Echelle de temps: de l'intérêt d'UTC.

[LeHibouAveugle]

Bonjour à tous!
Je vais aller me présenter tout de suite après avoir posté mon post

Alors j'ai quelque peu étudié les systèmes de mesure de temps:
- Temps Universel (TU)
- Temps Atomique International (TAI)
- Temps Universel Coordonné (UTC)

Ma question, simple au demeurant, porte sur l'intérêt du recours à UTC.
Si je reprends les caractéristiques de cette mesure, il semble qu'elle se base sur la précision du TAI, qu'elle prend en compte la rotation de la terre. MAIS, le fait qu'elle soit restreinte à 0,9s du TU, que la terre a une rotation qui ralentit sous l'effet des marées, tremblements etc… que l'on définisse à x secondes pleines l'écart par rapport au temps atomique… Du coup, quel est son utilité?

Il doit me manquer de -très- nombreux éléments, mais dans l'état actuel des choses, sachant que nous sommes à 34 secondes de décalage avec TAI en utilisant UTC, que cet intervalle grandit sans arrêt… Quel intérêt? Nous ne sommes pas beaucoup plus proche de l'heure atomique en utilisant UTC que TU (ça va se jouer à une quelques secondes?).

Pourquoi vouloir garder cette barrière de 0,9s?

Je vous remercie beaucoup pour vos précisions!

LeHibouAveugle veille…

[physikaddict]

Bonjour et bienvenue sur FUTURA!

J'espere que tu auras des réponses intéressantes.
D'une part car le sujet m'intéresse
D'une autre car un nouveau venu écrivant convenablement, poli et ayant un dicours censé, ça devient relativement rare.
Alors bonne chance

Bien cordialement,

Ps : Ce message fait quelque peu office de Up' mais en "plus mieux"

[Gilgamesh]

Bonjour à tous!
Je vais aller me présenter tout de suite après avoir posté mon post

Alors j'ai quelque peu étudié les systèmes de mesure de temps:
- Temps Universel (TU)
- Temps Atomique International (TAI)
- Temps Universel Coordonné (UTC)

Ma question, simple au demeurant, porte sur l'intérêt du recours à UTC.
Si je reprends les caractéristiques de cette mesure, il semble qu'elle se base sur la précision du TAI, qu'elle prend en compte la rotation de la terre. MAIS, le fait qu'elle soit restreinte à 0,9s du TU, que la terre a une rotation qui ralentit sous l'effet des marées, tremblements etc… que l'on définisse à x secondes pleines l'écart par rapport au temps atomique… Du coup, quel est son utilité?

Il doit me manquer de -très- nombreux éléments, mais dans l'état actuel des choses, sachant que nous sommes à 34 secondes de décalage avec TAI en utilisant UTC, que cet intervalle grandit sans arrêt… Quel intérêt? Nous ne sommes pas beaucoup plus proche de l'heure atomique en utilisant UTC que TU (ça va se jouer à une quelques secondes?).

Pourquoi vouloir garder cette barrière de 0,9s?

Je vous remercie beaucoup pour vos précisions!

LeHibouAveugle veille…

L'intérêt est purement sociétal, il me semble. Pour un usage scientifique, ce genre d'irrégularité n'est pas bien difficile à corriger, et sinon l'heure est bien plus utile pour l'activié civile en restant phase avec la rotation de la Terre qu'en se calant sur un temps atomique.

a+

[LeHibouAveugle]

Bonjour!
Je ne saisis pas en profondeur votre intervention Gilgamesh.

Pour un usage scientifique, ce genre d'irrégularité n'est pas bien difficile à corriger

Comment fait-on?

Je ne m'explique toujours pas la barrière des 0,9 seconde. Elle est acceptée de tous mais pourquoi avoir choisi 0,9 seconde plutôt que 1,1?

