La première carte des nuages de Titan (Cliquez sur l'image pour une description) va permettre d’enrichir la compréhension du fonctionnement des systèmes atmosphériques planétaires. De 2004 à 2007, plus de deux cent nuages ont été observés sur ce satellite (Satellite peut faire référence à :) de Saturne.

Publiée dans Nature du 4 juin 2009, la carte a été établie par des chercheurs des laboratoires AIM (CEA, INSU-CNRS, Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche),...) Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville...) Diderot) LPGN (INSU-CNRS, Université de Nantes), et GSMA (CNRS, Université de Reims), associés à l'équipe scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude...) de l'instrument VIMS(Visual and Infrared Mapping Spectrometer) à bord de la mission Cassini-Huygens (La mission Cassini-Huygens est une mission spatiale automatique réalisée en collaboration par le Jet Propulsion...).

Titan, le plus gros satellite de Saturne, est le seul satellite du système solaire (Le système solaire est le nom donné au système planétaire composé du Soleil et des objets célestes gravitant autour de...) à posséder une épaisse atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), au sein de laquelle on peut observer une météorologie très active: évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente de l'ébullition qui est...) depuis des lacs, formation de nuages, précipitations. Cette météorologie implique non pas l’eau mais le méthane (Le méthane (R50) est un hydrocarbure de la famille des alcanes.), et dans une moindre mesure l’éthane. Comme sur la Terre (La Terre, foyer de l'humanité, est surnommée la planète bleue. C'est la troisième planète du système solaire en partant...), la météorologie de Titan connait des cycles saisonniers très marqués (succession d’hivers, de printemps (Le printemps est l'une des quatre saisons des zones tempérées. Elle se place entre l'hiver et l'été.), d’automnes et d’étés) du fait de la forte inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un autre. Il décrit l'angle...) de l’axe de rotation du satellite. En revanche, ces cycles sont beaucoup plus longs: dix fois plus éloignée du Soleil que la Terre, Titan met 29 ans pour faire le tour du Soleil quand la Terre le fait en un an. Du fait de cette course (Course : Ce mot a plusieurs sens, ayant tous un rapport avec le mouvement.) autour du Soleil, Titan connaît des saisons qui durent environ 7 ans.

Depuis la première détection d’un nuage en 1995, puis les premières images réalisées avec des télescopes terrestres et avec les instruments embarqués sur la sonde Cassini-Huygens, les scientifiques avaient une vision encore ponctuelle et partielle de la couverture nuageuse de Titan.

Avec les observations de VIMS, entre juillet 2004, date de l’arrivée de la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système...) Cassini en orbite autour de Saturne, et décembre 2007, le seul modèle climatique prédisant la distribution nuageuse de Titan se voit confirmé. La circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) atmosphérique globale (i.e. à l’échelle du satellite) joue un rôle primordial dans l’apparition et la répartition des nuages. Dans l’hémisphère d’été, des nuages de méthane se forment à proximité du pôle et autour de 40° de latitude: ils sont le résultat du réchauffement saisonnier de la surface de Titan, suffisant pour permettre une forte évaporation du méthane. L’élévation de cet air chargé en méthane est canalisée par la circulation générale de l’atmosphère, formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la...) ainsi sporadiquement des nuages par condensation (La condensation est le nom donné au phénomène physique de changement d'état de la matière qui passe d'un état dilué...) à des latitudes bien délimitées. Dans l’hémisphère d’hiver, la circulation générale dicte aussi la formation de nuages. La couverture nuageuse y est en revanche d’une nature différente: au delà de 60° de latitude, la branche de la circulation d’air, descendante cette fois-ci, apporte en continu de l’éthane depuis la haute atmosphère, qui se condense pour former des nuages plus bas (au niveau de régions plus froides). Tout au long de la période d’étude, entre 2004 et 2007, les observations de VIMS confirment ainsi le modèle climatique, aussi bien dans l’hémisphère sud (Sud est un nom :) (été) que nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) (hiver).

Si la répartition géographique des nuages est très bien prédite, en revanche l’évolution de la couverture nuageuse dans le temps est moins bien comprise.
En effet, le modèle de climat prévoit la disparition des nuages de l’hémisphère sud (au pôle et à 40°S) avec le basculement de la circulation atmosphérique lors de l'équinoxe (Les équinoxes de mars et de septembre sont les deux moments de l'année où le jour et la nuit sont approximativement de...), au mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) d’août 2009, puis leur réapparition dans l’hémisphère nord (de façon symétrique, au pôle et à 40°N) à la saison (La saison est une période de l'année qui observe une relative constance du climat et de la température. D'une durée...) opposée, à partir de 2014. Selon ce modèle, les nuages de l’hémisphère sud auraient même déjà dû disparaître progressivement depuis 2005, alors que l’automne, normalement plus froid et aride, approche. Or, ce n'est pas ce qui est observé en réalité. Les auteurs de l’étude montrent que des nuages apparaissent encore de façon régulière au cours de l’année 2007, laissant à penser que l’hémisphère sud connait une fin d’été plus chaude et humide que ce qui était prédit. Cette différence avec les modèles climatiques semble indiquer une inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (vectorielle)....) du système climatique de Titan plus importante que prédite, peut-être liée à l'inertie thermique (Le thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de...) de sa surface qui resterait encore suffisamment chaude pour continuer d’évaporer du méthane et former des nuages alors que l’éclairement du soleil diminue.

D’autres observations par la sonde Cassini, dont on espère prolonger la mission jusqu’en 2017, pourraient s’avérer cruciales car elles vont permettre de suivre l'évolution de la couverture nuageuse au moment du basculement de la circulation lors de l'équinoxe. Le suivi et la cartographie des nuages à cette période sera un révélateur de la circulation atmosphérique dans une période de changement rapide, et fournira des indications précieuses sur la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé...) du système atmosphérique de Titan.
L’ensemble de ces observations devraient permettre d’améliorer les modèles de circulation atmosphérique de Titan, et aideront, de façon générale, à mieux comprendre comment fonctionne une atmosphère planétaire, y compris celle de la Terre.