Un cycle circadien (du latin circa diem, «presque un jour») dure environ 24 heures. La sécrétion de nos hormones, la température de notre corps, nos périodes d'éveil et de sommeil suivent des rythmes circadiens. Ces rythmes sont endogènes, c'est-à-dire qu'ils sont générés par notre organisme. «Ils ne sont pas expliqués par le cycle lumière-obscurité de l'environnement, car, si on garde des individus ou des animaux dans l'obscurité totale, ces rythmes persistent», souligne Diane Boivin, directrice du Centre d'étude et de traitement des rythmes circadiens à l'Institut universitaire en santé mentale (IUSM) Douglas.

Diverses expériences, au cours desquelles des humains se sont enfermés dans des bunkers, des chambres d'isolation ou des cavernes, ont permis de mesurer la durée approximative de ces rythmes. Approximative, précise la chercheuse, car ces expérimentations comportaient des biais, les sujets ayant eu «accès à des lampes artificielles, ce qui a pu augmenter la longueur du rythme».

Pour déterminer la journée interne, ou période circadienne, des expériences ont été effectuées plus récemment dans des environnements contrôlés où la lumière était très faible. Ces essais ont montré que la durée de la journée biologique, ou période endogène, peut varier quelque peu d'un individu à l'autre. Bien que cette période soit légèrement plus longue que 24 heures chez la majorité des sujets (24,07 heures en moyenne), elle est inférieure à 24 heures chez près de 30 % des humains.

Les rythmes circadiens sont génétiquement déterminés et contrôlés par deux petites structures du cerveau, appelées noyaux suprachiasmatiques, qui jouent le rôle de l'horloge maîtresse. Si l'on détruit ces noyaux chez l'animal, ce dernier voit son comportement se désorganiser. Le hamster, par exemple, au lieu de courir dans sa cage durant la nuit, le fait n'importe quand. Et si on lui greffe les noyaux suprachiasmatiques d'un foetus, ses rythmes se rétablissent.

Même si ces rythmes persistent en l'absence du cycle lumière-obscurité, ils sont sensibles aux signaux de l'environnement.

«Il faut savoir que, même si la lumière n'explique pas les rythmes biologiques, elle a toutefois un effet très important. La différence entre la journée biologique et la journée terrestre est minime, mais elle s'accumule chaque jour et nous oblige à mettre nos horloges biologiques à l'heure de la Terre. Cela se fait naturellement parce que notre organisme extrait de l'environnement des signaux, qu'on appelle synchronisateurs, qui informent l'horloge biologique que nous sommes sur la planète Terre et que nous nous trouvons dans tel fuseau horaire. Chez toutes les espèces animales, le synchronisateur le plus puissant est le cycle lumière-obscurité. Chaque matin, quand on se lève, la lumière corrige notre horloge biologique, qui autrement se lèverait quelques minutes trop tard», explique Diane Boivin.