Cela serait-il arbitraire?
Par ailleurs, cette théorie impliquerait que nous choisissons volontairement de biaiser le temps exact, à la fois pour qu'il respecte le midi légal et qu'il rende compte du ralentissement de la rotation planétaire.

Le TU a été abandonné car il est instable et a besoin de trop de calculs de correction pour fonctionner universellement (et pour fonctionner tout court d'ailleurs...). L'UTC peut avoir jusqu'à 4 corrections annuelles. Donc entre deux corrections, nous subissons un décalage par rapport à la réalité planétaire. Et si pendant ce temps la terre ralentissait dramatiquement?

Enfin, si UTC est lié à TU et TAI, quelle est la précision de calcul du TU aujourd'hui?

Bonne soirée à tous et merci pour vos réponses!

[Gilgamesh]

Bonjour!
Je ne saisis pas en profondeur votre intervention Gilgamesh.



Comment fait-on?

Je ne m'explique toujours pas la barrière des 0,9 seconde. Elle est acceptée de tous mais pourquoi avoir choisi 0,9 seconde plutôt que 1,1?

0,9 pour rester en dessous de la plus petite subdivision courante du temps, 1 s.

Cela serait-il arbitraire?
Par ailleurs, cette théorie impliquerait que nous choisissons volontairement de biaiser le temps exact, à la fois pour qu'il respecte le midi légal et qu'il rende compte du ralentissement de la rotation planétaire.

Exactement. C'est un compromis.

Le TU a été abandonné car il est instable et a besoin de trop de calculs de correction pour fonctionner universellement (et pour fonctionner tout court d'ailleurs...). L'UTC peut avoir jusqu'à 4 corrections annuelles. Donc entre deux corrections, nous subissons un décalage par rapport à la réalité planétaire. Et si pendant ce temps la terre ralentissait dramatiquement?

Le ralentissement de la Terre est un phénomène physique borné : c'est inférieur à +/- 3 ms/an.


Variation de la durée du jour
Crédit: SYRTE

Enfin, si UTC est lié à TU et TAI, quelle est la précision de calcul du TU aujourd'hui?

Bonne soirée à tous et merci pour vos réponses!

Je te recopie le passage de l'excellent Cosmographie de Denis Savoie





Temps Universel Coordonné

Lorsque 'en 1967 les physiciens ont proposé d'adopter le Temps Atomique International et donc d'abandonner le Temps Universel, certains astronomes ont vu d'un mauvais oeil leur échapper le contôle du temps, et les navigateurs ont jugé intolérable d'abandonner toute référence à un temps lié à la rotation de la Terre qui leur était indispensable pour faire le pmoint en mer. Il a donc fallu aboutir à un compromis. Car que se serait il passé si on avait froidement adopté le temps atomique ? On aurait disposé d'une échelle de temps parfaite (le TAI) mais la Terre ralentissant, l'écart entre le TAI et le TU se serait creusé au fil du temps. On aurait ainsi abouti (à très long terme...) à ce qu'il soit midi à la montre ('en TAI) alors que le Soleil était à peine levé !

On a donc crée une échelle de temps hybride appelé Temps Universel Coordonné (UTC) défini par les conditions suivantes :

TAI - UTC = n secondes
|UT - UTC| <= 0,9 seconde

Ce qui veut dire que dès que la Terre accélère ou ralentit, on doit ajouter ou retrancher une seconde à l'UTC, selon les instruction du Service International de Rotation de la Terre. C'est l'UTC que diffuse l'horloge parlante (ainsi que le GPS), en n'oubliant pas qu'il faut retrancher 1h en période d'heure d'hiver et 2h en période d'heure d'été. Si on connait n, qui est un entier (n=33 secondes en 2006), on a ainsi le TAI ; et tout le monde est satisfait puisque l'UTC fournit également l'UT à moins d'1 sec près. En d'autres termes, UTC possède les qualité d'uniformité du TAI (par morceaux) et grâce à des sauts de seconde permet de maintenir en phase la rotation de la Terre avec l'horloge atomique.


