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Enseignement scientifique · Première

La forme de la Terre : fiche de révision de 1re

Publié le 7 novembre 2026 · Mis à jour le 7 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • La géodésie est la science qui s'intéresse à la figure de la Terre et à ses dimensions, sans oublier la pesanteur qui l'accompagne.5
  • Une forme sphérique est proposée explicitement au milieu du Ier millénaire av. J.-C. ; Ératosthène réalise la première mesure de la circonférence terrestre.65
  • Sa valeur, environ 39 375 km, est proche de l'estimation actuelle, environ 40 075 km.5
  • Fin du XVIIe siècle, Newton (1687) et Huygens (1690) font penser que la rotation déforme la sphère en ellipsoïde de révolution.6
  • La surface réelle est irrégulière : on la modélise par un ellipsoïde (il en existe une infinité) ou par le géoïde (il n'y en a qu'un).5

L'essentiel à retenir

Les dates et les savants à connaître

Le savant grec Ératosthène (IIIe siècle av. J.-C.) a mesuré la circonférence de la Terre par une méthode géométrique : il a comparé l'ombre du Soleil à midi, le même jour, dans deux villes situées sur un même méridien (Syène et Alexandrie). À Syène, le Soleil était au zénith ; à Alexandrie, ses rayons faisaient un angle d'environ 7,2° avec la verticale, soit 1/50 de tour. Comme l'angle et la longueur de l'arc sont proportionnels, la circonférence vaut 50 fois la distance entre les deux villes (environ 5 000 stades), soit 250 000 stades : C=L×360αC = L \times \dfrac{360}{\alpha}. Converti en km, son résultat est d'environ 39 375 km, mais cette conversion dépend de la longueur du stade qu'on retient.56 L'estimation actuelle est d'environ 40 075 km : l'écart est d'environ 700 km, donc son résultat était remarquablement proche.5

Avec les travaux de Newton et de Huygens, on en vient à penser que la rotation quotidienne de la Terre l'écrase : si son intérieur est plus ou moins fluide, la sphère devient un ellipsoïde de révolution.6 L'abbé Jean Picard fut le dernier à calculer le rayon en supposant une Terre sphérique. Peu après ses mesures, on s'est rendu compte que la Terre était plutôt un ellipsoïde faiblement aplati. Sa valeur du rayon moyen restait pourtant précise.6

Les modèles de la surface terrestre

La surface de la Terre est irrégulière : montagnes, océans, vallées. On peut la modéliser de plusieurs façons.5

Pièges et méthode

Mesurer et se repérer sur la Terre

Pour mesurer une grande distance sur le sol, on la découpe en une chaîne de triangles. On mesure une seule longueur au sol (la base), puis les angles de chaque triangle depuis ses sommets : la géométrie donne alors toutes les autres longueurs. Delambre et Méchain ont appliqué cette idée pour mesurer le méridien terrestre, avec un instrument d'angles précis, le cercle répétiteur.3

Questions flash

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  1. Comment s'appelle la science qui détermine la figure de la Terre et ses dimensions, en faisant intervenir son champ de pesanteur ?

  2. Quel savant grec est associé à la première mesure de la circonférence de la Terre ?

  3. Il existe un seul géoïde, mais une infinité d'ellipsoïdes possibles.

  4. Selon les travaux de Newton (1687) et de Huygens (1690), quelle forme la rotation de la Terre donne-t-elle à une sphère dont l'intérieur est plus ou moins fluide ?

  5. La valeur d'Ératosthène (environ 39 375 km) est très éloignée de l'estimation actuelle (environ 40 075 km).

Les questions qu'on se pose

Pourquoi dit-on que la Terre n'est pas une sphère parfaite ?

Très vite après les mesures de l'abbé Picard, on a vu qu'en première approximation la Terre est plutôt un ellipsoïde de révolution faiblement aplati.6 De plus, sa surface réelle est très irrégulière, d'où le besoin de modèles.5

Quelle est la différence entre un ellipsoïde et le géoïde ?

Un ellipsoïde est une forme géométrique régulière : il en existe une infinité, adaptés à toute la Terre ou à une partie seulement. Le géoïde est une surface équipotentielle de pesanteur, et il n'y en a qu'un.56

Les savants de l'Antiquité savaient-ils que la Terre est ronde ?

L'hypothèse d'une forme sphérique est formulée explicitement au milieu du Ier millénaire av. J.-C. Ensuite, les gens érudits ne la remettent plus guère en doute jusqu'à la deuxième moitié du XVIIe siècle.6

Sources

Programme visé : Enseignement scientifique, classe de première — Thème 3 : La Terre, un astre singulier · Ministère de l'Éducation nationale et de la Jeunesse / Éduscol

  1. Enseignement scientifique, classe de première — Thème 3 : La Terre, un astre singulier, Ministère de l'Éducation nationale et de la Jeunesse / Éduscol. Consulté le 7 novembre 2026.
  2. La forme de la Terre — Fiche Édubase, Éduscol. Consulté le 7 novembre 2026.
  3. Programmes et ressources en enseignement scientifique — voie générale, Éduscol. Consulté le 7 novembre 2026.
  4. La forme de la Terre : un problème mathématique ?, Étienne Ghys, CNRS/ENS Lyon. Consulté le 7 novembre 2026.
  5. Introduction à la géodésie — Tutoriel QGIS, CNRS. Consulté le 7 novembre 2026.
  6. Figure de la Terre, Wikipédia. Consulté le 7 novembre 2026.

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