En 5 lignes, le quantième pascal D de l'année A, c'est-à-dire le nombre de jours après le 21 mars où tombe le dimanche de Pâques. A chaque ligne, les quantités à calculer sont en gras.
Pour chercher le reste de la division de l'année par 19, décomposer l'année en base 20 et ajouter les coefficients.
Pour multiplier une quantité par 19, la multiplier par 20 et enlever cette quantité au produit.
La date de Pâques du calendrier grégorien peut être calculée directement dans le calendrier milésien, car les dates possibles pour Pâques, du 22 mars au 25 avril, correspondent chacune à une et une seule date milésienne, du 1er quartème au 4 quintème.
Nous proposons ici une présentation didactique de ce calcul. Nous présentons ensuite une méthode algorithmique légèrement plus simple que la méthode dite de Butcher, référence aujourd'hui,. Enfin nous exposons une méthode de calcul mental originale, qui permet au passage de calculer l'épacte grégorienne et donc de suivre la lune dans l'année.
Sur le côté de cette page, ou plus bas pour la version mobile, vous trouverez le calcul algorithmique express de la date de Pâques, en cinq lignes pour les calendriers grégorien et milésien, en quatre lignes pour le calendrier julien. La première ligne est la décomposition de l'année dont on cherche Pâques. Le résultat du calcul est ce que nous appelons le quantième pascal, c'est-à-dire le nombre de jours entre le 21 mars et le dimanche de Pâques. Les lignes intermédiaires comprennent des formules parfois complexes, mais que l'on peut chacune programmer en une seule ligne sur une calculatrice programmable ou dans un langage informatique. Ces formules sont donc directement utilisables.
Elles ont été mises en œuvre sur la page de calculs des chiffres clés annuels, ainsi que dans nos logiciels en accès libre accessibles via la boutique en ligne, y compris pour MS Excel (l'éditeur ne propose pas de calcul de Pâques).
Les méthodes de calcul de la date de Pâques sont l'application de règles appelées comput ecclésiastique. Les formules milésiennes proposées en "calcul express" sont à ce jour les plus simples pour effectuer ce calcul à la main ou écrire un programme informatique.
La présente page vous explique ci-dessous le détail du calcul.
A l'attention des spécialistes du comput grégorien, précisons que nous proposons ici un algorithme plus simple que la méthode dite de Butcher présentée notamment par Jean Meeus dans ses ouvrages de calculs astronomiques:
Nous avons vérifié que cet algorithme milésien donne toujours le même résultat que la méthode de Butcher.
Le comput, règle de calcul de la date de Pâques, peut être considéré comme une fonction à une variable entière, l'année, et dont la valeur est le quantième pascal, le nombre de jours à ajouter au 21 mars pour obtenir la date de Pâques. Le quantième pascal prend ses valeurs de 1 et 35, ce qui signifie que Pâques tombe 1 à 35 jours après le 21 mars, soit le 22 mars au plus tôt, le 25 avril au plus tard.
Sur le plan mathématique, l'année peut prendre n'importe quelle valeur entière positive, négative ou nulle. Sur le plan historique, le comput ecclésiastique n'a été établi pour la date de Pâques du calendrier julien qu'au cours du 6e siècle, vers 525. Ce comput julien est encore en usage dans de nombreuses églises orthodoxes restées au calendrier julien. Quant au comput grégorien, il n'est historiquement applicable qu'à partir de 1583, dans les pays utilisant le calendrier grégorien.
Dans la suite, nous décrivons comment calculer le quantième pascal à partir de l'année, selon les deux variantes du comput.
Rappelons la définition du concile de Nicée, en 325:
"Pâques est le dimanche qui suit le 14e jour de la Lune qui atteint cet âge le 21 mars ou immédiatement après."
Notons dès maintenant que cette définition fait intervenir trois cycles calendaires:
Compte tenu de cette définition, la détermination de la date de Pâques suit les étapes suivantes:
On peut dès maintenant faire quelques observations:
Nous proposons d'introduire trois variables intermédiaires permettant de comprendre chacune des étapes de calcul.
