Coordonnées géographiques

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Latitude et longitude sur la Terre.
Coordonnées géographiques sur un globe : la latitude correspond à la mesure de l’angle marqué phi (φ) ; la mesure de l’angle marqué lambda (λ) par rapport au méridien de référence donne la longitude.

Par coordonnées géographiques (ou encore « repères géographiques ») d'un lieu sur la Terre, on entend un système de trois coordonnées qui sont le plus souvent : la latitude, la longitude et l'altitude (ou l'élévation) par rapport au niveau de la mer en un point arbitrairement choisi.

Ces coordonnées géographiques découlent d'un système géodésique qui modélise la forme de la Terre.

Pour se repérer à la surface de la planète, on peut utiliser des systèmes de représentation graphiques appelés « repères cartographiques ».

Carte du monde montrant la latitude et la longitude, suivant une projection de type Eckert VI ; version PDF large (pdf, 1,8 MB). La latitude est marquée suivant l'axe vertical, mais la longitude n'est pas mesurable directement par une mesure horizontale, car cette distance est réduite aux pôles, pour mieux correspondre aux distances terrestres réelles, sans pouvoir toutefois donner des distances exactes. Une telle déformation des distances (et des formes et angles) est inévitable avec n'importe quelle projection sur une carte plane.


Latitude (Lat.)[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Latitude.

La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre.

  • La latitude est une mesure angulaire s'étendant de 0° à l'équateur à 90° aux pôles.
  • Ce plan coupe la surface terrestre suivant un cercle approximatif (les irrégularités du cercle sont liées aux variations d'altitude), sauf aux pôles où ce cercle se réduit à un point.
  • Plus la latitude s'écarte de 0°, plus on s'éloigne du plan de l'équateur, cependant la latitude n'est pas une mesure proportionnelle à la distance entre les deux plans, mais proportionnelle à la distance la plus courte pour rejoindre l'équateur en parcourant la surface terrestre soit vers le nord géographique soit vers le sud géographique. En effet, la distance au plan de l'équateur ne varie pratiquement pas près des pôles même si la latitude varie beaucoup, au contraire des plans de latitude près de l'équateur où la variation de la distance inter-plan est minimale.

Longitude (Long.)[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Longitude.

La longitude est une valeur angulaire, expression du positionnement est-ouest d'un point sur Terre.

  • Tous les lieux situés à la même longitude forment un demi-plan limité par l'axe des pôles géographiques, coupant la surface de la terre sur un demi-cercle approximatif dont le centre est le centre de la Terre, l'arc allant d'un pôle à l’autre. Un tel demi-cercle est appelé méridien.
  • À la différence de la latitude (position nord-sud) qui bénéficie de l'équateur et des pôles comme références, aucune référence naturelle n'existe pour la longitude.
  • La longitude est donc une mesure angulaire sur 360° par rapport à un méridien de référence, avec une étendue de -180° à +180°, ou respectivement de 180° ouest à 180° est.
  • Le méridien de référence est le méridien de Greenwich (qui sert aussi de référence pour les fuseaux horaires).

En combinant les deux angles, la position à la surface de la Terre peut être spécifiée.

À titre d'exemple, Baltimore (aux États-Unis) a une latitude de 39,28° nord et une longitude de 76,60° ouest (39° 17′ N 76° 36′ O / 39.28, -76.6 ()).

Les coordonnées géographiques sont traditionnellement exprimées dans le système sexagésimal, parfois noté DMS : degrés ( ° ) minutes ( ′ ) secondes ( ″ ). L'unité de base est le degré d'angle (1 tour complet = 360 °), puis la minute d'angle (1 ° = 60 ′), puis la seconde d'angle (1 ′ = 60 ″).

Pour donner une comparaison approximative en distance de ces unités à la surface de la Terre, le périmètre de la Terre qui correspond à 360 ° est d'environ 40 000 km[1]. Plus précisément, il est de 40 075 km à l'équateur ; par conséquent :

  • un degré représente environ 111 32 km (à l'équateur) ;
  • une minute représente environ 1 86 km (à l'équateur) ;
  • une seconde représente environ 30 92 m (à l'équateur).

