preuves qu'en l'absence de contact avec les variations extérieures naturelles de la lumière solaire, le cycle biologique humain se décalait peu à peu du cycle terrestre pour reprendre son rythme "par défaut" (endogène).



Comment fonctionne cette synchronisation ?


Cette synchronisation par la lumière passe par la production d'une hormone appelée mélatonine. Chez les animaux vertébrés (donc notamment l'Homme), cette hormone est sécrétée principalement par la glande pinéale (appelée aussi épiphyse) située dans le cerveau. Cette glande est sensible à la lumière par l'intermédiaire de cellules photoréceptrices situées dans les yeux (rétine) qui ne sont pas impliquées dans le mécanisme de la vue mais de la régulation rythmique du corps humain. De ce fait des personnes aveugles qui ont "conservé leurs yeux" gardent cette synchronisation avec le rythme naturel de la lumière. C'est sans doute pour cette raison que la glande pinéale est aussi appelée "troisième oeil".

La lumière inhibe la production de mélatonine par la glande pinéale, pour certaines longueurs d'ondes et à partir de certaines durée/intensité. Ainsi la synchronisation biologique vient du fait que, dans un contexte jour/nuit naturel, la mélatonine est sécrétée la nuit uniquement (avec un pic de sécrétion à 5h du matin chez l'humain).



Chez la flore


La lumière est tout d'abord chez les végétaux (chlorophylliens) une source d’énergie. Ils l'utilisent en effet pour la photosynthèse*. En contexte naturel, cette activité photosynthétique, qui fournit l’oxygène que nous respirons et les sucres à la base de toutes les chaînes alimentaires (biomasse primaire), se déroule donc uniquement le jour.

Mais, sur un autre niveau, la lumière est aussi chez la flore, à l'instar des animaux, un synchronisateur biologique. La lumière détermine en effet des processus aussi vitaux que la germination, la floraison, la production de plantules adventives chez les bryophytes, la formation de réserves (comme les tubercules des pommes de terre) ou encore l’étiolement (jaunissement et perte des feuilles). Les plantes témoignent ainsi d’un photopériodisme*, c’est-à-dire que l’alternance jour/nuit et ses variations au cours de l'année rythme leur cycle biologique.

Pour illustrer ce phénomène, chez la violette, la durée d’éclairement reçu par la plante détermine si les fleurs vont s’ouvrir ou rester fermées. En fonction de cela, la reproduction se fera alors par autofécondation (au sein d’une même fleur restée fermée) ou par croisement avec une autre fleur si celles-ci s’ouvrent. Les conséquences de l’action de la lumière dépassent donc de loin la seule plante car l’existence d’un brassage génétique est une condition pour la pérennité même d’une espèce.



> Le sommeil chez l'Homme


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« Le sommeil est pour l'ensemble de l'homme ce que le remontage est à la pendule. », Arthur Schopenhauer (Aphorismes sur la sagesse dans la vie, 1886)

Qu'est-ce que le sommeil ?


Le sommeil est un état temporaire pendant lequel le corps humain fonctionne au ralentit. Il existe quatre stades successifs de sommeil dit "lent", au fil desquels l'endormissement devient de plus en plus profond, en association avec une diminution peu à peu de l'activité corporelle (pouls, respiration, tonus musculaire, température, ...). Puis, le dormeur atteind ensuite le stade de sommeil paradoxal. Ce dernier stade est particulier car, tout en étant l'état d'endormissement le plus profond, il est aussi caractérisé par un réenclenchement de l'activité cérébrale et des mouvements musculaires (yeux, ...). L'ensemble de ces stades forment un cycle et une nuit de sommeil sera composée de plusieurs enchainements de ce cycle.


A quoi sert le sommeil ?


La médecine place le sommeil parmi les fonctions vitales de l’organisme au même titre que la respiration, la digestion ou l’immunité. Le fait est qu'un être humain passe environ le tiers de sa vie à dormir. L'étude du sommeil et de ses effets reste relativement récente. Néanmoins, nous savons que le sommeil est indispensable à un être humain au moins pour la croissanceainsi que pour l’apprentissage et la mémorisation. Il joue aussi un rôle de mise au repos et de rechargement en énergie.


