Portail pédagogique des exoplanètes

Cocotte en papier Exoplanètes

Françoise Roques — 2026-05-15T18:54:51Z

Sujet :

"Combien tu en veux ?" : Un petit pliage et voila de quoi jouer des heures avec ses amis ou sa famille, tout en découvrant le monde des exoplanètes

Niveau : Ecole primaire

Objectifs :

jouer
découvrir les exoplanètes

Matériel à prévoir :

cocote en papier

Sujet, Annexes et correction :

Sujet

Auteur : Alain Doressoundiram, LIRA/UFE, Observatoire de Paris

La vie sur Terre

Françoise Roques — 2026-05-11T05:03:40Z

Sujet :

Apparition de la vie sur Terre

Niveau : Collège
Temps : environ 1 heure

Objectifs :

Prendre conscience de tous les facteurs qui ont influencé l'apparition de la vie sur Terre

Matériel à prévoir :

Carte mentale

Sujet, Annexes et correction :

Autrice : Valérie Donius, Enseignante en Physique-Chimie, Lycée polyvalent Marlioz, Aix les Bains

Compteur d'exoplanètes (en cours de rédaction)

Françoise Roques — 2026-03-21T18:39:48Z

Sujet :

La découverte d'exoplanètes suscite un immense intérêt, aussi bien dans la communauté scientifique que chez le grand public. Les données recueillies par les astronomes sont accessibles en ligne grâce à des bases de données comme celle de l'Observatoire de Paris.
Les astronomes ont recensé à ce jour ( 2026-05-25 05:46:10)

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Dans cette activité, vous allez créer un dispositif électronique autonome capable d'afficher en temps réel ce nombre d'objets actuellement recensées dans la base.

Niveau : Collège, Lycée

Temps : environ 2 heures

Prérequis :

Objectifs :

Construire un dispositif électronique basé sur un Raspberry Pi Pico capable d'afficher en temps réel le nombre d'exoplanètes recensées sur le site exoplanet.eu de l'Observatoire de Paris, via un écran 7-segment.
S'initier à l'usage d'un microcontrôleur pour traiter et afficher une information.
Mobiliser des connaissances en électronique et en physique pour réaliser un dispositif concret.

Ce compteur donne le nombre d'exoplanètes découvertes confirmées. Le nombre d'exoplanètes est mis à jour via une API (Interface de Programmation d'Application) avec l'Encyclopédie des Systèmes Exoplanétaires

Matériel à prévoir :

Matériel nécessaire pour un compteur (coût approximatif 20€)
- Microcontroleur Raspberry Pi Pico 2 WH
- MAX7219 Module LED 8 bits à 7 segments pour Raspberry Pi
- Breadboard 400
- Kit Fils Premium Jumper 40 X 150mm (mâle-mâle)
- câble de connexion USB type A vers micro-USB type B
1 Adaptateur secteur
1 fer à souder
Ordinateur avec logiciel Thonny
url d'accès à l'API :

Sujet, Annexes :

Auteurs : Ragepan Sivathasan & P.Y. Martin LIRA, Observatoire de Paris

Voyager vers les exoplanètes

Françoise Roques — 2026-02-09T13:22:09Z

Sujet :

Avec la découverte continue d'exoplanètes, il est probable que nous en identifiions une proche présentant des signes de vie. À ce moment-là, les missions spatiales, habitées ou non, seront essentielles à l'exploration de la vie extraterrestre. Combien de temps prendront ces missions spatiales ?

Actuellement, le vaisseau spatial non habité le plus rapide est New Horizons, qui voyage à 58 540 km/h, tandis que le vaisseau spatial habité le plus rapide est Apollo 10, atteignant 39 900 km/h. Par ailleurs, le vaisseau spatial le plus rapide jamais enregistré est la sonde solaire Parker, qui utilise l'assistance gravitationnelle de Vénus pour se déplacer autour du Soleil. Il atteint une vitesse de pointe de 692 000 km/h, ce qui en fait l'engin spatial le plus rapide.
Les ingénieurs sont optimistes quant à la faisabilité de la construction d'un vaisseau spatial capable de voyager à des vitesses supérieures à 1 000 km/s.