Les mesures inférieures à la seconde sont notées avec le système décimal.

Ces distances correspondant à un écart de longitude (en degré, minute ou seconde), varient selon la latitude du lieu, puisque les méridiens terrestres se rapprochent progressivement depuis l'équateur vers les pôles. Le tableau ci-dessous en donne quelques exemples illustratifs.

Longueurs des écarts de longitude à différentes latitudes
Latitude Ville Degré Minute Seconde ±0.0001°
60° Saint-Pétersbourg 55,80 km 0,930 km 15,50 m 5,58 m
51° 28' 38" N Greenwich 69,47 km 1,158 km 19,30 m 6,95 m
45° Bordeaux 78,85 km 1,31 km 21,90 m 7,89 m
30° Nouvelle-Orléans 96,49 km 1,61 km 26,80 m 9,65 m
Quito 111,3 km 1,855 km 30,92 m 11,13 m

En faisant l'approximation que la terre est une sphère de circonférence C=40 000 km :

  • à une latitude de L degrés inférieure à 60 °, un degré de longitude a une longueur de C÷360 × sin(90-L) ≅ 111,11 × sin(90-L) ;
  • au delà de 60 ° de latitude, un degré de longitude a une longueur de C÷360÷60 × (90-L) ≅ 1,85 × (90-L), avec une précision de l'ordre du kilomètre — le sinus d'un angle inférieur à 30 ° degré pouvant approché par le soixantième de sa mesure en degrés.

De nos jours, les notations équivalentes en minutes décimales ou degrés décimaux sont également utilisées :

  • DMS Degré:Minute:Seconde (49° 30′ 00″ - 123° 30′ 00″)
  • DM Degré:Minute (49° 30,0′ - 123° 30,0′)
  • DD Degré décimal (49,5000° - 123,5000°), généralement avec 4 décimales.
Voir aussi Convertir les degrés sexagésimaux en degrés décimaux

Le WGS 84 est le système géodésique associé au système GPS ; il s'est rapidement imposé comme la référence universelle pour la cartographie.

Attention : il ne faut pas confondre les mesures angulaires de longitude utilisées en géographie, avec les mesures horaires, notamment pour les unités minutes et secondes ; en effet, si on admet que la durée du jour est de 24 heures (le lieu d'exposition du zénith solaire effectue le tour complet de la Terre, c'est-à-dire 360 °, en 24 h), alors pour le jour solaire moyen :

  • 15 ° de longitude correspondent à un écart horaire d'une heure (60 min de temps)
  • donc 1 ° de longitude correspond à un écart de 4 min horaires,
  • 15 ′ de longitude correspondent à 1 min horaire
  • 15 ″ de longitude correspondent à 1 s horaire.

Ces équivalences historiques sont approximatives, mais ne sont plus exactes aujourd'hui, car la définition et la mesure du temps (en secondes SI) n'est plus fondée sur la durée de rotation diurne terrestre dont la durée varie non seulement avec les lieux et les saisons, mais aussi d'une année sur l'autre, la rotation de la Terre n'étant pas régulière et ayant tendance à ralentir (donc la durée du jour solaire ayant tendance à rallonger au fil du temps, avec également des périodes moins fréquentes où cette durée diminue, ce jour solaire ne durant plus exactement 24 h, chacune de 60 min de temps, ces dernières durant 60 s de temps).

Pour ces raisons, on ne doit pas employer les symboles SI des unités de temps (c'est-à-dire min pour minute et s pour seconde) pour noter les mesures angulaires comme la longitude ou la latitude, en raison des ambiguïtés que cela induit.

Altitude[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Altitude.

L'altitude est une grandeur qui exprime un écart entre un point donné et un niveau de référence ; par convention, sur Terre ce niveau est le plus souvent le niveau de la mer (ou « niveau zéro »). On utilise aussi le terme d'élévation.

Les sommets sont associés à une altitude, calculée par divers moyens indirects (géodésie, triangulation). L'altitude est également une donnée exogène utile pour le calcul numérique dans divers domaines : météorologie, physique, biologie.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. « Épopée du mètre », sur metrologie-francaise.fr (consulté le 5 octobre 2013)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]