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Enseignement scientifique · Première

La Terre dans l'Univers : exercices corrigés de 1re

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

L'essentiel

  • Le géocentrisme place la Terre immobile au centre de l'Univers ; l'héliocentrisme place le Soleil au centre et fait tourner la Terre autour de lui.3
  • Copernic (1473-1543) publie De revolutionibus orbium coelestium en 1543 : la Terre n'est plus le centre, et les mouvements célestes viennent de ses propres mouvements.5
  • Le programme demande de distinguer les référentiels géocentrique et héliocentrique, et de décrire le mouvement de la Terre et de la Lune dans chacun.3
  • La parallaxe des étoiles est un argument de la controverse entre les deux conceptions du système solaire.1
  • Cette controverse sert d'entrée à l'épistémologie : modèles scientifiques et réfutabilité.1

Comment utiliser ces exercices

Ces exercices portent sur le passage d'une conception géocentrique à une conception héliocentrique du monde, l'une des grandes controverses de l'histoire des sciences.2 Ils vont du plus simple au plus exigeant : d'abord reconnaître les deux modèles, ensuite manier les dates et les référentiels, enfin argumenter comme on le demande en enseignement scientifique.

Les exercices

Exercice 1 Géocentrisme ou héliocentrisme ?

★☆☆Environ 8 min

Pour chaque affirmation, indique si elle appartient au géocentrisme ou à l'héliocentrisme.

a. La Terre reste immobile au centre de l'Univers.

b. Le Soleil est placé au centre, et la Terre tourne autour de lui.

c. Le Soleil et les autres astres tournent autour de la Terre.

d. Les sphères célestes tournent autour du Soleil, qui est le centre de l'Univers.

e. La Terre n'est pas le centre de l'Univers.

Indice 1

Cherche d'abord qui occupe le centre dans chaque phrase : la Terre ou le Soleil.

Indice 2

L'affirmation e est une négation : demande-toi quel modèle refuse à la Terre la place centrale.

Voir la correction pas à pas
  1. a. La Terre immobile au centre : c'est le principe de base du géocentrisme.3

  2. b. Le Soleil au centre avec une Terre en mouvement autour de lui : c'est l'héliocentrisme.5

  3. c. Les astres, Soleil compris, qui tournent autour de la Terre : géocentrisme.4

  4. d. Les sphères qui tournent autour du Soleil, centre de l'Univers : héliocentrisme, tel que Copernic le formule.5

  5. e. Refuser à la Terre la place centrale est l'un des postulats de Copernic : héliocentrisme.5

Une seule question suffit pour trancher : qui est au centre ? Terre immobile, on est dans le géocentrisme ; Soleil au centre, on est dans l'héliocentrisme.

Exercice 2 L'âge de Copernic à la parution de son livre

★☆☆Environ 6 min

Nicolas Copernic est né en 1473 et mort en 1543. Son ouvrage De revolutionibus orbium coelestium paraît en 1543.5

Calcule le nombre d'années entre sa naissance et la publication de son ouvrage.

Indice 1

Il s'agit d'une différence entre deux années.

Indice 2

Garde la même unité dans tout le calcul : l'année.

Voir la correction pas à pas
  1. On repère l'année de naissance : 1473.5

  2. On repère l'année de publication : 1543.5

  3. On soustrait : 1543−1473=701543 - 1473 = 70.

  4. On écrit le résultat avec son unité : 70 ans entre la naissance de Copernic et la parution de l'ouvrage.

L'ouvrage paraît la même année que la mort de Copernic : l'auteur de la théorie héliocentrique n'a donc connu que de très peu, voire pas du tout, l'accueil réservé à son livre imprimé. Le résultat est de 70 ans.

Exercice 3 Un écart d'au moins treize siècles

★★☆Environ 10 min

Ptolémée est un astronome d'Alexandrie du IIe siècle de notre ère, associé à une Terre située au centre de l'Univers.6 Copernic publie son ouvrage en 1543.5

Le IIe siècle se termine au plus tard en l'an 200. Calcule l'écart minimal en années entre la fin du IIe siècle et la publication de 1543.

Indice 1

Cherche l'année la plus tardive du IIe siècle, pour obtenir l'écart le plus petit possible.

Indice 2

Soustrais cette année à 1543.

Voir la correction pas à pas
  1. Le IIe siècle couvre les années 101 à 200 : sa dernière année est 200.

  2. Ptolémée vit donc au plus tard à cette date, ce qui donne l'écart le plus faible.

  3. On calcule : 1543−200=13431543 - 200 = 1343.

  4. On conclut : au moins 1343 ans séparent Ptolémée de l'ouvrage de Copernic.

Plus de treize siècles séparent ces deux conceptions. Cela montre qu'un modèle peut rester dominant très longtemps avant d'être remplacé. L'écart minimal est de 1343 ans.