Niveau : Tous niveaux
Temps : Aproximativement 1 heure

Objectifs :

Manipuler les distances dans l'univers
Estimer les temps de voyage dans le Système solaire et pour atteindre les exoplanètes
Choisir les unités de distance et de temps adaptées aux résultats

Prérequis

Matériel à prévoir :

Activité à réaliser en classe par groupes (idéalement des groupes de 2 élèves).

1 crayon ou porte-mine par élève
1 gomme par élève
1 feuille de papier A4 par élève

Sujet, correction :

Sujet

Pour en savoir plus :

Le rêve d'Elon Musk d'établir une « humanité interstellaire » est vain

Autrice : Iharka CSILLIK, Académie roumaine, Institut d'astronomie, Observatoire de Cluj-Napoca

Propriétés

Françoise Roques — 2025-11-26T09:39:45Z

Les propriétés des exoplanètes sont d'une diversité inouie et leurs histoires sont aussi agitées que différentes les unes des autres. Beaucoup ont des comportements inattendus et des dizaines sont dans la zone habitable de leur étoile (!) et donc, elles sont l'objet de toutes les attentions des humains, et des astronomes en particulier.

- Propriétés / Présentation de rubrique, Ne pas afficher dans aside

Définitions et frontières du domaine des exoplanètes

Françoise Roques — 2025-11-26T09:18:54Z

On peut définir une exoplanète simplement comme une planète hors du Système solaire, mais ...c'est un peu court, il faut préciser ce qu'est une planète, puis ce qui définit précisément une exoplanète, est-ce sa masse ? sa brillance ? la manière dont elle s'est formée ? sa place dans l'Univers ? autant de questions, autant de définitions.
D'autre part, dans le monde des objets célestes, le domaine des exoplanètes a des frontières bien floues, il est entouré de l'immense territoire des étoiles, de la région voisine des naines brunes^{Naines brunes: Petit corps de faible masse, étoile trop froide pour être le siège de réactions nucléaires. Les naines brunes ne rayonnent pas comme les étoiles et ne peuvent pas être observées directement.
Glossaire →"> ?}, des lointaines contrées des naines rouges^{Naines rouges: Étoile de faible masse, 0,08 et 0,4 M_⊙, et peu lumineuse. Les naines rouges sont les étoiles les plus nombreuses de l'Univers.
Glossaire →"> ?}, des pays des exotiques naines blanches^{Naines blanches: Étoile qui a consumé toutes ses réserves de combustible nucléaire. La pression exercée par la combustion nucléaire et les forces de gravitation ne se compensent plus et l'étoile s'effondre sur elle-même, la matière atteint un état dit dégénéré. Les naines blanches sont extrêmement denses. Une naine blanche de la masse du Soleil peut avoir la taille de la Terre et une densité de l'ordre de la tonne par cm³. C'est l'étape ultime de l'évolution des étoiles peu massives.
Glossaire →"> ?} et des fascinants trous noirs.

Entretiens sur la Pluralité des Mondes

Françoise Roques — 2025-11-16T04:02:39Z

Sujet :

Fontenelle parle des « habitants d'une des planètes de l'un de ces tourbillons dont le nombre est infini ». Comment conçoit-il ces habitants dans les Entretiens ? Est-ce un raisonnement scientifique ou le simple produit de son imagination ?

Niveau : Lycée
Temps : variable

Matériel à prévoir :

Extraits de Entretiens sur la Pluralité des mondes, Bernard Le Bouyer de Fontenelle

Objectifs :

Comprendre la méthode adoptée par Fontenelle dans ses Entretiens.
Écrire en croisant science et imagination.
Débattre.

Sujet, Annexes et correction :

Sujet

Autrice : Isabelle Woydyllo, UFE, Professeure relais de la DAAC de Créteil
à l'Observatoire de Paris

Comment imagines-tu une exoplanète ?