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Un page très détaillé là dessus également :
http://pagesperso-orange.fr/pgj/deltaT.htm

et celle ci du ureau des Longitudes :
http://www.bdl.fr/fr/ephemerides/ast...ages3/325.html


Avant 1962, toutes les mesures de temps étaient faites par rapport à la rotation de la Terre. L'utilisation du Temps Universel Coordonnée (TUC), basé sur un temps atomique standard, commence en 1962. L'échelle de temps est gardée alignée avec le Temps Universel (TU) de manière suivante :



- entre 1962 et 1972 : de petites corrections sont appliquées, de sorte que le signal UTC est très proche du Temps Universel (= UT1).

- Pour les dates après 1972, la différence change par tranche de 1 seconde exactement, soit à la date du 01 Janvier soit le 01 Juillet à 0 heure.

Différence entre le Temps Terrestre TT et UT1 et UTC
Crédit: IMCCE

 
1961  Jan.  1 - 1961  Aug.  1     1.422 818 0s + (MJD - 37 300) x 0.001 296s
      Aug.  1 - 1962  Jan.  1     1.372 818 0s +        ""
1962  Jan.  1 - 1963  Nov.  1     1.845 858 0s + (MJD - 37 665) x 0.001 123 2s
1963  Nov.  1 - 1964  Jan.  1     1.945 858 0s +        ""
1964  Jan.  1 -       April 1     3.240 130 0s + (MJD - 38 761) x 0.001 296s
      April 1 -       Sept. 1     3.340 130 0s +        ""
      Sept. 1 - 1965  Jan.  1     3.440 130 0s +        ""
1965  Jan.  1 -       March 1     3.540 130 0s +        ""
      March 1 -       Jul.  1     3.640 130 0s +        ""
      Jul.  1 -       Sept. 1     3.740 130 0s +        ""
      Sept. 1 - 1966  Jan.  1     3.840 130 0s +        ""
1966  Jan.  1 - 1968  Feb.  1     4.313 170 0s + (MJD - 39 126) x 0.002 592s
1968  Feb.  1 - 1972  Jan.  1     4.213 170 0s +        ""
1972  Jan.  1 -       Jul.  1    10s            
      Jul.  1 - 1973  Jan.  1    11s    
1973  Jan.  1 - 1974  Jan.  1    12s    
1974  Jan.  1 - 1975  Jan.  1    13s    
1975  Jan.  1 - 1976  Jan.  1    14s   
1976  Jan.  1 - 1977  Jan.  1    15s   
1977  Jan.  1 - 1978  Jan.  1    16s   
1978  Jan.  1 - 1979  Jan.  1    17s
1979  Jan.  1 - 1980  Jan.  1    18s
1980  Jan.  1 - 1981  Jul.  1    19s   
1981  Jul.  1 - 1982  Jul.  1    20s   
1982  Jul.  1 - 1983  Jul.  1    21s    
1983  Jul.  1 - 1985  Jul.  1    22s    
1985  Jul.  1 - 1988  Jan.  1    23s
1988  Jan.  1 - 1990  Jan.  1    24s 
1990  Jan.  1 - 1991  Jan.  1    25s
1991  Jan.  1 - 1992  Jul.  1    26s
1992  Jul.  1 - 1993  Jul   1    27s
1993  Jul.  1 - 1994  Jul.  1    28s
1994  Jul.  1 - 1996  Jan.  1    29s
1996  Jan.  1 - 1997  Jul.  1    30s
1997  Jul.  1 - 1999  Jan   1    31s
1999  Jan.  1 - 2006  Jan   1    32s
2006  Jan.  1 - 2009  Jan   1    33s
2009  Jan.  1 -                  34s 
 
Source : IERS - http://hpiers.obspm.fr/eop-pc/earthor/utc/TAI-UTC_tab.html

a+

[physikaddict]

