L'unité astronomique (UA) vaut exactement 149 597 870 700 m depuis la résolution UAI 2012. C'est la règle à mesurer préférée du Système solaire : orbites planétaires, sondes, comètes, systèmes exoplanétaires.
L'unité astronomique est le mètre-étalon du Système solaire. À l'œil nu, le Soleil et la Lune ont à peu près la même taille apparente ; c'est une coïncidence magnifique mais trompeuse, car le Soleil est 400 fois plus gros et 400 fois plus loin. Ce « plus loin » vaut précisément 1 UA : 149 597 870 700 mètres.
La Terre ne suit pas un cercle parfait autour du Soleil, mais une ellipse d'excentricité 0,0167. La distance réelle varie donc : 147,1 × 10⁶ km au périhélie (vers le 3 janvier) et 152,1 × 10⁶ km à l'aphélie (vers le 4 juillet). La moyenne sur une révolution vaut approximativement 1,00001 UA. Pour éviter toute ambiguïté, l'UAI a tranché en 2012 : l'UA n'est plus définie comme « une moyenne » (floue) mais comme une longueur conventionnelle fixe, exactement 149 597 870 700 m, point.
Cette unité est particulièrement naturelle pour décrire le Système solaire. Mercure orbite à 0,39 UA, Vénus à 0,72, la Terre à 1 par définition, Mars à 1,52, Jupiter à 5,20, Saturne à 9,58, Uranus à 19,19, Neptune à 30,07. L'orbite de Pluton oscille entre 29,66 et 49,31 UA. Les missions Voyager 1 et 2, lancées en 1977, se trouvent respectivement à 166 UA et 138 UA (avril 2026) — bien au-delà de l'héliopause mais encore très loin de la limite du Nuage d'Oort (50 000 à 100 000 UA).
La résolution UAI 2012 (XXVIIIᵉ Assemblée, Pékin) a aussi introduit le symbole officiel « au » (minuscules) en anglais et « ua » en français. L'UA fait partie des unités « acceptées pour usage avec le SI » selon le BIPM, mais sans faire partie du SI stricto sensu.
Définition exacte (UAI 2012) :
1 UA = 149 597 870 700 m (exactement)
Cette valeur est définie comme une constante, non plus mesurée. Toutes les précisions viennent désormais du côté des distances elles-mêmes.
Conversions principales :
• 1 UA ≈ 149,6 × 10⁶ km ≈ 9,295 × 10⁷ miles • 1 UA ≈ 499,00 secondes-lumière ≈ 8,317 minutes-lumière • 1 UA ≈ 1,581 × 10⁻⁵ al • 1 UA ≈ 4,848 × 10⁻⁶ pc • 1 al ≈ 63 241 UA • 1 pc ≈ 206 265 UA
Note importante : 1 pc = 206 264,806 UA exactement (c'est la définition même du parsec, basée sur 1 radian = 206 264,806 arcsec).
Orbites planétaires (demi-grand axe) :
• Mercure 0,387 UA · Vénus 0,723 UA · Terre 1,000 UA · Mars 1,524 UA • Ceinture d'astéroïdes ≈ 2,2-3,2 UA · Jupiter 5,204 UA · Saturne 9,582 UA • Uranus 19,20 UA · Neptune 30,05 UA · Pluton 39,48 UA • Ceinture de Kuiper ≈ 30-50 UA · héliopause ≈ 120 UA · Nuage d'Oort 10³-10⁵ UA
Exoplanètes notables : TRAPPIST-1e à 0,029 UA de sa naine rouge, Proxima b à 0,0485 UA, HD 209458 b (« Osiris ») à 0,047 UA.
Au sein du Système solaire, l'UA se décline de la fraction au milliard.
Système solaire interne (< 2 UA). Les planètes telluriques : Mercure (0,39 UA), Vénus (0,72), Terre (1), Mars (1,52). C'est l'échelle des missions habitées (6 à 9 mois pour Mars), des sondes rapides, des transferts Hohmann classiques.
