Secondes intercalaires : comment UTC suit la rotation de la Terre
Les secondes intercalaires sont des ajustements d'une seconde insérés dans UTC pour aligner le temps des horloges atomiques sur la rotation ralentissante de la Terre. Elles ont fait planter de grands systèmes et doivent être abolies d'ici 2035. Ce guide explique ce qu'elles sont, comment le temps Unix les gère (surtout en les ignorant) et les pratiques que les systèmes adoptent pour rester sûrs.
Les secondes intercalaires en une minute
Une seconde intercalaire est une seconde supplémentaire occasionnellement ajoutée à UTC pour maintenir l'heure à moins de 0,9 seconde d'UT1 — le temps défini par la rotation réelle de la Terre. Les horloges atomiques battent à un rythme parfaitement régulier, mais la Terre ne tourne pas à un rythme parfaitement régulier, donc les deux dérivent et doivent être resynchronisés. Il y a eu 27 de ces insertions depuis 1972, la dernière le 31-12-2016, et les organismes de métrologie du monde ont voté pour les retirer d'ici 2035. Crucial : le temps Unix ignore totalement les secondes intercalaires. Le tableau ci-dessous montre comment les principales échelles de temps se relient.
| Échelle de temps | Basée sur | Secondes intercalaires ? | Note |
|---|---|---|---|
| TAI | Horloges atomiques (secondes SI) | Jamais | Continue — 37 s d'avance sur UTC depuis 2017 |
| UT1 | Rotation de la Terre (astronomie) | — | Le temps solaire dont UTC reste proche |
| UTC | TAI, ajusté vers UT1 | Oui (jusqu'à ~2035) | Temps civil mondial |
| Temps Unix | UTC, mais 86 400 s par jour | Ignorées | Ce qu'utilise le code applicatif |
Qu'est-ce qu'une seconde intercalaire ?
Une seconde intercalaire est une seconde supplémentaire ajoutée à UTC pour le maintenir à moins de 0,9 s d'UT1 — le temps astronomique, fondé sur la rotation de la Terre. La rotation de la Terre est irrégulière et ralentit légèrement sur de longues échelles, donc l'UTC atomique et l'UT1 rotationnel dérivent et doivent être réalignés.
- 27 secondes intercalaires positives ont été insérées entre 1972 et la dernière (01-01-2017)
- Aucune seconde intercalaire négative ne s'est jamais produite, mais une est théoriquement possible si la Terre accélère
- Le Bulletin C de l'IERS annonce les secondes intercalaires à venir au moins six mois à l'avance
- Insérée tout à la fin d'un jour UTC (23:59:60), typiquement le 30 juin ou le 31 décembre
Pourquoi les secondes intercalaires existent
UTC a été redéfini en 1972 comme un hybride : la seconde SI (atomique), maintenue à une fraction de seconde d'UT1 (astronomique) par des insertions occasionnelles de secondes intercalaires. L'objectif était de garder l'heure et le temps solaire à peu près alignés sans se fixer sur l'un des systèmes purs.
- TAI : Temps atomique international, un comptage pur de secondes SI sans secondes intercalaires (actuellement 37 s d'avance sur UTC)
- UT1 : temps rotationnel, fondé sur les observations d'orientation de la Terre
- UTC : l'hybride — battements atomiques, périodiquement recalés sur UT1
- Sans secondes intercalaires, UTC et le soleil dériveraient d'~1 minute par siècle
Secondes intercalaires et temps Unix
Le temps Unix POSIX est défini pour ignorer les secondes intercalaires : chaque jour Unix fait exactement 86 400 secondes. Quand une seconde intercalaire survient, les systèmes la gèrent différemment — aucun n'incrémente le timestamp Unix d'une seconde supplémentaire. C'est pourquoi un timestamp Unix/POSIX suit UTC mais n'est pas un vrai comptage de secondes physiques écoulées depuis 1970.
