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Chacune des 24 zones horaires – voir carte du monde des fuseaux horaires – en forme de fuseaux géométriques, tracés à la surface du globe et ayant les deux pôles géographiques pour extrémités. Chaque fuseau est déterminé par le méridien qui le traverse (ligne imaginaire rejoignant les deux pôles) et chaque méridien est séparé des méridiens voisins par une longitude de 15° (voir latitude et longitude).

Les fuseaux sont numérotés de 0 à 23, d’est en ouest à partir du méridien d’origine, le méridien de Greenwich. De plus, quand l’on dépasse le douzième fuseau, il est alors nécessaire d’enlever une journée au calendrier universel. La ligne de changement de date, qui marque ce passage, est située sur le méridien 180° et traverse donc l’océan Pacifique à l’opposé du méridien de Greenwich ; mais son tracé a été adapté pour éviter de couper certains archipels.

C’est en 1885 qu’une Convention internationale décide d’adopter le méridien passant par l’ancien observatoire astronomique situé à Greenwich, ville de la banlieue ouest de Londres, pour fixer le méridien zéro. Lors d’un voyage où l’on franchit un fuseau horaire ou lorsqu’on établit une communication avec un lieu situé dans un fuseau différent, on expérimente un décalage horaire, notion dont on est obligé de tenir compte pour les relations de toute nature à l’échelle du globe terrestre (déplacements, liaisons téléphoniques, etc.).

L’heure locale est celle du méridien qui passe au centre du fuseau. Cette heure locale s’obtient en ajoutant au « temps universel coordonné » (UTC), appelé naguère heure universelle — celle du méridien de Greenwich —, un nombre d’heures correspondant au numéro du fuseau. Ainsi, théoriquement, lorsqu’il est 8 heures à Greenwich (fuseau numéro 0), il est 10 heures à Odessa, en Ukraine (fuseau numéro 2). Mais ce sont les autorités administratives de chaque pays qui choisissent l’heure légale en vigueur sur le territoire et il peut y avoir des différences assez importantes entre l’heure locale (astronomique) et l’heure légale.

Pour déterminer les fuseaux horaires, les États tiennent compte en particulier du tracé des frontières et des limites administratives internes. De ce fait, les fuseaux réels ne sont pas purement géométriques. Le territoire du Canada couvre cinq fuseaux horaires. À l’inverse, la totalité du territoire de la République populaire de Chine se trouve située dans un même fuseau horaire. Un État peut également, pour des raisons pratiques (économies d’énergie) ou de commodité, décider de changer d’heure légale. C’est ce qui se produit quand les États adoptent une heure d’hiver et une heure d’été ou modifient l’heure légale pour se rapprocher de pays ou de places financières avec lesquels ils ont des relations suivies. Les pays de l’Union européenne (UE) tentent de mettre en place une coordination des décisions concernant l’heure légale dans chacun des pays membres.

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