Les facteurs du qualité du sommeil


Le sommeil est provoqué spontanément en cas de fatigue du corps, appelée "dette de sommeil" mais il est aussi régulé par "l'horloge interne" de l'organisme. En tant qu'espèce diurne, le sommeil chez l'Homme a ainsi lieu la nuit (phase d'obscurité), pendant laquelle est produite l'hormone du sommeil, la mélatonine (=> Voir la partie de cette rubrique dédiée aux rythmes biologiques).

En revanche, l'heure précise d'endormissement et la durée de sommeil varient d'un individu à l'autre. En moyenne, un adulte dort 8h par jour, mais certaines personnes se contentent de 6h et d'autres au contraire ont besoin de dormir presque 10h.

Plusieurs facteurs influent sur la qualité du sommeil et le bon déroulement du cycle complet de sommeil jusqu'au sommeil paradoxal. Parmi eux, on peut citer :

- l'absence de lumière : la lumière d'une manière générale empêche l'endormissement chez l'être humain. Celle-ci inhibe en effet la production de la mélatonine, hormone du sommeil (=> Voir la partie de cette rubrique dédiée aux rythmes biologiques).

- le calme et la tranquillité : le sommeil est en effet un état de repos relativement fragile, il peut être interrompu par des stimulations externes comme le bruit,

- une température ambiante pas trop froide ni trop chaude : la température idéale pour l'endormissement se situerait entre 18 et 20°C.



> Le ciel étoilé


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Qu’est-ce que le ciel étoilé ?



Lorsque le Soleil n’est plus visible depuis la Terre, c’est-à-dire la nuit, le ciel laisse apparaitre tout un ensemble d’astres présents dans l’Univers dont la lumière directe ou indirecte nous parvient. Ces astres dans le ciel nocturne s’inscrivent dans la sphère céleste* et forment, pour chaque hémisphère, la voûte céleste*. En fonction du lieu d’observation, on parlera alors de ciel austral (hémisphère sud) ou de ciel boréal (hémisphère nord).

Ciel étoilé photographié en lumière naturelle
Ciel étoilé photographié en lumière naturelle. Photo F. Dubreuil


Les objets du ciel étoilé


Par extension de langage, on parle de « ciel étoilé » pour désigner l’ensemble des astres visibles dans le ciel nocturne. Environ 3000 étoiles sont visibles à l'oeil nu (selon la sensibilité de l'observateur et dans le cas d'un ciel nocturne non pollué).

Mais en réalité le ciel étoilé contient toute une série d’astres ou objets célestes*, notamment :
- des étoiles au vrai sens du terme, c’est-à-dire des astres qui émettent leur propre lumière,
- des planètes, ce sont des corps d’une certaine masse qui orbitent autour d’une étoile (en l’occurrence pour la Terre, il s’agit du Soleil). Si les planètes du Système solaire sont visibles la nuit dans le ciel, c'est parce qu'elles réfléchissent la lumière du Soleil,
- des satellites, qu’ils soient naturels (corps céleste en orbite autour d’un autre corps plus massif) ou artificiels (objet d'origine humaine mis en orbite autour de la Terre ou d'un autre astre). Là encore, ces corps célestes ne produisent pas leur propre lumière, ils réfléchissent celle de leur étoile associée. C’est ainsi que la Lune nous est visible parce qu’elle réfléchit la lumière du Soleil.

D’autres objets peuvent aussi être visibles dans le ciel nocturne, notamment des galaxies* ou encore des nébuleuses*, des astéroïdes* ou des comètes*, …

Parmi les observations fascinantes du ciel étoilé, on peut citer aussi les étoiles filantes. Ces dernières sont des petits corps célestes entrant dans l’atmosphère et dont la traînée, causée par la vaporisation du corps et l'ionisation de l'air sur sa trajectoire, provoque ainsi un phénomène lumineux.


