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Constellations circumpolaires : celles qui ne se couchent jamais en France

Une constellation circumpolaire est une constellation qui reste au-dessus de l'horizon toute la nuit et toute l'année, parce qu'elle tourne en cercle autour du pôle nord céleste sans jamais passer dessous. En France, ce sont notamment la Grande Ourse, la Petite Ourse, Cassiopée, Céphée et le Dragon : pour les retrouver, un bon repère est une carte des constellations pour apprendre à les reconnaître, à tenir face au nord.

Que veut dire « circumpolaire » ?

Le mot vient du latin : « circum » veut dire autour, et « polaire » renvoie au pôle. Une constellation circumpolaire tourne autour du pôle nord céleste, ce point du ciel vers lequel pointe l'axe de rotation de la Terre. L'étoile Polaire en est très proche, c'est pourquoi elle semble immobile alors que tout le reste du ciel pivote autour d'elle.

Cette rotation est un effet de la rotation de la Terre sur elle-même. Elle fait un tour en un peu moins de 24 heures, plus précisément en environ 23 heures et 56 minutes par rapport aux étoiles. Le ciel a donc l'air de tourner d'environ 15 degrés par heure. En regardant vers le nord, le mouvement apparent se fait dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

Pour savoir où se trouve cette étoile et comment la repérer facilement, lisez notre page comment trouver l'étoile Polaire.

Pourquoi cela dépend-il de l'endroit où l'on se trouve ?

La hauteur de l'étoile Polaire au-dessus de l'horizon est à peu près égale à la latitude du lieu d'observation. À Paris, dont la latitude est d'environ 49 degrés nord, la Polaire est à environ 49 degrés de hauteur ; à Marseille, à environ 43 degrés ; au pôle Nord, elle serait au zénith ; à l'équateur, elle toucherait l'horizon.

Une étoile est circumpolaire quand sa distance angulaire au pôle est inférieure à la hauteur de la Polaire. Dit autrement : pour un lieu de latitude donnée, toutes les étoiles dont la déclinaison (leur « latitude céleste ») est supérieure à 90 degrés moins la latitude sont circumpolaires. À Paris, il s'agit des étoiles de déclinaison supérieure à environ 41 degrés nord. À Marseille, le seuil passe à environ 47 degrés : il y a donc moins d'étoiles circumpolaires dans le sud de la France que dans le nord.

Voilà pourquoi un habitant de Lille a plus de constellations « permanentes » qu'un habitant de Perpignan, et pourquoi, à l'équateur, il n'y en a aucune.

Quelles sont les principales constellations circumpolaires visibles en France ?

La Girafe (Camelopardalis) et le Lynx sont aussi dans cette région, mais leurs étoiles sont faibles : un ciel très noir est nécessaire pour les voir. En revanche, des constellations parfois proches de la Polaire, comme Persée, se couchent partiellement depuis la France : elles ne sont pas circumpolaires partout, même si leur étoile la plus brillante peut l'être.

Comment utiliser la Grande Ourse et Cassiopée comme repères ?

La Grande Ourse et Cassiopée sont placées de part et d'autre de la Polaire, à des distances comparables. Quand l'une est haute dans le ciel, l'autre est basse, et inversement. Elles forment ainsi une sorte d'horloge céleste : au moins l'une des deux est presque toujours bien placée pour retrouver le nord, quelle que soit la saison.

Pour utiliser la Grande Ourse, prolongez de cinq fois environ la distance entre les deux étoiles qui forment le bord de la « casserole » (Mérak et Dubhé) : vous arrivez à la Polaire. Pour utiliser Cassiopée, imaginez une ligne qui part du milieu du « W » et pointe vers la Polaire.

Ces deux constellations servent aussi de point de départ pour une première lecture du ciel. Si vous commencez à apprendre les constellations, notre page les constellations à reconnaître en premier vous donne une progression douce, en commençant justement par ces repères permanents.

Pourquoi voit-on la Grande Ourse « tourner » au cours de l'année ?

