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Terra Klima · Modèle 1
Les planètes Boucle d'Or
Pourquoi la Terre est-elle « juste à la bonne température », quand Vénus brûle et que Mars gèle ? Explorons l'équilibre entre l'énergie reçue du Soleil et la chaleur qu'une planète renvoie vers l'espace.
La question de départ
Chaque planète reçoit une certaine quantité d'énergie du Soleil, d'autant plus faible qu'elle en est éloignée. On pourrait croire que cette distance suffit à prédire sa température. Mais ce n'est pas si simple : une partie de l'énergie est immédiatement réfléchie vers l'espace, sans réchauffer la planète. Cette fraction réfléchie s'appelle l'albédo.
Commençons par observer l'énergie solaire reçue par chaque planète selon sa distance au Soleil.
Survolez les points pour voir les valeurs. Mercure reçoit près de 10 000 fois plus d'énergie que Neptune.
Calculez la température d'équilibre
Imaginons une planète « nue » : sans atmosphère, sans effet de serre. Sa température se stabilise quand l'énergie qu'elle absorbe égale l'énergie qu'elle réémet. C'est la température d'équilibre radiatif.
Choisissez une planète, puis faites varier sa distance au Soleil et son albédo. L'énergie reçue se recalcule automatiquement selon la loi en 1/d² (l'énergie diminue avec le carré de la distance). Observez comment la température calculée se déplace.
Énergie reçue (calculée) : — W/m² — déduite de la distance par la loi en 1/d²
💡 Rapprochez la planète du Soleil : elle reçoit davantage d'énergie et se réchauffe. Augmentez l'albédo : elle renvoie plus de lumière et se refroidit.
Comparez au réel
Voici le moment intéressant. Superposons la température calculée par notre modèle de planète nue avec la température réellement observée à la surface de chaque planète.
◉ Points pleins : température observée · ○ Points creux : température calculée par le modèle
Pour plusieurs planètes, la température réelle est bien plus élevée que celle prédite par le modèle. Notre planète « nue » est donc incomplète : il manque quelque chose.
Que révèle l'écart ?
Quand la température observée dépasse la température d'équilibre, c'est que la planète retient ou produit de la chaleur au-delà d'un simple corps noir.
Pour les planètes telluriques comme la Terre ou Vénus, cet écart vient surtout des gaz à effet de serre, qui piègent une partie du rayonnement réémis. Vénus, avec son atmosphère dense de CO₂, affiche l'écart le plus spectaculaire — c'est l'effet de serre emballé.
Pour les planètes géantes comme Jupiter ou Neptune, c'est plutôt leur chaleur interne — héritée de leur formation et de leur compression gravitationnelle — qui les maintient plus chaudes que prévu.
L'idée Boucle d'Or : la température d'une planète ne dépend pas que de sa distance au Soleil. L'albédo et surtout l'atmosphère décident si une planète est gelée, brûlante, ou « juste comme il faut » pour l'eau liquide — et donc, peut-être, pour la vie.
Pour mémoire : les températures observées
Le graphique de référence des températures de surface réellement mesurées sur chaque planète.