Françoise Roques — 2025-10-31T13:55:35Z

Sujet :

Selon l'astronome Giordano Bruno (1584), les étoiles sont des soleils lointains accompagnés de leurs propres planètes, appelées exoplanètes. Il a également suggéré que ces planètes pouvaient abriter leurs propres formes de vie. Actuellement, on recense plus de 5 500 exoplanètes en orbite autour d'étoiles autres que notre Soleil dans notre galaxie^{Galaxie: Ensemble comprenant quelques millions à quelques milliards d'étoiles, ainsi qu'une quantité plus ou moins grande de gaz et de poussières, et très probablement aussi un halo étendu de matière noire.
Glossaire →"> ?}, la Voie lactée. La cosmologie de Bruno fait la distinction entre les « soleils », qui produisent leur propre lumière et leur propre chaleur et sont entourés d'autres corps, et les « terres », qui tournent autour des soleils et reçoivent leur lumière et leur chaleur. Bruno suggérait que certains, sinon tous les objets classiquement connus sous le nom d'étoiles fixes sont en fait des soleils. On considère actuellement que les exoplanètes sont des corps célestes similaires aux géantes gazeuses et aux planètes terrestres^{Planètes terrestres: Planètes qui ressemblent à la Terre : elles sont constituées de roches et ont une surface solide. Elles se distinguent des planètes géantes par leur diamètre et leur masse plus faibles et leur densité plus importante. Elles orbitent autour du Soleil dans un rayon de moins de 300 millions de kilomètres (Mercure, Vénus, la Terre et Mars).
Glossaire →"> ?}, de taille variable et comparables à ceux que l'on trouve dans notre Système solaire. Cela soulève la question suivante : qu'est-ce qui définit une exoplanète ? À quoi ressemble une exoplanète et à quoi ressemble l'étoile autour de laquelle elle orbite ? Prenons un moment pour réfléchir à la structure de notre Système solaire. Grâce à ces connaissances, nous pouvons créer une représentation d'une exoplanète en orbite autour de son étoile hôte. Nous la représenterons ensuite à une échelle plus grande. À quoi pourrait ressembler sa surface ? Laissez libre cours à votre imagination. Analysons les caractéristiques des exoplanètes découvertes. Sont-elles semblables ou différentes ? Quelles caractéristiques supplémentaires ajouteriez-vous à votre exoplanète pour la rendre plus fascinante, en vous inspirant des exoplanètes déjà identifiées ?

Niveau : Ecole primaire
Temps : environ 1 heure

Prérequis :

Objectifs :

Explorer les caractéristiques des exoplanètes, de leurs étoiles hôtes et de leurs orbites.
Découvrir les facteurs qui influencent l'apparence d'une exoplanète.
Placer une exoplanète sur son orbite autour de son étoile hôte.

Matériel à prévoir :

Activité à réaliser dans la classe en groupes (groupes de 2 élèves idéalement).

1 crayon à papier ou porte-mine par élève
1 gomme par élève
2 feuilles de papier A4 par élève
1 règle
1 boîte de crayons de couleur

Sujet :

Sujet
Plan de l'activité

Autrice : Iharka CSILLIK, Académie de Roumanie, Institut d'Astronomie, Observatoire of Cluj-Napoca

Imaginer la vie ailleurs

Françoise Roques — 2025-10-08T07:52:37Z

Sujet :

Un système exoplanétaire remarquable a été identifié en 2015, comprenant sept
planètes dont les masses sont analogues à celle de la Terre, gravitant autour d'une
étoile naine dénommée TRAPPIST-1. Dans une nouvelle de genre science-fiction dédiée
à ce système, l'auteur explore les conditions potentielles de vie sur l'une de ces
planètes, en mettant particulièrement l'accent sur les problématiques liées à la
perception et au déroulement du temps. Cette œuvre tient-elle compte avec rigueur
des données scientifiques disponibles concernant ce système ? Parvient-elle à susciter
chez le lecteur un intérêt pour l'environnement spécifique qui caractériserait cette
petite région de notre galaxie^{Galaxie: Ensemble comprenant quelques millions à quelques milliards d'étoiles, ainsi qu'une quantité plus ou moins grande de gaz et de poussières, et très probablement aussi un halo étendu de matière noire.
Glossaire →"> ?} ?

Niveau : Lycée
Temps : Deux séances de 2 heures

Prérequis :

Objectifs :

Analyser les données d'observation du système TRAPPIST-1 et examiner l'apparence du Soleil ainsi que des planètes depuis la voûte céleste d'une de ces planètes.
Lire une nouvelle rédigée spécifiquement pour ce système.
Vérifier par des calculs les différents résultats présentés dans cette nouvelle.
Apprendre comment, à partir des données d'observation, il est possible d'imaginer
l'environnement potentiel d'une vie sur une planète habitable.