Précisons encore cette notation:
-1 div 3 = -1 et non pas 0;
-1 mod 3 = 2;
Nous nous intéressons d'abord à la seconde étape, le calcul de l'écart pascal, nombre de jours entre la pleine lune pascale et le samedi qui suit. Nous nous appuyons sur les méthodes de calculs de jours de semaine de la page semaines. Toutefois, nous utilisons des formules de calcul explicites plutôt que des étapes de calcul mental.
Notons dès maintenant que si nous connaissons L, le rang du jour de semaine d'une date, le nombre de jours séparant cette date du samedi suivant, jour de rang 6, est (6 - L) mod 7. Nous faisons couramment cette opération de tête sans nous en rendre compte.
Si donc, pour une année A donnée, nous connaissons P, le rang de son clavedi (donc rang du jour de semaine du 21 mars), et Rp, son reliquat pascal, nous connaissons le jour de semaine de la pleine lune pascale: (P+Rp) mod 7.
L'écart pascal Ep est donc donné par la formule:
Ep = (6 - P - Rp) mod 7.
Dans le cas des calendriers grégorien et milésien on peut donner pour P une formule simple pour les calculateurs numériques, en décomposant A en siècles et quadriennies:
A = S*100 + 4*B + N
P = 2 + S div 4 - 2*S - 2*B + N
Il vient alors : Ep = (4 - S div 4 + 2*S + 2*B - N - Rp) mod 7
Dans le cas du calendrier julien, nous n'avons même pas besoin de la balise de siècle:
A = 4*B + N, où B représente le nombre d'années bissextiles après l'an 1.
P = -2*B + N
Ep = (6 + 2*B - N - Rp) mod 7
Il ne nous reste plus qu'à calculer le reliquat pascal Rp, selon les méthodes respectivement applicables aux calendriers julien puis grégorien et milésien, et d'établir les algorithmes correspondants.
La seule définition du concile de Nicée ne permet pas d'obtenir une date de Pâques uniforme sur toute la terre. Certaines années où il est difficile de déterminer si la pleine lune de printemps a lieu un dimanche ou la veille de ce dimanche, la date de Pâques peut être incertaine d'une semaine. Pire, si la pleine lune a lieu à la limite entre le 20 et le 21 mars, l'ambiguïté peut porter sur 4 ou 5 semaines. C'est au 6e siècle après Jésus-Christ que l'Eglise a défini un algorithme donnant un résultat dépourvu d'incertitude. Le moine Denys Le Petit, celui-là même qui a choisi l'origine de notre ère en raison de bonnes propriétés astronomiques de l'an 0, a établi la méthode en s'appuyant sur le cycle de Méton, connu des anciens Grecs. Le cycle de Méton, ou plus précisément le cycle de Méton-Callippe, est un cycle de 19 années juliennes (de 365,25 jours), soit 6939,75 jours, au terme duquel la lune se retrouve pratiquement à la même phase, à quelques heures près. Le cycle de Méton original comptait 6940 jours, Callippe a proposé de retirer un jour tous les 76 ans soit tous les quatre cycles, ce qui revient à compter 6939,75 jours par cycle. Dans l'antiquité, et comme semble-t-il Thalès de Milet l'avait suggéré, l'année julienne de 365 jours un quart correspondait à l'année tropique, mais les calendriers des cités grecques étaient des calendriers luni-solaires, comme le calendrier hébraïque actuel. Le cycle de Méton permettait d'évaluer l'arrivée des saisons dans un calendrier luni-solaire. Aujourd'hui, c'est plutôt le contraire, nous évaluons les phases de la lune dans notre calendrier solaire.
Le problème posé à Denys le Petit n'était pas de déterminer tous les mois lunaires dans le calendrier, mais uniquement de trouver la date de la pleine lune de printemps chaque année d'une manière robuste pour que tous les évêchés trouvent le même résultat. Pour ce faire Denys le Petit a drastiquement simplifié le modèle de cycle lunaire. Selon ce modèle simplifié:
L'algorithme s'exprime en quatre étapes, pour l'année A du calendrier julien.
