Astronomie : quels sont les plus grands télescopes du monde ?

L’exploration de l’univers ne repose pas uniquement sur les missions spatiales, aussi spectaculaires soient elles. Sur terre aussi, les télescopes jouent un rôle essentiel en capturant la lumière du cosmos, parfois venue de milliards d’années-lumière avec des miroirs de plus en plus gigantesques.

Voici un panorama des plus grands télescopes du monde, en service ou en projet pour mieux comprendre le fonctionnement des principales installations dont nous disposons pour observer l'espace et remonter dans le temps. Quelles sont les technologies qui permettent de repousser les limites, quels objectifs ont chacun de ces télescopes géants, qui a la palme du plus gros télescope ? 

Déroulé de l'article :

• les principaux télescopes terrestres en activité

• les principaux télescopes géants en construction

• les principaux télescopes spatiaux en orbite

Les plus grands télescopes terrestres en activité

Si le débat pour savoir quel est le télescope le plus puissant du monde reste passionné, il sera bientôt clos car de nouveaux venus s'apprêtent à repousser les limites et la guéguerre pour savoir qui aura le plus gros télescope va prendre fin. Mais avant d'évoquer les télescopes à venir, voyons déjà ceux qui sont en service actuellement.

Malgré leur position au sol, les observatoires terrestres restent des piliers de l’astronomie moderne grâce à des systèmes optiques adaptatifs de plus en plus performants. Ils permettent d'effacer les distorsions de l'atmosphère, de superposer les observations de plusieurs télescopes grâce à l'interphérométrie, etc...

• Very Large Telescope (VLT) – Chili

Sur le plateau aride du désert d’Atacama au Chili, le Very Large Telescope (VLT) observe le ciel clair comme nulle part ailleurs sur Terre depuis 1998. Exploité par l’Observatoire Européen Austral (ESO), ce complexe se compose de quatre télescopes principaux de 8,2 mètres chacun, accompagnés de quatre plus petits télescopes auxiliaires de 1.8 mètres de diamètre.

Le VLT abrite les plus grands miroirs monolithiques du monde, ses concurrents ayant opté pour l'assemblage de miroirs segmentés. Ensemble, ils peuvent combiner un miroir virtuel de 130 mètres grâce à l’interférométrie. Avec ses optiques adaptatives, le VLT chasse les exoplanètes, étudie les trous noirs et décrypte la formation des galaxies lointaines.

• Keck Observatory – Hawaï

Du côté du Pacifique, au sommet du Mauna Kea à Hawaï, le complexe du Keck Observatory a été mis en service en 1993 et 1996. Il accueille deux télescopes avec chacun un miroir de 10 mètres de diamètre. Le site a été l’un des pionniers de l’optique adaptative, une technologie qui compense en temps réel les turbulences de l’atmosphère.

Les observations menées par le Keck ont permis d’approfondir notre connaissance des supernovae, de la structure de l’univers et la recherche d'exoplanètes. Mais la réponse pour savoir si 2 télescopes de 10 mètres valent mieux que 4 de 8 mètres reste ouverte. Aucun des deux ne détient en tous cas la palme du plus grand miroir, qui revient au GTC.

• Gran Telescopio Canarias (GTC) – Espagne

Sur l’île de La Palma aux Canaries, le Gran Telescopio Canarias (GTC) est entré en fonction en 2009. Doté d’un miroir segmenté de 10,4 mètres composé de 36 pièces hexagonales, c'est à l'heure actuelle le plus grand télescope optique du monde si l'on se base uniquement sur la taille de miroirs (mais d'autres paramètres sont tout aussi importants).

Le GTC permet aux chercheurs d’analyser la matière noire, d’explorer les galaxies lointaines mais aussi d’observer les événements cosmiques violents, comme les sursauts gamma. Sa technologie de miroir actif ajuste en permanence sa forme, ce qui lui permet de corriger les déformations induites par la gravité ou la température.

• Vera C. Rubin Observatory (LSST) – Chili

Au Chili, le Vera C. Rubin Observatory, anciennement connu sous le nom de LSST (Large Synoptic Survey Telescope) nous a livré ses premières images fin juin 2025. Contrairement aux autres télescopes, il ne se distingue pas par la taille de son miroir primaire de 8,4 mètres dont le centre est incurvé, mais son miroir secondaire convexe de 3.4 mètres est le plus grand du monde.

C'est un peu complexe mais la lumière est ainsi réfléchie et concentrée pour arriver sur une caméra de 3,2 gigapixels et 64 cm de diamètre, la plus grande jamais construite pour l’astronomie. Il jouera un rôle clé dans l’étude de l’énergie noire, de la matière noire et de la structure du cosmos. Son objectif principal est de cartographier l’univers en mouvement : supernovae, astéroïdes, etc...

Les nouveaux télescopes géants en construction

La nouvelle méthode pour concevoir des miroirs bien plus grands nous laisse entrevoir un futur d'observations depuis le sol sans aucune mesure avec les télescopes actuellement en activité. Les projets en cours repoussent les limites physiques en assemblant plusieurs miroirs en segments, promettant des percées majeures dans les prochaines décennies.

Mais si ils sont concurrents, ou plutôt mis en concurrence par certains, tous ces télescopes sont complémentaires et ont différents objectifs. Ils permettent aux astronomes et astrophysiciens du monde entier de mener des recherches, qui nous apportent souvent encore plus de questions qu'ils ne nous fournissent de réponses.