Ceinture principale et planètes géantes (2 à 30 UA). La ceinture d'astéroïdes (≈ 2,2-3,2 UA, dont Cérès 2,77), Jupiter (5,2), Saturne (9,6), Uranus (19,2), Neptune (30). Les missions-signature : Galileo (1989-2003, Jupiter), Cassini-Huygens (1997-2017, Saturne). Les transferts durent 6-10 ans et exigent des assistances gravitationnelles.
Système solaire externe (30 à 100 UA). Ceinture de Kuiper (Pluton 39,5 UA, Haumea 43, Makémaké 45, Éris 68), disque épars, objets détachés (Sedna 76 UA au périhélie, jusqu'à 1 000 UA à l'aphélie). New Horizons a survolé Pluton en 2015 à 34 UA, puis Arrokoth (2014 MU69) en 2019 à 44 UA. L'héliopause a été traversée par Voyager 1 en août 2012 à 121 UA (frontière entre le vent solaire et le milieu interstellaire).
Milieu interstellaire proche (> 100 UA). Les sondes Voyager 1 (166 UA en avril 2026) et Voyager 2 (138 UA) dérivent désormais dans le milieu interstellaire. Le Nuage d'Oort, réservoir cométaire hypothétique, commencerait vers 2 000 UA et s'étendrait jusqu'à 100 000 UA (≈ 1,6 al), soit presque la moitié de la distance à Alpha Centauri.
Exoplanètes. Les systèmes exoplanétaires s'expriment naturellement en UA : les Jupiters chauds orbitent à 0,02-0,1 UA, les zones habitables des naines rouges sont typiquement entre 0,05 et 0,3 UA, celles des étoiles de type solaire entre 0,8 et 2 UA.
Historiquement, mesurer l'UA fut un des grands enjeux de l'astronomie.
Parallaxes planétaires (XVIIᵉ-XVIIIᵉ siècles). Kepler avait établi les rapports de distances entre planètes (troisième loi : T² ∝ a³) dès 1619, mais sans valeur absolue. Cassini mesure la parallaxe de Mars en 1672 et obtient ≈ 140 × 10⁶ km — déjà proche du vrai. Les passages de Vénus devant le Soleil en 1761 et 1769 mobilisent des dizaines d'expéditions internationales (Cook à Tahiti, Le Gentil en Inde, Chappe en Californie) et donnent une UA à ≈ 153 × 10⁶ km.
Radar et mesures dans le Système solaire (XXᵉ siècle). Les premiers radars bombardent Vénus en 1961 (JPL/Goldstone). Le temps aller-retour mesuré, combiné aux lois de la mécanique céleste, donne l'UA au mètre près. Les relevés des sondes spatiales (Mariner, Pioneer, Voyager, Magellan, Cassini) ont encore affiné la valeur.
Définition conventionnelle (2012). Le problème : l'UA historique dépendait de la masse solaire via la constante de Gauss k. Or le Soleil perd 4,3 × 10⁹ kg par seconde en fusion et vent solaire — la masse varie ! L'UAI a donc fixé la valeur de l'UA à une constante entière (149 597 870 700 m, proche de la mesure radar antérieure) et redéfini k par ailleurs. L'UA est désormais une pure longueur, découplée de la masse solaire.
Et côté amateur ? On peut recréer la mesure historique de Cassini en triangulant Mars depuis deux points terrestres distants lors d'une opposition (ou plus modestement, en lisant l'éphéméride JPL Horizons). Notre outil système solaire affiche les distances héliocentriques en temps réel.
Plusieurs unités et concepts gravitent autour de l'UA.
UA vs rayon solaire (R☉). Attention : 1 R☉ ≈ 696 340 km = 0,00465 UA. Les étoiles supergéantes rouges comme Bételgeuse font environ 700-900 R☉, soit 3-4 UA — littéralement plus grandes que l'orbite de Mars. Ne pas confondre rayon stellaire et distance stellaire.