A = 4*B + N
Calculer H, le Nomu (nombre d'or moins un):
Calculer Rp, reliquat pascal, c'est-à-dire la date de la pleine lune pascale exprimée en nombre de jours après le 21 mars. Ce reliquat vaut 15 jours l'année origine du cycle de Méton, et augmente de 19 jours chaque année du cycle, pour une lune moyenne anamorphosée à 30 jours:
Calculer le quantième pascal Dp, en intégrant l'écart pascal Ep = (6 + 2*B - N - Rp) mod 7:
L'algorithme s'exprime en quatre étapes, pour l'année A du calendrier julien.
A = 4*B + N
Calculer H, le Nomu (nombre d'or moins un):
Calculer Rp, reliquat pascal, c'est-à-dire la date de la pleine lune pascale exprimée en nombre de jours après le 21 mars. Ce reliquat vaut 15 jours l'année origine du cycle de Méton, et augmente de 19 jours chaque année du cycle, pour une lune moyenne anamorphosée à 30 jours:
Calculer le quantième pascal Dp, en intégrant l'écart pascal Ep = (6 + 2*B - N - Rp) mod 7:
L'algorithme dit de Butcher fait partie des deux algorithmes de calcul de la date de Pâques rapportés par Jean Meeus, astronome belge contemporain, pour le calcul de la date de Pâques. Nous avons modifié cet algorithme, que nous pouvons appeler algorithme milésien de calcul de la date de Pâques, de la manière suivante:
A = S * 100 + B * 4 + N
H = A mod 19
Dp = 1+ Rp + (4 - S div 4 + 2*S + 2*B - N - Rp) mod 7
En calendrier milésien, le quantième pascal Dp est tout simplement le quantième dans le mois de quartème. Si le quantième est 1, Pâques est le 1 4m, etc. Si le quantième pascal est plus grand que 31, on lui enlève 31 pour obtenir le quantième du mois de quintème. La valeur la plus grande est 35, Pâques ayant alors lieu le 4 quintème ou 25 avril.
Si l'on veut obtenir par calcul la date de Pâques dans le calendrier julien ou grégorien, on peut utiliser le petit algorithme suivant qui donne cette date à partir du quantième pascal D:
Les calculs du comput font souvent intervenir des divisions entières et des multiplications par 19, un multiplicateur dont on n'apprend pas les tables à l'école. De plus, les calculatrices à quatre opérations ne proposent jamais la division entière. Heureusement, 19 présente de bonnes propriétés, car c'est 20 - 1. Dès lors, on peut chercher le reste à partir de la décomposition du dividende en base 20, et multiplier par 19 revient à multiplier par (20 - 1), qui est beaucoup plus simple.
La base 20 est bien plus naturelle que l'on croit. Nous Français comptons en base 20 à partir de 60, et avons remplacé le terme octante (ou huitante) de nos amis suisses et belges par quatre-vingts. L'Hospice des Quinze-Vingts (c'est-à-dire des Trois Cents) rappelle encore cette vieille façon de compter de (certains de) nos ancêtres les Gaulois.
Pour manier des années en base 20, nous n'avons guère que deux multiplicateurs à retenir: 20 et 400. Le multiplicateur suivant, 8000, ne devrait pas être utilisé avant un certains temps. Déterminons donc le nomu, nombre d'or moins un, d'une année A. Pour cela on décompose A en base 20:
A = U*400 + V*20 + W
Le nomu H, reste de la division de A par 19, est tout simplement:
H = (U + V + W) mod 19
Nous utilisions couramment cette propriété pour faire "la preuve par neuf", en ajoutant les chiffres de chacun des facteurs d'une multiplication pour en vérifier le résultat. Cette propriété est générale à tous les diviseurs inférieurs de un à une base.
Exemple pour 1879, année de naissance d'Albert Einstein:
Le "nombre d'or moins un" est 17, le nombre d'or est 18. Vous pouvez vérifier ce résultat sur le calculateur annuel en ligne.
Pour le calcul du reliquat pascal, il faut multiplier H par 19, il suffit de multiplier par 20 et de retirer H, puis de prendre le reste modulo 30. Ainsi, avec l'exemple précédent:
H*19 = 17*(20 - 1) = 17*20 - 17 = 340 - 17 = 323.