Exercice 4 Décrire un mouvement selon le référentiel

★★☆Environ 12 min

Le programme demande de différencier les référentiels géocentrique et héliocentrique.3

Complète le tableau suivant par des phrases courtes.

Référentiel géocentrique Référentiel héliocentrique
Centre du référentiel ? ?
Mouvement de la Terre ? ?
Mouvement de la Lune ? ?
Indice 1

Le centre du référentiel est l'astre par rapport auquel on décrit tous les mouvements.

Indice 2

Dans le référentiel héliocentrique, c'est la Terre qui change de place par rapport au Soleil ; pour la Lune, combine deux mouvements.

Voir la correction pas à pas
  1. Centre. Géocentrique : la Terre. Héliocentrique : le Soleil.3

  2. Terre, référentiel géocentrique. Le centre de la Terre est fixe dans ce référentiel : la Terre y tourne seulement sur elle-même, autour de l'axe des pôles.3

  3. Terre, référentiel héliocentrique. La Terre tourne autour du Soleil en un an, tout en tournant sur elle-même.5

  4. Lune, référentiel géocentrique. Elle tourne autour de la Terre.3

  5. Lune, référentiel héliocentrique. Elle tourne toujours autour de la Terre, mais la Terre se déplace elle-même autour du Soleil : le mouvement de la Lune est ici composé de deux mouvements.35

Le même phénomène se décrit de deux façons selon le point de vue. Choisir un référentiel, c'est choisir par rapport à quoi on repère les mouvements.

Exercice 5 Les postulats de Copernic

★★☆Environ 12 min

Dans son ouvrage, Copernic avance plusieurs idées : la Terre n'occupe pas le centre de l'Univers ; les orbes célestes circulent autour du Soleil ; la distance entre la Terre et le Soleil est minuscule comparée à celle qui sépare le Soleil des étoiles ; les déplacements observés dans le ciel s'expliquent par les mouvements de la Terre.5

  1. Pour chacune de ces idées, dis quel principe du géocentrisme elle remet en cause.
  2. Laquelle porte sur l'immensité de l'Univers face aux distances du système solaire ?
Indice 1

Rappelle-toi le principe central du géocentrisme : Terre immobile et au centre.

Indice 2

La troisième idée met deux distances en rapport : lesquelles ?

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  1. Idée 1. Dire que la Terre n'est pas au centre s'oppose directement à la place centrale que lui donne le géocentrisme.35

  2. Idée 2. Si les orbes tournent autour du Soleil, ce ne sont plus les astres qui tournent autour de la Terre.45

  3. Idée 4. Si le ciel semble bouger parce que la Terre se meut, celle-ci ne peut plus être immobile, ce que le géocentrisme affirmait.35

  4. Question 2. C'est l'idée qui met en rapport la distance Terre-Soleil et la distance Soleil-étoiles : la première est extrêmement petite devant la seconde.5

Les idées 1, 2 et 4 attaquent chacune un pilier du géocentrisme. La troisième est à part : elle ne dit pas qui est au centre, elle dit que les étoiles sont très lointaines. Elle prépare l'exercice suivant.

Exercice 6 La parallaxe des étoiles, un argument de la controverse

★★★Environ 15 min

La recherche de la parallaxe des étoiles constitue un argument dans la controverse entre conceptions héliocentriques et géocentriques.1

Tends ton pouce à bout de bras et regarde-le avec l'œil gauche seul, puis avec l'œil droit seul. Il semble se décaler devant le fond de la pièce : c'est une parallaxe.

  1. Si la Terre se déplace autour du Soleil, quel décalage apparent attend-on pour les étoiles proches, observées à plusieurs mois d'intervalle ?
  2. Si ce décalage reste trop petit pour être vu, quelle explication Copernic peut-il invoquer ?5
  3. Pourquoi cette absence de décalage pouvait-elle être utilisée contre l'héliocentrisme ?
Indice 1

Les deux yeux jouent le rôle de deux positions de la Terre sur son orbite.

Indice 2

Reprends le postulat sur les distances Terre-Soleil et Soleil-étoiles.

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  1. Question 1. Observer depuis deux positions éloignées change l'angle sous lequel on voit un objet proche par rapport au fond : on attend un petit déplacement apparent des étoiles proches devant les étoiles plus lointaines.

  2. Question 2. Copernic pose que la distance Terre-Soleil est extrêmement petite devant la distance Soleil-étoiles.5 L'écart de position de la Terre est alors minuscule face à l'éloignement des étoiles, donc le décalage est très faible.

