Pourquoi y a-t-il des saisons ?

Matières

physique, géographie, astronomie

Tranche d’âge

10 à 14 ans

Difficulté

moyenne

Durée de la leçon

45 minutes

Matériel

• Un ordinateur ou une tablette par groupe, avec un navigateur récent (la scène utilise WebGL).
• La fiche élève ci-dessous, imprimée.

Scène à ouvrir

Les saisons de la Terre

• Expliquer que les saisons viennent de l’inclinaison de l’axe de la Terre, et non de sa distance au Soleil.
• Relier la latitude où le Soleil est à la verticale aux équinoxes et aux solstices.
• Lire une information dans une scène 3D datée et s’en servir pour tester une prédiction.

1. Une idée à mettre à l’épreuve

Demandez à la classe pourquoi il fait plus chaud en été. Beaucoup d’élèves répondent que la Terre est alors plus près du Soleil : c’est l’idée que l’activité met à l’épreuve. Faites noter les prédictions avant la visite. La fiche « Une année sur la Terre » de l’ESA (PR45) construit le même raisonnement avec une lampe torche et une boule de polystyrène ; Galaxy le montre sur la vraie Terre, aux vraies dates.

Corrigé

Dans l’hémisphère nord, la Terre est-elle plus près du Soleil en été ou en hiver ?

En hiver. La Terre passe au plus près du Soleil début janvier, entre le 2 janvier et le 5 janvier, et au plus loin début juillet, entre le 3 juillet et le 6 juillet. L’écart n’est que d’environ 3 % de la distance, et le point le plus proche tombe en plein hiver de l’hémisphère nord.

Pour aller plus loin, niveau avancé : La Terre est environ 3 % plus près du Soleil en janvier qu’en juillet. De combien la lumière qu’elle reçoit du Soleil augmente-t-elle, et pourquoi cela ne fait-il pas l’été ?

Le flux varie comme l’inverse du carré de la distance : environ 7 % de plus au périhélie. Le gain est réel, mais l’hémisphère nord le reçoit en plein hiver : la hauteur du Soleil et la durée du jour, que fixe l’inclinaison, l’emportent (à Paris, 16 h 11 min de jour en juin contre 8 h 15 min en décembre).

2. La Terre de profil

Jouez la visite « Les saisons de la Terre » avec le lien ci-dessous, au vidéoprojecteur ou sur l’écran de chaque groupe. Galaxy montre la Terre de profil, le Soleil à droite, aux quatre vrais tournants de l’année qui vient, puis au périhélie. Faites remarquer que l’axe garde la même direction pendant que la Terre tourne autour du Soleil, comme le bâtonnet planté dans la boule du modèle de l’ESA.

Corrigé

De combien l’axe de la Terre est-il incliné par rapport à la perpendiculaire au plan de son orbite ?

De 23,44° selon la source citée ; la fiche de la Terre l’affiche arrondie au dixième, 23,4°.

Au solstice de juin, le pôle nord est-il dans le jour ou dans la nuit ? Et au solstice de décembre ?

Au solstice de juin, il reste dans le jour pendant tout un tour de la Terre sur elle-même : tout ce qui est au nord du cercle polaire, à 66,56° N, voit le Soleil jour et nuit. Au solstice de décembre, c’est la nuit polaire.

Au-dessus de quelle latitude le Soleil est-il à la verticale à midi, aux équinoxes et aux solstices ?

Aux équinoxes, au-dessus de l’équateur (0,0° en mars, 0,0° en septembre). Au solstice de juin, au-dessus du tropique du Cancer, à 23,4° N. Au solstice de décembre, au-dessus du tropique du Capricorne, à 23,4° S. Ces latitudes valent l’inclinaison de l’axe, 23,44° : c’est elle qui fait les saisons.

Pour aller plus loin, lycée : Pourquoi le cercle polaire arctique est-il à 66,56° N ? Reliez-le à l’inclinaison de l’axe.

Le Soleil éclaire tout point situé à moins de 90° du point où il est à la verticale. Au solstice de juin, ce point est à 23,4° N, donc la moitié éclairée s’étend 90° plus loin, au-delà du pôle : tout ce qui est au nord de 90° moins l’inclinaison, 90° − 23,44° = 66,56°, reste dans le jour pendant tout un tour.

3. Discussion

Faites répondre les groupes à partir de ce qu’ils ont vu. Ces deux questions sont celles de la fiche de l’ESA ; le corrigé donne les valeurs que Galaxy calcule pour Paris.

Corrigé

Pourquoi fait-il plus chaud à Paris en été qu’en hiver ? Donnez deux raisons.

Le Soleil monte plus haut dans le ciel, donc ses rayons arrivent plus droit et chauffent davantage chaque mètre carré ; il est à la verticale à 23,4° N au solstice de juin. Et les jours sont plus longs : à Paris, 16 h 11 min de jour au solstice de juin contre 8 h 15 min au solstice de décembre.

C’est l’hiver en France et vous cherchez une plage où il fait chaud. Où iriez-vous, et pourquoi ?

Dans l’hémisphère sud : au solstice de décembre, le Soleil est à la verticale à 23,4° S, et c’est l’été de l’hémisphère sud.

Valeurs calculées par Galaxy pour les années 2026 à 2035, avec le code même de la scène ; dates en temps universel. Faits cités :

• Terre, inclinaison axiale : NASA NSSDCA, Planetary and Satellite Fact Sheets, lu le 17 septembre 2026.

Pourquoi y a-t-il des saisons ?

Adresse de la scène : https://galaxy.adrianguichard.dev/fr/earth/?tour=seasons

1. Une idée à mettre à l’épreuve

1. Avant la visite, notez votre prédiction.

Dans l’hémisphère nord, la Terre est-elle plus près du Soleil en été ou en hiver ?

Pour aller plus loin, niveau avancé : La Terre est environ 3 % plus près du Soleil en janvier qu’en juillet. De combien la lumière qu’elle reçoit du Soleil augmente-t-elle, et pourquoi cela ne fait-il pas l’été ?

2. La Terre de profil

1. Ouvrez la visite avec le lien de cette fiche.
2. À chaque étape, regardez la calotte du pôle nord : est-elle du côté du jour (à droite) ou de la nuit (à gauche) ?
3. Ouvrez la fiche de la Terre (le panneau qui apparaît à droite) et trouvez son inclinaison axiale.

De combien l’axe de la Terre est-il incliné par rapport à la perpendiculaire au plan de son orbite ?

Au solstice de juin, le pôle nord est-il dans le jour ou dans la nuit ? Et au solstice de décembre ?

Au-dessus de quelle latitude le Soleil est-il à la verticale à midi, aux équinoxes et aux solstices ?

Pour aller plus loin, lycée : Pourquoi le cercle polaire arctique est-il à 66,56° N ? Reliez-le à l’inclinaison de l’axe.

3. Discussion

1. Discutez en groupe, puis répondez.

Pourquoi fait-il plus chaud à Paris en été qu’en hiver ? Donnez deux raisons.

C’est l’hiver en France et vous cherchez une plage où il fait chaud. Où iriez-vous, et pourquoi ?

La présentation suit les fiches « teach with space » de l’ESA, que le réseau ESERO relaie auprès des enseignants. Référence lue le 18 octobre 2026 : ESA Education, One year on Earth: Understanding seasons (teach with space, PR45).

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