Lorsque 'en 1967 les physiciens ont proposé d'adopter le Temps Atomique International et donc d'abandonner le Temps Universel, certains astronomes ont vu d'un mauvais oeil leur échapper le contôle du temps, et les navigateurs ont jugé intolérable d'abandonner toute référence à un temps lié à la rotation de la Terre qui leur était indispensable pour faire le pmoint en mer. Il a donc fallu aboutir à un compromis. Car que se serait il passé si on avait froidement adopté le temps atomique ? On aurait disposé d'une échelle de temps parfaite (le TAI) mais la Terre ralentissant, l'écart entre le TAI et le TU se serait creusé au fil du temps. On aurait ainsi abouti (à très long terme...) à ce qu'il soit midi à la montre ('en TAI) alors que le Soleil était à peine levé !

On a donc crée une échelle de temps hybride appelé Temps Universel Coordonné (UTC) défini par les conditions suivantes :

TAI - UTC = n secondes
|UT - UTC| <= 0,9 seconde

Ce qui veut dire que dès que la Terre accélère ou ralentit, on doit ajouter ou retrancher une seconde à l'UTC, selon les instruction du Service International de Rotation de la Terre. C'est l'UTC que diffuse l'horloge parlante (ainsi que le GPS), en n'oubliant pas qu'il faut retrancher 1h en période d'heure d'hiver et 2h en période d'heure d'été. Si on connait n, qui est un entier (n=33 secondes en 2006), on a ainsi le TAI ; et tout le monde est satisfait puisque l'UTC fournit également l'UT à moins d'1 sec près. En d'autres termes, UTC possède les qualité d'uniformité du TAI (par morceaux) et grâce à des sauts de seconde permet de maintenir en phase la rotation de la Terre avec l'horloge atomique.

Merci En ce qui me concerne, tout s'éclaire
(il faut dire que je ne suis pas un hibou atteint de cécité )

[LeHibouAveugle]

Bonsoir!

Merci beaucoup Gilgamesh! Pour moi aussi, tout est clair!

J'ai ouvert les yeux sur ce problème, mais serai ravi d'avoir à le refaire sur ce forum concernant un problème que je ne me pose même pas encore!

Ce site est super,

LeHibouAveugle veille…

[Gilgamesh]

Le ralentissement de la Terre est un phénomène physique borné : c'est inférieur à +/- 3 ms/an.

my bad, ce sont des millisecondes par siècle mais l'effet est cumultatif. La courbe rouge donne la durée du jour en fonction du temps. La variation integre deux phénomènes :

* ralentissement séculaire de la rotation de la Terre autour de son axe, de l'ordre de 2 millisecondes par siècle

* variations décennales dues au couplage entre le noyau et le manteau de la Terre, beaucoup plus erratiques.

a+

[LeHibouAveugle]

Bonjour!
Merci pour cette précision qui compte. Mais je ne pense pas avoir saisi le deuxième astérisque…

variations décennales dues au couplage entre le noyau et le manteau de la Terre, beaucoup plus erratiques.

A partir de là, peut-on penser que les outils utilisés entre 1850 et 1875 était de qualité insuffisante? (même idée entre 1900 et 1925)

J'explique ma question tout de suite: je pars du principe que si un jour dure moins longtemps, alors c'est que la rotation de la terre s'accélère.
Or, la terre, par définition, ralentit…

Ceci m'amène sur une deuxième question: la terre accélèrerait-elle sa rotation? Et si elle le faisait, ces millisecondes sont-elles prises en compte lors du/des mises à jour actuelles (après 1972) de UTC?
Car s'il en faut 1000 pour qu'elles soient prises en compte… cela laisse du champ à l'imprécision… non?

Il se peut que ce que j'avance soit une sombre idiotie mais mon but est d'apprendre!!

Merci beaucoup!

