Dernière mise à jour : 2026-06-16

La limite de Roche

La gravité maintient une lune cohérente, mais la même gravité, exercée par la planète qu'elle orbite, cherche à la disloquer. La face proche de la lune subit une attraction plus forte que la face lointaine, et cette différence — la force de marée — étire la lune. La limite de Roche est la distance à laquelle l'étirement par les marées finit par l'emporter sur l'autogravité de la lune. Si l'on s'aventure en deçà, un corps maintenu uniquement par sa gravité est réduit en débris.

Pour un satellite rigide, la limite vaut :

$d = R\left(\frac{2\rho_p}{\rho_s}\right)^{1/3}$

où $R$ est le rayon du corps central, $\rho_p$ sa densité, et $\rho_s$ la densité du satellite. Remarquablement, la taille du satellite disparaît entièrement — seules comptent les densités et le rayon du corps central.

Exemple résolu

Prenons la Terre (rayon 6 371 km, $\rho_p = 5\,514\ \text{kg/m}^3$) et un satellite semblable à la Lune ($\rho_s = 3\,344\ \text{kg/m}^3$) :

$d = 6\,371 \times \left(\frac{2 \times 5\,514}{3\,344}\right)^{1/3} = 6\,371 \times 1{,}49 \approx 9\,480\ \text{km}$

La Lune orbite à environ 384 000 km — soit à peu près quarante fois plus loin — elle ne risque donc nullement d'être déchirée.

Corps rigides et corps fluides

La formule ci-dessus suppose que le satellite reste rigide jusqu'à se briser. Une vraie lune maintenue par sa gravité se comporte davantage comme un fluide : en s'approchant de la planète, elle se déforme en une forme allongée, ce qui la rend encore plus facile à disloquer. La limite de Roche fluide est plus grande que la rigide d'un facteur d'environ 1,9. La distance réelle de rupture d'un corps faiblement lié se situe donc entre le résultat rigide et environ son double, selon la résistance et la structure interne du corps.

Des anneaux plutôt que des lunes

La limite de Roche explique l'un des spectacles les plus admirables du système solaire : les anneaux planétaires. Les anneaux de Saturne, de Jupiter, d'Uranus et de Neptune se trouvent tous à l'intérieur de la limite de Roche de leur planète. Dans cette zone, les forces de marée empêchent les innombrables particules de glace et de roche de s'agglomérer en une seule lune, si bien que les débris restent étalés en disque. Au-delà de la limite, la même matière s'accréterait peu à peu en lunes. Une comète ou un astéroïde qui s'approche trop — comme le fit la comète Shoemaker-Levy 9 près de Jupiter en 1992 — peut de même être déchiré en un chapelet de fragments.