PERIODE JULIENNE ET MJD

La période julienne est une numérotation continue et décimale des jours, indépendante du calendrier, de l'année, du mois, du jour de la semaine et du numéro du jour dans le mois. Elle a pour origine le 1er janvier de l'an 4713 avant notre ère (c'est-à-dire le 1er janvier - 4712 en notation des astronomes). Elle a été mise au point en 1583 par l'érudit français d'origine italienne Joseph Scaliger (1540-1609), mais malgré cette ancienneté elle est toujours en usage.

Le but de Scaliger, et il n'était pas le premier dans l'Histoire, était de trouver un moyen d'exprimer les évènements historiques dans un même repère, qui ne dépendrait pas des calendriers en cours ou passés, des règnes des souverains, ou d' "ére" définie par une civilisation. Pour établir l'origine de sa période Scaliger s'est basé sur trois nombres dont les deux premiers entraient dans le comput ( le calcul si vous préférez) de la date de Pâques :

- le cycle solaire, de période 28 ans; c'est l'intervalle de temps, dans le calendrier julien, au bout duquel une même date se retrouve correspondre au même jour de la semaine.

- le nombre d'or (ou cycle lunaire), de période 19 ans; c'est la période du cycle de Méton qui ramène les mêmes phases de la Lune aux mêmes dates de l'année (attention cela n'a rien a voir avec les éclipses).

- l'indiction de période 15 ans correspondait à un cycle de levée des impôts à Rome. Elle était utilisée au début de l'ère chrétienne pour une division du temps en cycles de 15 ans

Ces trois nombres changent chaque année. Ainsi pour l'année 2006 ces nombres valent :

Les périodes de ces trois nombres sont premières entre elles : leur produit égal à 7980, définit une période durant laquelle un ensemble donné de valeurs de ces trois nombres existe une fois et une seule. Si c'est une période de temps exprimée en années (de 365,25 jours) il existera une année et une seule qui admettra un ensemble donné de valeurs de ces trois nombres. C'est cette période qu'a retenu Scaliger et qu'il a qualifiée de "julienne" parce qu'elle était basée sur l'année julienne, et non pas parce que son papa était prénommé Julius !!. Pour définir son origine il est donc remonté dans le passé à la première année pour laquelle ces trois nombres valaient simultanément 1. C'était l'an - 4712.

A l'origine la période julienne était donc conçue pour repérer et compter des années. Mais associée à cette période la notion de jour julien fut introduite en 1849 par l'anglais J.F.W. Herschel (le fils de Williams qui a découvert Uranus). Il a adopté la période julienne au décompte des jours. Dans cette méthode les jours sont repérés par leur rang à partir du 1er janvier - 4712 à 12h, avec donc la particularité que :

(on dit dans parfois ce cas la date julienne (DJ, JD en anglais); celle ci s'exprime plus généralement en jours et fraction décimale de jour; le jour julien est plus exactement la partie entière de la date julienne. Cette appelation de 'date julienne' est critiquée à cause de la confusion qu'elle peut provoquer avec une date du calendrier julien).

Le choix de débuter un jour julien à midi résulte du désir des astronomes de ne pas changer de date au milieu d'une nuit d'observation. Cela rejoint la définition intiale du jour solaire qui lui aussi débute à midi quand le soleil passe au méridien.

La période julienne de 7980 ans contient 2 914 695 jours et débute donc par le jour 0 le 1er janvier -4712 à 12 h. La première période se terminera le 23 janvier 3268 à 12h (calendrier grégorien) soit le 1er janvier 3268 (calendrier julien).

Il existe des formules assez simples permettant de calculer le rang julien d'une date du calendrier qu’il soit julien ou grégorien. La continuité des jours permet de calculer un intervalle de temps sans risque d'erreur même s'il couvre à la fois le calendriers julien et grégorien. Les formules de calcul tiennent compte du changement de calendrier qui a eu lieu en 1582.
Il existe aussi quelques sites Internet qui, par un simple clic du mulot, fournissent la valeur courante du Jour Julien ou du MJD. Par exemple celui du Laboratoire Primaire Temps-Fréquence, et celui de l'US Naval Observatory.

Exemple : le 1er janvier 1001 (calendrier julien) à 0h correspond au jour julien 2 086 673,5; le 1er janvier 2001 (1000 ans plus tard, mais en calendrier grégorien) à 0h correspond au jour julien 2 451 910,5. Entre ces deux dates il s'est donc écoulé 365 237 jours. Remarquez qu'il ne s'est pas écoulé 365 250 comme on pourrait le déduire un peu rapidement. Il manque les 10 jours dûs à l'introduction du calendrier grégorien et les 3 jours bissextiles qui n'ont pas été ajoutés en 1700, 1800 et 1900.