Or 323 = 300 + 23 = (30 x 10) + 23. Le reste modulo 30 est 23.
Pour obtenir le reliquat pascal de 1879, il faut ajouter la valeur trouvée, 23, au reliquat pascal d'une année où H=0: c'est le reliquat pascal à l'origine du cycle de Méton. Avec le calendrier grégorien, cette valeur saute d'une unité certaines années de siècles. Pour les années 1700 à 1900, la valeur à l'origine est 23. En ajoutant modulo 30 cette valeur à la valeur trouvée pour 1879, on trouve 46, donc 16. Ce que vous pouvez vérifier avec le calculateur annuel en ligne.
Il est possible de calcul la date de Pâques par calcul mental jusqu'à l'année 2199. Ce calcul nécessite plusieurs étapes, mais peut être conduit sans papier ni crayon. Il existe quelques variantes. Ici je propose de calculer l'épacte grégorienne, ce qui permet, en plus de Pâques, d'estimer la lune à toute date de l'année, comme expliqué à la page Lune. Par ailleurs, pour calculer l'épacte plutôt que le reliquat pascal, on fait une multiplication par 11 plutôt que par 19, ce qui est plus simple.
1. Calculer le clavedi de l'année, comme expliqué page Semaines. Pour 2011 par exemple, on trouve 1, soit lundi.
2. Calculer le nomu, Nombre d'Or Moins Un. C'est le reste de la division de l'année par 19. Pour cela, il faut décomposer l'année en base 20, et ajouter modulo 19 les éléments de cette décomposition.
En toute généralité, l'année se décompose en A x 400 + B x 80 + C. Chaque centaine correspond à "cinq-vingts".
Pour les années égales ou postérieures à 1900, on remplace l'année par le nombre d'années après 1900, car 1900 est multiple de 19. Ainsi, on peut remplacer 2011 par 111, c'est-à-dire 5 vingts + 11. Le Nomu est (5 + 11) modulo 19, soit 16.
3. Multiplier le nomu par 11, c'est-à-dire le multiplier par 10 et l'ajouter au résultat. Par exemple, pour un Nomu de 16, c'est 160 + 16 = 176. Vous voyez enfin l'intérêt de compter en base 20...
4. Ajouter l'épacte à l'origine c'est-à-dire l'épacte quand le Nomu vaut 0. L'épacte à l'origine résulte de la métemptose et de la proemptose. Elle ne change que certaines années de siècles. Voici les valeurs à retenir en pratique:
Cas | Épacte à l'origine |
Calendrier julien | 8 |
Grégorien 1583-1699 | 1 |
Grégorien 1700-1899 | 0 |
Grégorien 1900-2199 | -1 |
Pour l'exemple de 2011 ci-dessus, on obtient donc 176 - 1 = 175.
4. Calculer le reste modulo 30 du résultat. Les multiples de 30 se repèrent facilement. Avec le cas ci-dessus, 175 = 150 + 25, le reste est 25. L'épacte grégorienne permet de suivre la lune de l'année, selon ce qui est indiqué à la page Lune.
7. Calculer la date de la pleine lune pascale: ajouter au 21 mars le reliquat pascal corrigé. Avec un reliquat de 0, c'est le 21 mars; un reliquat de 10, le 31 mars; un reliquat de 11, le 1er avril, jusqu'au reliquat de 28 qui correspond au 18 avril. En 2011, le reliquat corrigé est de 27, la pleine lune pascale est le 17 avril.
8. Trouver le jour de semaine de cette pleine lune pascale, grâce au clavedi que vous avez calculé en 1. Comme le 21 mars est un jour pivot, il suffit d'ajouter modulo 7 le clavedi et le reliquat pascal. En 2011 c'est (1 + 27) modulo 7 = 0, la pleine lune pascale tombe dimanche 17 avril.
9. Rechercher le dimanche suivant: c'est le dimanche de Pâques. En 2011, c'est dimanche 24 avril.
Nous avons à dessein pris un exemple un peu difficile: une année d'épacte 25 et dont la pleine lune pascale tombe un dimanche. Si vous maîtrisez cet exemple, vous devriez être à l'aise avec tous les autres cas.