• Extremely Large Telescope (ELT) – Chili

Actuellement en chantier sur le Cerro Armazones au Chili, l’Extremely Large Telescope (ELT) devrait voir le jour en 2028. Avec un miroir primaire de 39 mètres composé de 798 segments hexagonaux, il deviendra le plus grand télescope optique jamais construit. Il est néanmoins vrai que l'ESO ne semble pas avoir beaucoup d'imagination pour nommer ses télescopes.

L’ELT vise à sonder les atmosphères d’exoplanètes à la recherche de biosignatures, à remonter le temps pour étudier les galaxies primaires et à explorer les constantes fondamentales de la cosmologie. Ce sera sans conteste le nouveau champion du monde des observations depuis le sol !

• Thirty Meter Telescope (TMT) – Hawaï ou Inde (en débat)

Le projet américain de télescope Thirty Meter Telescope (TMT) sera presque aussi grand, mais son avenir reste encore incertain. Conçu pour être installé sur le Mauna Kea à Hawaï, il rencontre une forte opposition des communautés autochtones locales, un site alternatif en Inde est à l’étude et son financement pose également problème.

Néanmoins si il voit le jour, avec son miroir segmenté de 30 mètres (492 segments) le TMT ambitionne de percer les secrets de la formation des planètes, de la chimie galactique et de l’expansion de l’univers. Sur ce dernier point d'ailleurs, de nouvelles études semblent remettre en question la théorie de la relativité générale ce qui pourrait chambouler notre perception de l'univers.

• Giant Magellan Telescope (GMT) – Chili

Un peu plus au sud que le site de l'ELT mais également au Chili, sur le site de Las Campanas, un autre géant va bientôt voir le jour : le Giant Magellan Telescope (GMT). Son miroir, formé de sept segments circulaires aura un diamètre effectif de 25,4 mètres.

Les travaux ont débuté et même si son financement n'est pas encore complètement bouclé, une ouverture partielle est prévue pour 2030. Ce télescope américain scrutera la formation stellaire, les premières lumières de l’univers et les planètes lointaines avec une résolution sans précédent.

Les télescopes spatiaux en orbite terrestre

Les télescopes qui orbitent autour de la terre ont un avantage indéniable, ils sont placés au dessus de notre atmosphère qui oblige les modèles terrestres à corriger leur vision à cause des distorsions. Ils ont aussi une limite, car il n'est pas possible d'envoyer dans l'espace des engins démesurés hébergeant des miroirs gigantesques.

En effet, il n'est pas concevable dans le cas de télescopes orbitaux d'embarquer un miroir gigantesque, nos fusées ne seraient pas capables de les transporter. Le télescope James Webb est dans le domaine spatial le détenteur du record du monde avec son miroir de 6.5 mètres, mais tous n'ont pas la même mission ni la même vision.

• James Webb Space Telescope (JWST)

Dans le vide spatial, loin des perturbations atmosphériques, les télescopes spatiaux offrent une vision cristalline du cosmos. Le James Webb Space Telescope (JWST) entré en service en 2021 est aujourd’hui, et restera pour sans doute encore longtemps, le plus puissant jamais lancé.

Fruit d’une collaboration entre la NASA, l’ESA et l’agence spatiale canadienne, il possède un miroir de 6,5 mètres composé de 18 segments en béryllium recouverts d’or. Observant dans l’infrarouge, il est capable de remonter aux premiers instants de l’univers et analyse les atmosphères d’exoplanètes.

• Hubble Space Telescope (NASA - ESA)

Son prédécesseur, le télescope spatial Hubble, est toujours actif depuis 1990. Avec son miroir unique de 2,4 mètres, il a dors et déjà révolutionné notre perception du cosmos. Il observe en ultraviolet, visible et proche infrarouge, a permis d’affiner la mesure de l’expansion de l’univers et de capturer des images emblématiques de nébuleuses et de galaxies.

• Télescope spatial Euclid (ESA)

Plus récemment, le télescope Euclid de l’ESA lancé en 2023, a pour mission de cartographier l’univers en trois dimensions afin de mieux comprendre la matière noire et l’énergie sombre. Son miroir de 1,2 mètre et ses instruments alliant infrarouges et captures optiques lui permettent de couvrir une large partie du ciel.

• Nancy Grace Roman Space Telescope (NASA)

Enfin, la NASA prépare le lancement du Nancy Grace Roman Space Telescope pour 2027. Doté d’un miroir de 2,4 mètres et d’un large champ de vision, il pourra observer des millions de galaxies d’un coup et traquer les exoplanètes en examinant les effets de lentilles gravitationnelles.

Que ce soit pour capter la lumière des premières étoiles ou rechercher des signes de vie ailleurs, ces instruments nous rapprochent un peu plus de réponses aux plus grandes questions que l’humanité se pose depuis toujours. Il est à saluer que dans ce domaine et plus généralement pour celui des sciences, la coopération internationale est exemplaire.

Mais comme souvent dans le domaine de l'astrophysique, chaque découverte nous amène à nous poser de nouvelles questions. Pour résumer, l'Europe reste la championne du monde dans le domaine des observations terrestres, le VLT est doté du plus grand miroir monolithique jamais fabriqué et le ELT aura le plus grand miroir segmenté !

Côté spatial par contre, même si ce sont pour certains des projets internationaux fruits de la collaboration de plusieurs agences, ce sont les USA qui opèrent le télescope James Webb et détiennent donc la palme avec un miroir segmenté de 6.5 mètres. Mais dans ce domaine les observations couvrent un large spectre et EUCLID apportera sa pierre à l'édifice en cartographiant l'univers.

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