- POSIX strict : le numéro de seconde se répète — 23:59:59 survient deux fois, toutes deux mappées sur le même timestamp Unix
- Noyau Linux avant 2012 : implémentait le POSIX strict ; de nombreux bugs sont apparus (blocages Java, MySQL, Hadoop)
- Noyau Linux moderne : applique l'ajustement via clock_settime() ; certaines implémentations smearent sur une fenêtre
- Smearing : étaler la seconde supplémentaire sur des heures ou un jour pour qu'aucune seconde ne soit répétée
Leap smearing
La plupart des grands services NTP publics ne transmettent plus les secondes intercalaires telles quelles aux clients. Ils smearent : la seconde supplémentaire est étalée sur une fenêtre afin que les horloges clientes avancent très légèrement plus vite (ou plus lentement pour une seconde négative) qu'UTC pendant la fenêtre. Résultat : aucun client ne voit jamais un 23:59:60 — au prix d'un léger écart par rapport à l'UTC strict.
| Fournisseur | Fenêtre de smearing | Notes |
|---|---|---|
| 24 heures, centrée sur minuit UTC | ajustement ~11,6 µs/s | |
| AWS | 24 heures | Amazon Time Sync Service |
| Meta (Facebook) | 17 heures | — |
| Microsoft | 24 heures | Depuis 2018 |
- Le smearing fait que les horloges clientes diffèrent de l'UTC strict pendant la fenêtre — acceptable pour les applications, pas pour le chronométrage de haute précision
Pourrait-il y avoir une seconde intercalaire négative ?
Toutes les secondes intercalaires jusqu'ici ont été positives — une seconde ajoutée. Mais depuis environ 2020, la Terre tourne un peu plus vite que durant la majeure partie du dernier demi-siècle, ravivant brièvement la perspective jadis théorique d'une seconde intercalaire négative : retirer une seconde pour que 23:59:58 soit directement suivi de 00:00:00. Ce serait la première de l'histoire, et beaucoup de systèmes qui gèrent une seconde répétée gèrent encore mal une seconde sautée. Des recherches récentes suggèrent que la fonte des calottes polaires ralentit l'accélération et pourrait repousser toute seconde intercalaire négative vers 2029 — date à laquelle l'abolition de 2035 pourrait la rendre caduque.
L'abolition de 2035
La Conférence générale des poids et mesures (CGPM) a voté en novembre 2022 (Résolution 4) pour éliminer les secondes intercalaires d'UTC d'ici 2035 au plus tard. Le plan remplace la tolérance UT1 de ±0,9 s par une tolérance bien plus large, laissant ainsi UTC dériver du temps solaire sur plusieurs décennies.
- 2022-11 : Résolution 4 de la CGPM — augmenter la différence maximale UT1−UTC en, ou avant, 2035
- 2023-11 : l'ITU-R WRC-23 entérine formellement la décision de métrologie
- Après l'abolition, UTC deviendra une échelle de temps purement atomique liée au TAI par un décalage fixe
- Les implémentations ont jusqu'à 2035 pour retirer les chemins de code gérant les secondes intercalaires
Références associées
FAQ
- Combien y a-t-il eu de secondes intercalaires ?
- 27 secondes intercalaires positives ont été insérées dans UTC entre 1972 et le 01-01-2017. Aucune depuis. Aucune seconde intercalaire négative ne s'est jamais produite.
- Quelle est la différence entre UTC et TAI ?
- Le TAI est un temps atomique continu sans secondes intercalaires ; UTC est le TAI ajusté par des secondes intercalaires pour rester à moins de 0,9 s de la rotation terrestre. Depuis 2017, le TAI est exactement 37 secondes en avance sur UTC.
- Pourrait-il y avoir une seconde intercalaire négative ?
- C'est possible mais ce n'est jamais arrivé. Depuis environ 2020, la Terre tourne légèrement plus vite, ce qui pourrait en principe exiger de retirer une seconde plutôt que d'en ajouter. L'abolition prévue des secondes intercalaires en 2035 pourrait rendre la question caduque.
- Les timestamps Unix incluront-ils des secondes intercalaires après 2035 ?
- Non. Le temps Unix n'a jamais compté les secondes intercalaires et ne le fera jamais. Après l'abolition, UTC lui-même cesse d'en ajouter, donc le temps Unix et UTC resteront simplement alignés.
- Pourquoi Reddit et Cloudflare ont-ils planté les jours de seconde intercalaire ?
- Le noyau Linux et des bibliothèques Java avaient des bugs déclenchés quand 23:59:60 survenait — typiquement des boucles infinies, de la contention de verrous ou des calculs NaN dus à une "seconde négative" dans certains chemins de code.
- Quel est le décalage TAI−UTC actuel ?
- 37 secondes. C'est-à-dire 27 secondes intercalaires (depuis 1972) plus un décalage initial de 10 secondes établi à la définition d'UTC.