Matériel à prévoir :

Connexion internet
Une nouvelle science-fiction rédigée sur ce sujet (annexe 1)
Calculatrice
Sphères de polystyrène et lampes torches

Sujet, Annexes et correction :

Auteur : Mimoza Hafizi, Professeur, Université de Tirana, Albanie

Zone habitable

Françoise Roques — 2025-10-03T13:11:10Z

Où chercher la vie ailleurs dans l'Univers ?
Une première approche consiste à définir la zone habitable : c'est la région autour d'une étoile où une planète pourrait posséder de l'eau liquide en surface, condition essentielle pour la vie telle que nous la connaissons sur Terre. Cette approche est aussi parfois étendue aux régions autour de planètes (telles que Jupiter ou Saturne) où les effets de marées^{Effets de marées: Attraction différentielle exercée sur un corps céleste (satellite, planète, étoile, galaxie ) soumis à la gravitation d'un corps massif voisin. L'effet de marée peut déformer le corps, le fracturer, accélérer ou ralentir son orbite.
Glossaire →"> ?} sur les satellites^{Satellites: Objet naturel ou artificiel (engin spatial) qui se déplace en orbite autour d'un autre.
Glossaire →"> ?} permettent de maintenir de l'eau liquide dans des océans sous une profonde couche de glace.
Pour cela, il faut que la température moyenne à la surface d'une planète se situe entre 0 °C et 100 °C, sous une pression proche de celle de l'atmosphère terrestre. Notez que pour une atmosphère beaucoup plus massive, la surface se retrouve sous une plus haute pression et l'eau bout à plus haute température, ce qui permet de maintenir de l'eau liquide même sur des planètes plus proches de leurs étoiles.
Température d'équilibre d'une planète
Pour estimer la température d'une planète, on introduit la notion de température d'équilibre. On considère que l'énergie lumineuse reçue et absorbée par une planète est exactement compensée par l'énergie thermique qu'elle rayonne vers l'espace.
La formule est :
$T_{\text{equ}}=T_* \times {\left(\frac{R_*}{2a}\right)}^{0.5} \times {\left(1-A\right)}^{0.25}$
où $T_*$ est la température de surface de l'étoile en kelvins, $R_*$ est le rayon de l'étoile, $a$ est la distance entre la planète et l'étoile ( demi-grand axe^{Demi-grand axe: La moitié de la distance entre les deux points les plus éloignés de l'orbite.
Glossaire →"> ?} de l'orbite de la planète). $A$ est l'albédo^{Albédo: Fraction de la lumière incidente réfléchie par un corps à une longueur d'onde donnée.
Glossaire →"> ?} de la planète, donnant la fraction de lumière réfléchie plutôt qu'absorbée.
Un albédo^{Albédo: Fraction de la lumière incidente réfléchie par un corps à une longueur d'onde donnée.
Glossaire →"> ?} A = 0.3, comme celui de la Terre, signifie que la planète absorbe 70 % du rayonnement incident et en réfléchit 30 %.
Définition simplifiée de la zone habitable
On peut alors définir la zone habitable comme l'ensemble des orbites où la température d'équilibre d'une planète se situe entre 0 °C et 100 °C. Cette approche fournit une première estimation utile pour comparer différentes étoiles et leurs planètes.

Distance à l'étoile de la zone habitable d'une étoile en fonction de la masse de l'étoile, pour les étoiles moins massives que le Soleil, dont Gliese 581.