Deux mouvements se superposent. Le premier est la rotation quotidienne : en quelques heures, la Grande Ourse se déplace autour de la Polaire, du haut vers la gauche puis vers le bas. Le second, plus lent, est l'effet du mouvement de la Terre autour du Soleil : à la même heure, chaque soir, le ciel a avancé d'environ 1 degré par rapport à la veille, soit environ 4 minutes de plus par jour.

Concrètement, si vous regardez vers le nord à 22 heures, la Grande Ourse est haute au-dessus de la Polaire au printemps, à gauche de la Polaire (côté ouest) en été, basse au-dessus de l'horizon nord en automne et à droite de la Polaire (côté est) en hiver. Mais jamais, depuis la France, elle ne disparaît entièrement : c'est cela, être circumpolaire. Cassiopée suit le mouvement inverse, en face d'elle de l'autre côté de la Polaire.

Peut-on photographier les constellations circumpolaires ?

Oui, et c'est l'un des sujets les plus simples pour débuter en astrophotographie. En posant l'appareil sur un trépied et en laissant l'obturateur ouvert longtemps, on obtient des traînées d'étoiles qui dessinent des cercles concentriques autour du pôle, comme sur la photographie de cette page. Avec un objectif grand-angle et plusieurs minutes de pose, l'effet est spectaculaire, sans aucun télescope.

Pour le reste, de nombreux réglages pratiques sont expliqués dans notre guide astrophotographie pour débutant.

Quels instruments pour explorer ces régions du ciel ?

Les constellations circumpolaires contiennent de beaux objets accessibles aux jumelles : le double amas de Persée, voisin de Cassiopée, la galaxie M81 et M82 dans la Grande Ourse, ou l'étoile double Mizar et Alcor dans le manche de la casserole, que l'on sépare à l'œil nu quand le ciel est sombre. Mizar elle-même est double dans un petit télescope.

Pour parcourir ce ciel sans fatigue, une paire de jumelles pour l'astronomie à petit grossissement offre un champ large et se tient bien en main. Elles s'utilisent sans réglage compliqué, ce qui est utile quand le nord est haut et que la tête est en arrière : un siège inclinable ou un fauteuil de camping rend l'observation beaucoup plus confortable.

Les constellations circumpolaires changent-elles avec le temps ?

Un peu, mais très lentement. L'axe de la Terre n'est pas fixe : il décrit un grand cercle en environ 26 000 ans, ce qu'on appelle la précession des équinoxes. Le pôle nord céleste se déplace donc parmi les étoiles. Il y a environ 4 800 ans, l'étoile qui marquait le nord était Thuban, dans le Dragon, et non la Polaire. Dans plusieurs milliers d'années, le pôle s'éloignera de la Polaire, et dans environ 12 000 ans, Véga s'en approchera.

À l'échelle d'une vie humaine, ces changements sont négligeables : les constellations circumpolaires visibles aujourd'hui le seront de la même façon pour vos enfants et vos petits-enfants.

Questions fréquentes

Quelles sont les constellations circumpolaires depuis la France ?

Principalement la Grande Ourse, la Petite Ourse, Cassiopée, Céphée et le Dragon, ainsi que la Girafe, faible. Le détail dépend de votre latitude : plus vous êtes au nord, plus il y en a.

Une constellation circumpolaire est-elle toujours visible ?

Elle est toujours au-dessus de l'horizon, mais pas toujours facile à voir : elle peut être très basse, cachée par des arbres ou des immeubles, ou noyée dans la lumière du crépuscule en été. C'est pour cela que l'on parle de « visible toute l'année » plutôt que de « toujours visible ».

L'étoile Polaire est-elle la plus brillante du ciel ?

Non, loin de là. Elle est de brillance moyenne, autour de la cinquantième place des étoiles les plus brillantes. Sa célébrité vient de sa position, pas de son éclat.

Pourquoi l'étoile Polaire ne bouge-t-elle pas ?

Parce qu'elle est presque exactement dans l'axe de rotation de la Terre : à moins d'un degré du pôle nord céleste. Elle décrit un tout petit cercle, invisible à l'œil nu.