Seconde intercalaire

Une seconde intercalaire est un ajustement d’une seconde occasionnellement ajouté (ou théoriquement supprimé) à UTC pour maintenir l’heure atomique dans les 0,9 secondes de l’heure solaire. La rotation de la Terre n’est pas parfaitement régulière — la friction des marées ralentit lentement la planète, et les variations saisonnières introduisent de plus petites oscillations. Les horloges atomiques tictaquent à un rythme parfaitement stable ; la planète, non.

Depuis 1972, 27 secondes intercalaires ont été insérées. Elles se placent toujours à minuit le 30 juin ou le 31 décembre UTC. La minute contenant la seconde intercalaire comporte 61 secondes (ou, théoriquement, 59 si une seconde intercalaire était jamais supprimée — ce qui n’est jamais arrivé).

Les secondes intercalaires sont abandonnées. En 2022, la Conférence générale des poids et mesures a voté l’abandon de la pratique d’ici 2035, après des décennies de douleur opérationnelle dans les systèmes informatiques. Après l’abandon, UTC dérivera lentement de l’heure solaire — au rythme actuel, d’environ une seconde tous quelques décennies.

La plupart des logiciels gèrent les secondes intercalaires par « lissage » — ajoutant progressivement des millisecondes aux tiques d’horloge sur plusieurs heures. Google et Cloudflare publient leurs algorithmes de lissage ; AWS utilise un lissage linéaire de 24 heures centré sur l’événement d’insertion. Le temps POSIX (la base des timestamps Unix) fait comme si les secondes intercalaires n’existaient pas du tout — un timestamp Unix ne peut jamais faire référence à la seconde intercalaire elle-même, ce qui signifie que les timestamps proches de minuit lors d’un jour d’insertion sont ambigus si interprétés strictement.

Pourquoi l’abandon se produit : le trading haute fréquence, le GPS et les bases de données distribuées supposent tous que le temps avance de manière monotone à un rythme régulier. Une seconde intercalaire brise cette hypothèse. La seconde intercalaire de 2012 a causé des pannes chez Reddit, LinkedIn, Mozilla, le système de réservation de Qantas et un certain nombre de serveurs Linux où un bug du noyau provoquait des blocages de spinlock CPU. La seconde intercalaire de 2015 a été moins destructrice uniquement parce que l’industrie a passé trois ans à s’y préparer. Les astronomes, qui veulent réellement UT1 (heure solaire), ont plaidé contre l’abandon, mais ils ont perdu : le futur de l’heure civile est une heure atomique qui diverge régulièrement, avec toute réconciliation de la rotation terrestre poussée vers une unité beaucoup plus grande (une « minute intercalaire » dans des siècles est la proposition de travail). Référence : BIPM CGPM 2022 Résolution 4.

Exemple de calcul

La seconde intercalaire la plus récente a été insérée à la fin du 2016-12-31 23:59:60 UTC. Dans une séquence stricte ITU-R, les secondes se sont déroulées : 23:59:58 → 23:59:59 → 23:59:60 → 00:00:00. Sous le lissage linéaire de 20 heures de Google, le même intervalle d’horloge murale a vu chaque seconde étirée de 1/72000 — de sorte qu’un serveur effectuant 1000 ops/seconde produisait 999,986 ops/seconde pendant la fenêtre de lissage sans jamais observer une minute de 61 secondes. Le timestamp Unix est passé de 1483228799 (23:59:59) directement à 1483228800 (00:00:00) sur les systèmes POSIX, ce qui signifie que la seconde intercalaire n’a pas de timestamp représentable et que tout événement survenu pendant celle-ci est rapporté comme l’une des deux secondes adjacentes.

Quand et pourquoi c’est important

Si vous construisez un système qui ordonne des événements par timestamp (bases de données, journaux d’audit, protocoles de consensus distribués comme Raft et Paxos), une horloge qui saute en arrière ou qui s’arrête peut violer des invariants dont vous ne saviez pas qu’ils existaient. La seconde intercalaire de 2012 a exposé un bug du noyau Linux où la gestion de hrtimer se bloquait, provoquant des blocages CPU dans Reddit, Mozilla et des portions significatives de l’écosystème Java (les nœuds Cassandra et Hadoop se sont bloqués simultanément dans le monde entier). Le playbook défensif aujourd’hui : préférer CLOCK_MONOTONIC pour la mesure de temps écoulé (immunisé contre les secondes intercalaires et les changements de pas NTP), utiliser une source NTP avec lissage comme time.google.com pour les lectures d’horloge murale, et supposer que tout timestamp reçu d’un tiers peut être légèrement décalé autour d’une limite de seconde intercalaire connue. Référence : RFC 8633 — Bonnes pratiques actuelles pour le protocole NTP.