UA vs année-lumière. 1 al = 63 241 UA. L'UA convient jusqu'aux confins du Système solaire (< 10⁵ UA), au-delà on bascule sur l'année-lumière ou le parsec. Dire « Proxima Centauri est à 267 000 UA » est exact mais peu pratique.
UA vs périhélie/aphélie. L'UA n'est PAS la distance instantanée Terre-Soleil. Le périhélie terrestre vaut 0,983 UA, l'aphélie 1,017 UA. La Terre passe par 1 UA deux fois par an, vers début avril et début octobre. Le demi-grand axe terrestre vaut 1,00001 UA — mais l'UA moderne est une constante fixe, découplée de l'orbite réelle.
UA vs constante gravitationnelle solaire. Avant 2012, la définition de l'UA impliquait la constante de Gauss k² = GM☉/UA³. Depuis 2012, l'UA est une longueur pure et k est redéfinie. Lectures anciennes : un même chiffre peut cacher deux définitions.
UA vs Rayon Terre-Soleil moyen. Depuis 2012, ce n'est plus une équivalence stricte — la valeur a été figée légèrement au-dessus du demi-grand axe orbital réel (qui continue de varier à la marge sous l'effet des perturbations planétaires).
Parce que la définition historique liait l'UA à la masse du Soleil via la constante de Gauss (k² = GM☉/UA³). Or le Soleil perd environ 4,3 × 10⁹ kg par seconde (fusion nucléaire + vent solaire), rendant cette masse techniquement variable. En fixant l'UA à exactement 149 597 870 700 m, l'UAI a découplé la longueur de la masse solaire et simplifié les éphémérides planétaires. C'est une opération cousine de celle qui a redéfini le mètre en 1983 (lié désormais à c plutôt qu'à un étalon de platine-iridium). L'UA devient ainsi une règle à mesurer pure, parfaitement stable.
Mars est à entre 0,52 UA (opposition) et 2,52 UA (conjonction) de la Terre. Les missions habitées visent des transferts Hohmann de 6 à 9 mois quand Mars est favorable (tous les 26 mois environ). Perseverance (2020) a mis 203 jours en parcourant ≈ 472 millions de km. Une mission habitée devra gérer l'aller (6-9 mois), un séjour (≈ 1,5 an pour attendre une bonne fenêtre de retour) et le retour (6-9 mois) : total 2,5-3 ans. La distance moyenne Terre-Mars en moyenne orbitale vaut environ 1,52 UA — mais ce chiffre ne signifie pas grand-chose, les deux planètes bougeant en permanence.
Parce que les chiffres en km deviennent ingérables. Dire « Jupiter orbite à 5,2 UA » est parlant ; dire « 7,78 × 10⁸ km », beaucoup moins. L'UA conserve aussi une signification physique directe : Mercure à 0,39 UA suggère immédiatement un environnement thermique extrême, tandis que Neptune à 30 UA évoque un monde glacé. Pour les systèmes exoplanétaires, l'UA permet de comparer directement à notre propre architecture orbitale. Enfin, historiquement, toute la mécanique céleste de Kepler à Newton s'est construite en rapports d'UA bien avant qu'on sache lui donner une valeur absolue.
En avril 2026, Voyager 1 est à environ 166 UA du Soleil (plus de 24,8 milliards de km), Voyager 2 à 138 UA. Toutes deux ont traversé l'héliopause (Voyager 1 en août 2012 à 121 UA, Voyager 2 en novembre 2018 à 119 UA) et dérivent désormais dans le milieu interstellaire. La communication se fait encore via le Deep Space Network, avec un délai aller simple de 23 h pour Voyager 1. Aux vitesses actuelles (≈ 17 km/s pour Voyager 1), les sondes atteindront le bord présumé du Nuage d'Oort dans environ 300 ans et le « quitteront » dans 30 000 ans — ce qui relativise notre conquête spatiale.