La taille et l'épaisseur des anneaux de Saturne

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

Les anneaux principaux de Saturne mesurent environ 280 000 km d'un bord à l'autre, soit près des trois quarts de la distance Terre-Lune, pour une largeur d'environ 73 000 km entre leur bord interne et l'anneau F. Leur épaisseur, en revanche, n'est le plus souvent que d'une dizaine de mètres, et ne dépasse le kilomètre qu'en quelques endroits. Leur masse totale, mesurée par Cassini en 2017, est d'environ 1,5 × 10¹⁹ kg, soit à peu près 40 % de celle de la petite lune Mimas.

Des anneaux plus larges que la planète

Les distances des anneaux se mesurent depuis le centre de Saturne, dont le rayon équatorial est de 60 268 km. L'anneau D commence à environ 6 600 km au-dessus des nuages, et le bord externe de l'anneau A se situe à 136 775 km du centre. D'un bord à l'autre, les anneaux brillants s'étendent donc sur environ 2,3 fois le diamètre de la planète.

Avec les anneaux ténus, l'échelle explose : l'anneau E, alimenté par Encelade, s'étend jusqu'à environ 480 000 km du centre de Saturne, et l'anneau de Phoebé jusqu'à 16 millions de km. Pour le détail anneau par anneau, voir les noms des anneaux, et pour la taille de la planète elle-même, la page taille et masse de Saturne.

Une finesse extraordinaire

L'épaisseur locale des anneaux principaux est estimée à une dizaine de mètres, parfois quelques dizaines. Ce chiffre est déduit de la façon dont se propagent les ondes de densité et de flexion déclenchées par les lunes, qui dépend de l'agitation des particules, et des occultations d'étoiles observées par Cassini.

Le rapport entre largeur et épaisseur est sans équivalent. Avec 10 m d'épaisseur pour 280 000 km de diamètre, le rapport est d'environ 1 pour 28 millions. Une feuille de papier de 0,1 mm d'épaisseur aussi fine, en proportion, que les anneaux mesurerait près de 3 km de large.

Cette minceur s'explique par les collisions. Les particules qui s'écartent du plan équatorial le traversent deux fois par orbite et heurtent les autres. Chaque choc dissipe un peu d'énergie, si bien que le mouvement vertical s'amortit et que le disque s'aplatit. Le plan reste celui de l'équateur de Saturne, imposé par le renflement équatorial de la planète.

Les « montagnes » des anneaux

Les anneaux ne sont pas parfaitement plats. L'équinoxe d'août 2009 a offert une occasion unique de le vérifier : le Soleil éclairait les anneaux par la tranche, et toute structure dépassant du plan projetait une longue ombre. La sonde Cassini a ainsi révélé :

• des reliefs allant jusqu'à environ 2,5 km de haut le long du bord externe de l'anneau B, là où la résonance avec Mimas agite les particules ;
• des vagues verticales d'environ 1,5 km sur les bords de la division de Keeler, soulevées par Daphnis ;
• les ombres des « propellers », perturbations créées par des petites lunes enfouies dans l'anneau A (voir les satellites bergers).

D'autres déformations sont plus étendues mais moins hautes. Les anneaux C et D portent des ondulations en spirale, comparables à une tôle ondulée, attribuées à l'impact de débris cométaires au début des années 1980. Ces mesures expliquent aussi pourquoi les observations anciennes, faites depuis la Terre lors des passages par la tranche, donnaient des épaisseurs apparentes de l'ordre du kilomètre : on voyait alors surtout ces reliefs, l'anneau F et les anneaux poussiéreux.

Quelle est la masse des anneaux ?

Jusqu'en 2017, la masse des anneaux restait mal connue. Lors des dernières orbites de son Grand Final, Cassini est passée entre Saturne et les anneaux, ce qui a permis de séparer leur attraction de celle de la planète en suivant précisément la trajectoire de la sonde. Le résultat, publié en 2019 par l'équipe de Luciano Iess : 1,54 × 10¹⁹ kg, avec une incertitude d'environ un tiers.

Pour se représenter cette masse :

• elle équivaut à environ 40 % de la masse de Mimas, une lune de moins de 400 km de diamètre ;
• rassemblée en une boule de glace, elle formerait un corps d'environ 320 km de diamètre ;
• elle représente environ 1 % de la masse des océans terrestres.

L'essentiel de cette masse est concentré dans l'anneau B, le plus dense. Cette faible masse, comparée à l'immense surface des anneaux, est l'un des arguments en faveur d'anneaux jeunes (voir l'âge et l'origine des anneaux).

Vus depuis la Terre

À l'opposition, le globe de Saturne mesure environ 19 secondes d'arc, et ses anneaux environ 40 à 45 secondes d'arc : ils sont plus de deux fois plus larges que la planète, ce qui les rend visibles dès un grossissement de 25 à 30 fois. Leur aspect varie avec l'angle sous lequel nous les voyons, de la tranche presque invisible, comme en 2025, à une ouverture maximale d'environ 27° (voir la disparition des anneaux).

Sources

• L. Iess et al., « Measurement and implications of Saturn's gravity field and ring mass », Science, 2019
• NASA Science, Saturn
• J. N. Cuzzi et al., « An evolving view of Saturn's dynamic rings », Science, 2010
• L. W. Esposito, Planetary Rings, Cambridge University Press, 2014