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Cartographie

Toutes les côtes de France sont en WGS 84

Le SHOM vient d'achever un gros chantier en France métropolitaine où toutes les cartes marines sont désormais établies en WGS 84, le système géodésique mondial, auquel se réfère par défaut le GPS. La navigation s'en trouve facilitée mais cela n'exonère pas de quelques précautions d'usage...

  • Publié le : 28/12/2009 - 00:05

Marier la carte et le GPS. L'enjeu de la géodésie est d'importance : pour correspondre, les coordonnées géographiques du récepteur GPS et de la carte - papier ou électronique - doivent être dans le même système géodésique (le WGS 84 le plus souvent). (Cliquez sur l'image pour l'agrandir comme pour toutes les suivantes). Photo © Olivier Chapuis Le chantier avait commencé il y a près d'une dizaine d'années et il était d'importance lorsqu'on sait qu'il faut près de 750 heures en moyenne pour la seule édition d'une carte (on dit < dresser la carte >) sans compter les levés sur le terrain (on dit < lever la carte >). Depuis le 1er janvier 2001, toutes les nouvelles cartes du Service hydrographique et océanographique de la Marine (SHOM) couvrant les eaux françaises étaient établies en WGS 84 (World Geodetic System établi en 1984), le système géodésique mondial.

Les autres cartes étaient converties au fur et à mesure de leur réédition. À la fin 2007, il restait ainsi à traiter 96 cartes de métropole dont 94 ont été publiées depuis, les deux dernières faisant l'objet d'une refonte complète et devant paraître début 2010 (sur les 83 cartes outre-mer qui restaient à convertir fin 2007, 31 l'ont été et tout devrait être achevé d'ici à la fin de l'année 2010).

Les trois surfaces de la Terre. La géodésie (mesure de la Terre) considère trois surfaces distinctes : la surface topographique (trait noir = le relief), l'ellipsoïde (trait discontinu rouge = la forme théorique la plus proche) et le géoïde (trait vert). Photo © Shom Un petit rappel pour souligner l'importance du système géodésique en cartographie. La surface réelle de la Terre est la surface topographique, accidentée de sommets (montagnes terrestres et dorsales sous-marines) et de dépressions (vallées et failles terrestres ou fosses sous-marines). Géométriquement, elle se traduit grossièrement par une deuxième surface théorique, servant aux calculs, un ellipsoïde de révolution aplati aux pôles. Les écarts de celui-ci avec la surface topographique sont de près de 9 000 mètres pour les plus hauts sommets du globe et d'environ 11 000 mètres pour les fosses sous-marines les plus profondes.

Chaque point terrestre étant défini par la verticale du lieu, une troisième surface de référence est prise en compte. Le géoïde est la surface équipotentielle du champ de gravité terrestre (champ où s'exerce la pesanteur). Coïncidant avec le niveau moyen des mers supposées au repos, il est déformé par des creux et des bosses correspondant à l'inégale répartition des masses de la Terre. Mais il n'est pas éloigné de plus d'une centaine de mètres de l'ellipsoïde de référence, dans un sens ou dans l'autre.

Le WGS 84 pour toutes les cartes de France métropolitaine. Le WGS 84 est désormais le système géodésique de toutes les cartes du SHOM concernant les côtes de France métropolitaine. À condition de bien utiliser les cartes à jour ! Photo © Shom Le positionnement en trois dimensions est rattaché à la sphère terrestre, avec un système à trois axes x, y et z, baptisé Earth Centered-Earth Fixed (ECEF). Le point 0 en est le centre de la Terre, celle-ci étant considérée comme fixe. Le repère de coordonnées ainsi lié à la Terre s'appelle un système géodésique (ou Datum). Il définit notamment l'emplacement précis du quadrillage des méridiens et des parallèles sur le globe terrestre, donc des points sur la carte marine (via la projection de Mercator). D'où l'importance de l'affaire, qu'on en juge pas les chiffres suivants.

Jusqu'au lancement des satellites artificiels, les systèmes géodésiques étaient établis de façon indépendante, à l'échelle d'un pays ou d'un continent, en s'efforçant de suivre au mieux la forme locale du géoïde. Chacun d'entre eux disposait ainsi d'un centre différent, ce qui explique que les coordonnées d'un point dans un système ne correspondent pas à celles de ce même point dans un autre système.

GPS : le WGS 84 par défaut. Le système géodésique par défaut du GPS est le WGS 84 Encore faut-il s'assurer que l'on n'a pas déréglé son récepteur. C'est à faire sous l'onglet Position ou Location, à la ligne Système géodésique ou Map Datum ou Format carte. Photo © Garmin (Olivier Chapuis) À l'ère spatiale, la cartographie est passée à une véritable géodésie mondiale avec un seul ellipsoïde de référence, centré au centre de gravité des masses de la Terre. Le WGS 84 est le système géodésique mondial, auquel se réfère par défaut le GPS qui convertit les coordonnées ECEF en WGS 84.

Or, les systèmes géodésiques locaux présentent des écarts de positionnement pouvant atteindre près de 150 à 200 mètres en Europe, voire 500 à 1 500 mètres en certains points du globe, par rapport au système mondial ! D'où l'importance de travailler toujours dans le même système géodésique sur le GPS et sur la carte (papier ou électronique), en WGS 84 dès que c'est possible. Cela implique de s'assurer qu'on utilise bien une carte à jour des côtes de métropole. Et le cas échéant, de veiller à adapter le récepteur GPS à un éventuel autre système géodésique en attendant d'acheter d'urgence la carte à jour.

Espace : voici l’ITRS ! Pour accorder les systèmes de navigation par satellite, comme le futur Galileo européen de l'Agence spatiale européenne (ESA), un référentiel commun - l'International Terrestrial Reference System (ITRS) - a été adopté en 2007. Photo © Esa Enfin, le développement d'autres systèmes de navigation par satellite - comme nous l'évoquons dans notre blog Route fond - dont la géodésie de référence n'est pas forcément le WGS 84 du GPS, a conduit à définir un référentiel commun, l'International Terrestrial Reference System (ITRS), adopté en 2007 par l'Union géodésique et géophysique internationale, à l'initiative de la France. Fort heureusement, cela ne remettra pas en cause l'emploi du WGS 84 sur les cartes marines...

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