Wikipedia
Limites de ce modèle
En réalité, la température de surface d'une planète dépend de nombreux autres facteurs :
- la composition et l'épaisseur de son atmosphère,
- l'effet de serre^{Effet de serre: Processus conduisant à l'échauffement d'une atmosphère planétaire lorsque ses constituants sont transparents au rayonnement solaire visible, mais absorbent le rayonnement infrarouge. Les gaz à effet de serre les plus efficaces sont CO₂, H₂O et CH₄. Le rayonnement solaire (maximum dans le domaine visible) chauffe la surface qui, en s'échauffant, émet un rayonnement infrarouge que l'atmosphère absorbe, amplifiant le réchauffement. Le mécanisme peut s'emballer ; le meilleur exemple est celui de la planète Vénus.
  Glossaire →"> ?}, qui peut piéger la chaleur (comme sur Terre),
- la présence ou non d'un champ magnétique, qui protège à long terme l'atmosphère du vent stellaire,
- la géologie et l'activité interne de la planète.
  Ces effets peuvent élargir ou rétrécir considérablement la véritable zone habitable.
Exemple de la Terre
Si l'on applique le calcul de température d'équilibre à la Terre (orbite à 1 UA^{UA: Unité de distance basée sur le demi-grand axe de l'orbite de la Terre autour du Soleil. Elle vaut 149 597 870 700 mètres, soit à peu près 500 secondes lumière. Notée : ua.
Glossaire →"> ?}, albédo^{Albédo: Fraction de la lumière incidente réfléchie par un corps à une longueur d'onde donnée.
Glossaire →"> ?} = 0.3), on obtient environ –18 °C. Pourtant, la température moyenne réelle est de +15 °C.
Cette différence s'explique par l'effet de serre^{Effet de serre: Processus conduisant à l'échauffement d'une atmosphère planétaire lorsque ses constituants sont transparents au rayonnement solaire visible, mais absorbent le rayonnement infrarouge. Les gaz à effet de serre les plus efficaces sont CO₂, H₂O et CH₄. Le rayonnement solaire (maximum dans le domaine visible) chauffe la surface qui, en s'échauffant, émet un rayonnement infrarouge que l'atmosphère absorbe, amplifiant le réchauffement. Le mécanisme peut s'emballer ; le meilleur exemple est celui de la planète Vénus.
Glossaire →"> ?}, indispensable pour maintenir de l'eau liquide et donc pour rendre notre planète habitable.

Vénus, Terre et Mars : trois destins différents
- Vénus (0,72 UA^{UA: Unité de distance basée sur le demi-grand axe de l'orbite de la Terre autour du Soleil. Elle vaut 149 597 870 700 mètres, soit à peu près 500 secondes lumière. Notée : ua.
  Glossaire →"> ?}) : trop proche du Soleil, elle se situe en dehors de la limite interne de la zone habitable. Son atmosphère dense en CO₂ a provoqué un effet de serre^{Effet de serre: Processus conduisant à l'échauffement d'une atmosphère planétaire lorsque ses constituants sont transparents au rayonnement solaire visible, mais absorbent le rayonnement infrarouge. Les gaz à effet de serre les plus efficaces sont CO₂, H₂O et CH₄. Le rayonnement solaire (maximum dans le domaine visible) chauffe la surface qui, en s'échauffant, émet un rayonnement infrarouge que l'atmosphère absorbe, amplifiant le réchauffement. Le mécanisme peut s'emballer ; le meilleur exemple est celui de la planète Vénus.
  Glossaire →"> ?} incontrôlé, entraînant une température de surface d'environ 460 °C. Aucune eau liquide n'est possible aujourd'hui bien qu'elle ait pu être présente dans la jeunesse de l'étoile du Berger (le nom de Vénus pour les intimes) !
- La Terre (1 UA^{UA: Unité de distance basée sur le demi-grand axe de l'orbite de la Terre autour du Soleil. Elle vaut 149 597 870 700 mètres, soit à peu près 500 secondes lumière. Notée : ua.
  Glossaire →"> ?}) : parfaitement située dans la zone habitable (après inclusion des gaz à effet de serre^{Effet de serre: Processus conduisant à l'échauffement d'une atmosphère planétaire lorsque ses constituants sont transparents au rayonnement solaire visible, mais absorbent le rayonnement infrarouge. Les gaz à effet de serre les plus efficaces sont CO₂, H₂O et CH₄. Le rayonnement solaire (maximum dans le domaine visible) chauffe la surface qui, en s'échauffant, émet un rayonnement infrarouge que l'atmosphère absorbe, amplifiant le réchauffement. Le mécanisme peut s'emballer ; le meilleur exemple est celui de la planète Vénus.
  Glossaire →"> ?}) et dotée d'une atmosphère régulée par le cycle du carbone, elle maintient des conditions stables permettant à l'eau liquide et à la vie d'exister depuis environ 4 milliards d'années.
- Mars (1,52 UA^{UA: Unité de distance basée sur le demi-grand axe de l'orbite de la Terre autour du Soleil. Elle vaut 149 597 870 700 mètres, soit à peu près 500 secondes lumière. Notée : ua.
  Glossaire →"> ?}) : à la limite externe de la zone habitable (parfois incluse ou non dépendant de la formule que l'on utilise). Son atmosphère est aujourd'hui trop fine pour retenir suffisamment de chaleur, ce qui rend sa surface froide et sèche. Mais les traces géologiques indiquent qu'elle a pu, dans le passé, abriter des lacs et avoir un climat tempéré.