LeHibouAveugle veille…

[Gilgamesh]

A partir de là, peut-on penser que les outils utilisés entre 1850 et 1875 était de qualité insuffisante? (même idée entre 1900 et 1925)

J'explique ma question tout de suite: je pars du principe que si un jour dure moins longtemps, alors c'est que la rotation de la terre s'accélère.
Or, la terre, par définition, ralentit…

Non, pas "par définition". Cela dépend de la durée que tu intègres. C'est un signal complexe qui est en fait l'addition d'un grand nombre de causes souvent indépendantes et aux effets possiblement antagonistes : attraction de la Lune, du Soleil et des planètes (marée), évènements tectonique (dérive des continent, séisme), déplacement saisonnier des masses d'air, frottement interne au noyau et au manteau...

Ceci m'amène sur une deuxième question: la terre accélèrerait-elle sa rotation? Et si elle le faisait, ces millisecondes sont-elles prises en compte lors du/des mises à jour actuelles (après 1972) de UTC?
Car s'il en faut 1000 pour qu'elles soient prises en compte… cela laisse du champ à l'imprécision… non?

Oui, et donc il arrive que la durée du jour diminue d'une année sur l'autre, dans un "trend" globalement à la hausse.


Variation de la durée du jour de 1623 to 2008
(reference value is 86400s TAI)



valeurs ici :
http://hpiers.obspm.fr/eop-pc/eartho.../lod-1623.html


Et si on mesure la durée du jour au jour le jour, on note que ça oscille, le signal résultant étant une somme de signaux. C'est pour ça qu'il est sage d'attendre que le décalage total cumulé avec le TAI atteigne 0,9 s sinon, on n'arrêterait pas de corriger

Variation de la vitesse de rotation

* ralentissement séculaire (Halley): LOD (length of day) s’allonge de 1 à 2 ms / siècle (marées)

* Annuelle et semi-annuelle: amplitude environ 1ms sur la durée du jour (déplacements saisonnier des masses d’air)

* Irrégularités:
** d’origine atmosphérique: El Nino
** effets de couplage noyau - manteau

J'ai pas trouvé plus lisible, mais ça donne l'idée :


source : http://perso.fundp.ac.be/~svalk/www/...res_espace.pdf

[LeHibouAveugle]

Merci beaucoup, cette explication m'ouvre l'esprit…
Je vois que ce que je croyais à ce sujet manquait de nuance…

Je pense Gilgamesh que tu as répondu à toutes mes interrogations et je te remercie grandement!

J'ai une toute dernière question qui vire à l'absurde: diverses sources constatent un éloignement lunaire de 3,84cm/an par rapport à la Terre.
Je suis bien conscient que le processus sera très long et que nous ne serons pas là pour le voir. Mais, cela reviendra-t'il à adapter l'échelle UTC, voire un possible retour à UT? (dans l'hypothèse extrême que la terre présente toujours la même face au soleil toute l'année).
Et donc que dans les situations extrêmes il n'y a pas de compromis scientifique?

LeHibouAveugle veille…

[Gilgamesh]

J'ai une toute dernière question qui vire à l'absurde: diverses sources constatent un éloignement lunaire de 3,84cm/an par rapport à la Terre.

Oui, c'est une réalité bien mesurée (voir le site du CERGA).

Je suis bien conscient que le processus sera très long et que nous ne serons pas là pour le voir. Mais, cela reviendra-t'il à adapter l'échelle UTC, voire un possible retour à UT? (dans l'hypothèse extrême que la terre présente toujours la même face au soleil toute l'année).
Et donc que dans les situations extrêmes il n'y a pas de compromis scientifique?

Ah oui c'est incontestable

Mais sur la notion de compromis scientifique vis à vis de la mesure du temps : le rythme avec lequel on marque l'écoulement temps n'est en rien propriété des scientifiques, c'est vraiment d'utilité publique et donc il ne faut se désoler en rien que la mesure de l'année suive docilement celle de l'éclairement du globe terrestre.

a+

[LeHibouAveugle]

Bonjour!

Merci beaucoup Gilgamesh!
Bonne continuation à ce forum!

LeHibouAveugle veille…