Pour d'éventuels usages civils, ou même scientifiques, l' inconvénient majeur du jour julien est de faire commencer le jour à midi et d'obliger à manipuler de grands nombres dont les premiers chiffres ne changent pas souvent. On a donc imaginé dans les années 50 le jour julien modifié (DJM, en français , MJD en anglais) qui se déduit du jour julien en soustrayant 2 400 000,5. (JJ du 17 / 11 / 1858 à 0h 00 TU). Ainsi le MJD du 1 avril 2001 est 52 000. Le MJD commence à minuit.

On donne généralement le MJD avec une valeur entière bien que parfois on lui adjoigne une partie décimale exprimant une heure dans ce jour. Ainsi le 1er janvier 2002 à 8h 34m 26s correspond le MJD 52275, 35725.

36000	11 juin 1957
38000	2 décembre 1962
40000	24 mai 1968
42000	14 novembre 1973
44000	7 mai 1979
46000	27 octobre 1984
48000	19 avril 1990
50000	10 octobre 1995
52000	1 avril 2001
54000	22 septembre 2006
56000	14 mars 2012

L'échelle des jours juliens est utilisée en chronologie pour mesurer, repérer et comparer des événements sur de longues (et même très longues) périodes de temps lorsque la date exacte des phénomènes importe peu. et en particulier en astronomie : par exemple la courbe de variation de l'éclat d'une supernova, d'une étoile variable, l'évolution du niveau d'une radiosource sont donnés en jours juliens ou souvent en MJD. Les abscisses des graphiques sont graduées dans cette unité.

Elle évite aussi des confusions entre les différentes façons d'écire les dates suivant les pays, malgré la standardisation internationale (complètement et volontairement ignorée....) dans ce domaine.

Exemple important : le calcul analytique des éphémérides du Soleil, de la Lune et des planètes (théories VSOP du Bureau des Longitudes) fait appel à la notion de jour julien pour attribuer une valeur à la variable "t" des expressions.

Autre exemple, la mesure de la rotation de la Terre donne le temps universel "brut" UT0. Cette mesure doit être corrigée du mouvement du pôle pour donner le temps universel courant UT1. Mais, tant que la rotation de la Terre était l'échelle de de temps référence, pour obtenir un temps universel quasiment uniforme il fallait encore corriger UT1 des variations saisonnières de la rotation de la Terre. En effet on a découvert en 1937 que la Terre tourne plus vite en août qu'en février . L'écart pour un jour est de l'ordre de 2 ms . Tout comme pour l'Equation du Temps ces petits écarts quotidiens se cumulent sur l'année et la correction à appliquer à UT1 atteint quand même 30 ms à certaines époques. On avait donc établi une formule de correction valable plusieurs années dans laquelle la date était exprimée par un terme faisant intervenir la Date Julienne Modifiée. Le temps universel ainsi obtenu est noté UT2. Son usage est abandonné; il figure encore pour mémoire dans les Bulletins B de l'IERS.

On associe au Jour Julien le siècle julien : période de 36525 jours. Il est très utilisé en astronomie : dans les expressions mathématiques donnant les éléments des orbites des planètes (position de la planète sur son orbite, excentricité,...) le temps est exprimé en siècles juliens (comptés à partir de 1900).

Remarque 1 : la période julienne, qui est certes basée sur une année de 365,25 jours, n'a plus de rapport avec le calendrier julien.

Remarque 2 : pour les observations d'étoiles variables à très courte période, il existe aussi un "jour julien héliocentrique", destiné à tenir compte de l'influence du déplacement de la Terre sur son orbite dans la mesure de cette période. La NASA utilise parfois la MJD tronquée, notée TJD qui se déduit de MJD par soustraction de 40 000. La TJD du 1 avril 2001 est 12 000. L'origine des TJD est le 24 mai 1968.

Remarque 3 : pour donner une idée de la lenteur de la variation du rang du J.J. : le jour julien 1 000 000 se situe vers 2000 avant notre ère : c'est par exemple l'époque à laquelle le grand cercle à linteaux de Stonehenge fut édifié. Le jour 2 000 000 a été atteint en 763 de notre ère, durant le règne de Pépin le Bref (mari de Berthe au grand pied et papa de Charlemagne).

Remarque 5 : Des recherches récentes ont montré que des écrits du XIIème siècle faisaient déjà référence à la durée de la période julienne de 7980 ans. Cela n'enlève aucun mérite à Scaliger.

C. Dumoulin, J.P. Parisot : Astronomie pratique et informatique, Ed. Masson, 1987.

J.Meeus : Astronomical Algorithms. William-Bell Inc., 1991