Cette comparaison montre que la zone habitable n'est pas une frontière stricte : elle donne une indication, mais chaque planète évolue différemment selon son atmosphère, sa géologie et son histoire.

Au-delà de la zone habitable : penser l'habitabilité
La zone habitable n'est qu'un point de départ. L'habitabilité d'un monde dépend de nombreux autres critères :
- Facteurs supplémentaires : atmosphère, effet de serre^{Effet de serre: Processus conduisant à l'échauffement d'une atmosphère planétaire lorsque ses constituants sont transparents au rayonnement solaire visible, mais absorbent le rayonnement infrarouge. Les gaz à effet de serre les plus efficaces sont CO₂, H₂O et CH₄. Le rayonnement solaire (maximum dans le domaine visible) chauffe la surface qui, en s'échauffant, émet un rayonnement infrarouge que l'atmosphère absorbe, amplifiant le réchauffement. Le mécanisme peut s'emballer ; le meilleur exemple est celui de la planète Vénus.
  Glossaire →"> ?}, cycle du carbone, cycle hydrologique, champ magnétique, obliquité^{Obliquité: Angle entre le plan orbital de la planète et son axe de rotation.
  Glossaire →"> ?} et présence d'une lune qui influencent directement la stabilité du climat.
- Durée d'habitabilité : une planète doit rester assez longtemps dans des conditions stables pour permettre à la vie d'apparaître et d'évoluer. Il faut donc que l'étoile hôte ne « meurt » pas trop vite et ne voit pas sa luminosité^{Luminosité: Se dit d'un corps chaud, par exemple une étoile ou une planète, est la quantité totale d'énergie rayonnée par unité de temps.
  
  P = 4 × π × R² × σ × T⁴ où T = témpérature du corps, R = rayon du corps et σ est la constante de Stefan-Boltzmann et est égale à 5,67 × 10^-8 W × m^-2 × K^-4.
  Glossaire →"> ?} varier de plusieurs ordres de grandeur.
- Autres sources d'énergie : la vie pourrait exister indépendamment de la lumière stellaire, en exploitant la chaleur interne ou des réactions chimiques (comme près des fumeurs noirs dans nos océans).

Habitabilité et type d'étoile

Autour des naines rouges^{Naines rouges: Étoile de faible masse, 0,08 et 0,4 M_⊙, et peu lumineuse. Les naines rouges sont les étoiles les plus nombreuses de l'Univers.
Glossaire →"> ?}, la zone habitable est très proche, ce qui peut piéger les planètes par effet de marée^{Effet de marée: Attraction différentielle exercée sur un corps céleste (satellite, planète, étoile, galaxie ) soumis à la gravitation d'un corps massif voisin. L'effet de marée peut déformer le corps, le fracturer, accélérer ou ralentir son orbite.
Glossaire →"> ?} (une face éclairée en permanence et l'autre dans le noir total).
Les étoiles massives évoluent trop vite (<100 millions d'années) pour que la vie ait le temps de se développer.
Mondes hors zone habitable : certaines lunes glacées (Europe, Encelade) abritent des océans sous leur surface grâce à l'énergie induite par les effets de marées^{Effets de marées: Attraction différentielle exercée sur un corps céleste (satellite, planète, étoile, galaxie ) soumis à la gravitation d'un corps massif voisin. L'effet de marée peut déformer le corps, le fracturer, accélérer ou ralentir son orbite.
Glossaire →"> ?} et pourraient être habitables malgré leur position éloignée du Soleil.

Conclusion

La zone habitable est une approximation utile mais incomplète : elle permet d'identifier des planètes candidates, mais l'habitabilité est un concept beaucoup plus large, intégrant l'atmosphère, la géologie, le magnétisme, l'énergie interne et l'histoire stellaire. Chercher la vie ailleurs, c'est donc combiner toutes ces approches pour mieux cibler les mondes réellement propices.