Astrophysique : les planètes et leur habitabilité

Synopsis
L'objectif du cours est d’explorer les planètes et satellites du Système Solaire, puis de partir à la découverte des planètes tournant autour d’autres étoiles (« les exoplanètes »). Nous planterons d’abord le décor anthropologique, épistémologique et scientifique de la planétologie. Puis nous explorerons de façon approfondie Vénus, Mars, Europe, Titan, des corps au fort potentiel exobiologique. Nous serons alors prêts à découvrir d'autres systèmes planétaires par l'observation pour comprendre leurs caractéristiques extraordinaires. Ceci nous conduira à étudier les mécanismes de formation et d’évolution des systèmes planétaires, en particulier celui de notre soleil. Nous serons alors prêt à définir la notion d’habitabilité des planètes du point de vue du vivant en examinant l’effet des configurations astronomiques, des processus géologiques, climatiques, géophysiques et biologiques. Nous réfléchirons enfin sur la notion d’habitabilité au sens anthropologique en abordant la question de l’habitabilité terrestre future et la possible colonisation humaine du système solaire. 
Programme et détail des activités :
(chaque cours magistral - CM - est d'une durée de 2 heures, le PP est un travail personnel facultatif) 

Partie I : contexte anthropologique, épistémologique et scientifique (3 CM + 1PP) 
L’être humain et les planètes, une longue histoire : 
    Peuples premiers : légendes, symbolisme et traditions religieuses.
    Égypte antique et Babylone : calendriers, observations et éphémérides. 
    L’astronomie précolombienne : observation, calcul et prédiction de la position des planètes dans le ciel. 
    Grèce antique : penser l’Univers, modéliser le mouvement des planètes dans le ciel, proposer des principes physiques et des systèmes.
    A l’aube de la révolution scientifique : une vision de l’Univers transformée, l’émergence d'une conscience sur la pluralité des mondes, nouveaux principes et techniques mathématiques pour décrire les astres.
    L’avènement de la modernité : histoire des découvertes et explorations planétaires. 
PP : ruptures de la Modernité aux XVI - XVII siècles : cosmologique, ontologique et géographique. 

Partie II : le fait planétaire dans notre système solaire (6 CM + 1PP) 
    Présentation générale du système solaire: le soleil notre étoile, planètes telluriques, planètes géantes et satellites, planètes naines. 
    Vénus : introduction générale, météorologie et climat actuels, géologie, structure interne, évolution.
    Mars : introduction générale, météorologie et climat martien actuels, l’eau au présent et au passé, environnements sédimentaires primitifs.
    Europe : surface, géologie, structure et océan interne, environnement spatial, composition chimique et processus.
    Titan : traits caractéristiques, environnement spatial, atmosphère et climat, paysages et géologie, structure interne, questions scientifiques.
PP : l’exploration in situ des environnements martiens. 

Partie III : le fait planétaire autour des autres étoiles (2 CM + 1PP)
    Techniques de détection et de caractérisation des exoplanètes. 
    Propriétés orbitales, taille, masse, densité, température, propriétés atmosphériques, interactions avec l’étoile. 
    Classification et statistiques. 
    Formation et évolution des systèmes planétaires.

Partie IV : l'habitabilité des planètes à surface solide 

IV-a Habitabilité physique (1 CM + 1PP)
    Formation et évolution de notre système Terre.
    Les définitions de l’habitabilité.
    La vie primitive, ses caractéristiques et son périmètre.
    La vie sur d’autres planètes ?      
PP : élaboration de modèles physiques climatiques simples. Estimation de la zone habitable autour des étoiles. 

IV-b Habitabilité au sens anthropologique (Une séance de documentation et de réflexion collective).
Anthropisation du système solaire :  
    l’habitabilité des espaces sur Terre et ailleurs, 
    quel modèle d’habitabilité ? 

L’habitabilité terrestre et son devenir comme un enjeu collectif : 
    évolutions technologiques, 
    géo-ingénierie, terraformation,
    vers un nouveau récit de l’habitabilité sur Terre ?