Titan, la plus grande lune de Saturne

Mis à jour le 19 octobre 2026 · 6 min de lecture

Titan est la plus grande lune de Saturne et la deuxième du Système solaire : avec 5 150 km de diamètre, elle dépasse la planète Mercure. C'est la seule lune dotée d'une atmosphère dense, composée surtout d'azote, avec une pression au sol 1,45 fois supérieure à celle de la Terre, et le seul monde connu, hormis le nôtre, où pluie, rivières, lacs et mers existent en surface, à ceci près qu'ils sont faits de méthane et d'éthane liquides, vers -179 °C. Sous sa croûte de glace s'étend un océan d'eau liquide.

Découverte et nom

Christiaan Huygens découvre Titan le 25 mars 1655, avec une lunette fabriquée avec son frère Constantijn. C'est la première lune trouvée autour d'une autre planète que la Terre et Jupiter. Huygens l'appelle simplement Saturni Luna, « la lune de Saturne » ; le nom de Titan est proposé en 1847 par John Herschel, qui baptise alors les sept lunes connues d'après les Titans, frères et sœurs de Cronos. Titan concentre à lui seul environ 96 % de la masse de tout ce qui orbite autour de Saturne, anneaux compris.

Une atmosphère plus épaisse que la nôtre

En 1944, Gerard Kuiper détecte du méthane dans le spectre de Titan : la lune possède une atmosphère. Lors de son survol en novembre 1980, Voyager 1 découvre une surprise : une enveloppe épaisse, dominée par l'azote, cachée sous une brume orangée opaque. L'atmosphère contient environ 95 % d'azote et quelques pour cent de méthane près du sol, avec des traces d'hydrogène, d'éthane, d'acétylène, de cyanure d'hydrogène et de bien d'autres composés.

Comme la gravité de Titan est faible et son air dense, la colonne de gaz au-dessus de chaque mètre carré est environ dix fois plus massive que sur Terre. Un humain pourrait en théorie voler en battant des ailes fixées à ses bras. La brume naît en haute altitude, où les ultraviolets solaires et les particules de la magnétosphère de Saturne cassent les molécules de méthane et d'azote. Les fragments se recombinent en molécules organiques complexes qui s'agglomèrent en aérosols, les tholins, et se déposent lentement au sol.

Cette chimie a un prix : la lumière solaire détruit le méthane de façon irréversible, et la réserve atmosphérique serait épuisée en quelques dizaines de millions d'années. Quelque chose doit la renouveler, sans doute un dégazage de l'intérieur, mais le mécanisme et son rythme restent débattus.

Un monde de méthane : pluies, rivières et mers

Sur Terre, l'eau circule entre océan, nuages et pluie. Sur Titan, ce rôle revient au méthane. Cassini a vu des nuages se former et dériver, des terrains s'assombrir après des averses, et cartographié des réseaux de vallées ramifiées qui se jettent dans des lacs. Huygens s'est posé sur une plaine humide jonchée de galets arrondis de glace d'eau, polis par un liquide en mouvement.

Presque tous les lacs et mers se trouvent près du pôle Nord. Le plus grand, Kraken Mare, couvre environ 400 000 km², une superficie comparable à celle de la mer Caspienne ; Ligeia Mare, composée surtout de méthane, atteint quelque 160 m de profondeur. Le radar de Cassini y a aussi repéré des « îles magiques », des taches brillantes qui apparaissent puis disparaissent, peut-être des vagues, des bulles ou des solides flottants. Les mers, leur chimie et le cycle saisonnier sont détaillés à la page des lacs de Titan.

Autour de l'équateur, le paysage est sec. De vastes champs de dunes linéaires, hautes d'une centaine de mètres au maximum, ceinturent la lune. Elles ne sont pas faites de sable siliceux mais de grains de matière organique, modelés par les vents au fil des longues saisons de Titan, qui durent chacune environ 7,4 années terrestres, comme celles de Saturne (les saisons de Saturne).

Sous la surface, un océan caché

La surface de Titan est en glace d'eau, aussi dure que la roche à -179 °C. En mesurant comment la forme de la lune se déforme le long de son orbite légèrement excentrique, l'équipe de radioscience de Cassini a montré en 2012 que Titan se déforme trop pour être entièrement solide. L'explication la plus probable est un océan global d'eau liquide, sans doute salée et peut-être mêlée d'ammoniac, sous une coquille de glace épaisse de plusieurs dizaines de kilomètres, avec en profondeur de la glace haute pression et de la roche.

Savoir si cet océan échange de la matière avec la surface riche en composés organiques est l'une des grandes questions sur l'habitabilité de Titan (voir la vie sur Titan et Encelade).

Exploration : Voyager, Cassini-Huygens et Dragonfly

• Voyager 1 (1980) a été dévié pour frôler Titan, un choix qui a courbé sa trajectoire hors du plan des planètes et exclu toute autre visite (Voyager).
• Cassini (2004-2017) a effectué plus de 120 survols ciblés de Titan. Son radar et ses instruments infrarouges ont percé la brume pour cartographier mers, dunes, montagnes et cratères (Cassini).
• Huygens, la sonde européenne emportée par Cassini, est descendue sous parachute le 14 janvier 2005, une descente d'environ deux heures et demie, puis a transmis depuis le sol pendant plus d'une heure. C'est toujours l'atterrissage le plus lointain jamais réalisé (Huygens).
• Dragonfly, l'hélicoptère-atterrisseur à propulsion nucléaire de la NASA, doit être lancé en juillet 2028 pour arriver en 2034. Il sautera de site en site dans les champs de dunes équatoriaux et près du cratère Selk, où la fusion due à l'impact a pu mêler eau liquide et matière organique (Dragonfly).

Observer Titan soi-même

Titan brille vers la magnitude 8 : il est visible dans presque n'importe quel petit télescope, et même aux jumelles bien stabilisées, comme une « étoile » près de Saturne. Il passe d'un côté à l'autre de la planète en huit jours. Les conseils pratiques se trouvent dans observer Saturne au télescope.

Sources

• NASA Science : Titan
• ESA : Cassini-Huygens
• Iess, L., et al., « The tides of Titan », Science 337 (2012)
• Lebreton, J.-P., et al., « An overview of the descent and landing of the Huygens probe on Titan », Nature 438 (2005)