Lune
Photo R. Sordello


Les variations du ciel étoilé


La Terre tournant sur son axe, la position des objets sur la sphère céleste varie. Ceux-ci semblent en effet tourner autour des pôles célestes* en 24 heures : c'est le mouvement diurne apparent. C’est ainsi que, pour un observateur sur la Terre, le Soleil se lève toujours à l'Est et se couche à l'Ouest et qu’il en est de même pour tous les objets du ciel nocturne. Le ciel étoilé (étoiles, planètes, Lune, etc.) « se lève » à l’Est et « se couche » à l’Ouest. Certaines étoiles et constellations restent néanmoins visibles toute la nuit ; c’est le cas de la Grande Ourse.

Par ailleurs, la Terre faisant une révolution annuelle autour du Soleil, le ciel étoilé varie aussi au cours de l’année et donc des saisons. Toutefois, certaines constellations restent visibles toute l’année ; c’est le cas là encore de la Grande Ourse.

> L’étoile polaire :

« Mais je suis constant comme l'étoile polaire qui pour la fixité et l'immobilité n'a pas de pareille dans le firmament. Les cieux sont enluminés d'innombrables étincelles ; toutes sont de flammes et toutes brillent ; mais il n'y en a qu'une seule qui garde sa place. », Shakespeare (Jules César Acte III Scène 1)
L’étoile Alpha Ursae Minoris (ou Alpha Polaris), la plus brillante de la constellation de la Petite Ourse, se situe de nos jours, dans l'hémisphère Nord, dans le prolongement de l'axe de rotation de la Terre. Cette étoile ne semble donc pas bouger au cours de la nuit et au contraire l’ensemble du ciel donne l’impression de « tourner » autour d’elle. Elle sert ainsi d’étoile polaire*, c’est-à-dire de repère pour la cartographie du ciel étoilé ou pour repérer le Nord géographique. Pour l’identifier, il suffit de repérer préalablement la Grande Ourse puis de prolonger de 5 fois la hauteur de la casserole pour tomber sur le début de la queue de la Petite Ourse.



La Lune


La Lune est l’unique satellite naturel de notre planète Terre. Elle est située à une distance moyenne de 384 467 km de la Terre. N’étant pas une étoile, la Lune nous est visible par la lumière du Soleil qu’elle renvoie, elle ne produit pas sa propre lumière.

La période de rotation de la Lune (sur elle-même) est la même que sa période de révolution (autour de la terre), ce qui fait que la Lune présente toujours le même hémisphère à un observateur terrestre. On appelle cet hémisphère la « face visible de la Lune » (et l'autre la « face cachée »).

En revanche, la proportion éclairée par le soleil de cette face visible de la Lune varie en un cycle de 29,53 jours (cycle synodique*). En réalité la Lune effectue un tour sur elle-même en 27 jours environ (cycle sidéral*) mais du fait de la révolution de la Terre autour du Soleil, 2 jours supplémentaires sont nécessaires à la Lune pour revenir à une même phase. Ce cycle est ainsi constitué de phases lunaires allant de la nouvelle lune (Lune invisible dans le ciel) à la pleine lune (face visible de la Lune entière éclairée). L'intervalle de temps séparant deux nouvelles lunes est appelé la Lunaison. Entre les nouvelles et les pleines lunes, la Lune passe par des croissants et des quartiers, et on la dit montante ou descendante.


Lune
Photo R. Sordello


La Voie lactée



Dans l’Univers, les planètes s’organisent en systèmes planétaires (c’est-à-dire qu’elles tournent autour d’une étoile, dans notre cas il s’agit du Système solaire centré sur le Soleil) et ces derniers s’organisent à leur tour en galaxies. La Voie lactée est alors le nom donné à la galaxie dans laquelle se situe le Système solaire et donc la Terre. Elle compte quelques centaines de milliards d'étoiles. La Voie lactée est partiellement visible dans le ciel nocturne naturel (c’est-à-dire en absence de pollution lumineuse). Nous voyons la Voie lactée « par sa tranche », ce qui explique qu’elle se matérialise dans le ciel nocturne sous la forme d’une bande, d’aspect laiteux (ce qui lui a valu son nom).


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