  3. Question 3. Un partisan du géocentrisme, où la Terre est immobile,3 pouvait constater qu'aucun décalage n'apparaissait et en conclure que la Terre ne bougeait pas.

  4. On voit que l'argument ne vaut que si l'on mesure assez finement : tout dépend de la précision des observations.

L'absence de décalage observé n'est pas une preuve définitive : elle est compatible avec une Terre immobile ou avec des étoiles très lointaines. Un argument ne tranche que s'il exclut les autres explications.

Exercice 7 Modèle, réfutabilité et autorité

★★★Environ 20 min

Le programme invite à aborder l'épistémologie en partant de la place de la Terre dans l'Univers, avec les notions de science, de modèle et de réfutabilité.1

Un modèle géocentrique place la Terre au centre, ce qui satisfait l'Église.2 Galilée, lui, est condamné : l'Église juge que ses idées contredisent l'enseignement chrétien, pour qui l'Univers est centré sur la Terre.4

Rédige un court paragraphe argumenté (six à dix lignes) répondant à la question : qu'est-ce qui doit décider du choix d'un modèle en science : l'autorité ou l'accord avec les observations ?

Indice 1

Un modèle scientifique doit pouvoir être confronté à des observations qui pourraient le contredire : c'est l'idée de réfutabilité.

Indice 2

Distingue ce qui relève de la doctrine et ce qui relève de la mesure.

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  1. Poser la thèse : en science, c'est l'accord avec les observations qui valide ou réfute un modèle, pas l'autorité de celui qui l'énonce.

  2. Premier argument : Galilée est condamné parce que ses idées heurtent la doctrine religieuse, non à cause d'un résultat d'observation.4 Une telle décision ne dit rien de la valeur scientifique du modèle.

  3. Deuxième argument : le géocentrisme ne s'est pas imposé seulement par l'observation, mais aussi parce qu'il s'accordait avec les Écritures.2 Un modèle protégé par son accord avec une doctrine échappe au test, donc à la réfutation.

  4. Troisième argument : le passage d'une conception à l'autre est une controverse majeure de l'histoire des sciences,2 ce qui montre qu'un modèle accepté peut être remplacé quand on le confronte à de nouveaux arguments, dont la question de la parallaxe des étoiles fait partie.1

  5. Conclure : un modèle scientifique reste provisoire ; il vaut tant qu'il résiste aux tests, et il est abandonné lorsqu'un autre rend mieux compte des observations.

Un bon paragraphe pose une thèse, l'appuie par des faits datés ou des exemples, puis conclut sans se contredire. Ici, l'idée forte est que la réfutabilité distingue un modèle scientifique d'une croyance protégée de toute remise en cause.

Les questions qu'on se pose

Faut-il apprendre des dates précises pour ce chapitre ?

Retiens surtout les repères qui structurent la controverse : le géocentrisme associé à Ptolémée, astronome d'Alexandrie du IIe siècle,6 puis Copernic (1473-1543) et son ouvrage de 1543.5 L'objectif du programme est de comprendre le passage d'une conception à l'autre et de savoir différencier les référentiels, plus que de réciter une liste de dates.3

Quelle différence entre un modèle et un référentiel ?

Un modèle est une représentation du monde, comme le géocentrisme ou l'héliocentrisme.3 Un référentiel est le point de vue choisi pour décrire un mouvement : on peut décrire la Lune depuis un référentiel centré sur la Terre ou sur le Soleil.3 Le choix d'un référentiel est une commodité de description ; le choix d'un modèle engage une conception du monde.

Sources

Programme visé : Programme d'enseignement scientifique de la classe de première de la voie générale · Éduscol (Ministère de l'Éducation nationale)

  1. Programme d'enseignement scientifique de la classe de première de la voie générale, Éduscol (Ministère de l'Éducation nationale). Consulté le 7 novembre 2026.
  2. La controverse hélio-géocentrique - Enseignement scientifique 1re, Éduscol. Consulté le 7 novembre 2026.
  3. Référentiels enseignement scientifique 1re - Voie générale, Éduscol. Consulté le 7 novembre 2026.
  4. Découvertes de Copernic - Chronologie et contexte historique, Bibliothèque nationale de France (BnF). Consulté le 7 novembre 2026.
  5. Nicolas Copernic - Biographie et portrait, Bibliothèque nationale de France (BnF). Consulté le 7 novembre 2026.
  6. Galilée et la révolution scientifique - Ressource pédagogique, Réseau Canopé. Consulté le 7 novembre 2026.

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