Vous vous souvenez que pour réaliser une carte on projette la surface (sphérique) de notre globe sur une feuille de papier (plane). Vous savez sûrement qu’il est impossible de réaliser cette opération sans déformer la réalité : toutes les cartes montrent une image déformée de notre terre. Les cartographes sont donc obligés de choisir un type de projection qui déforme peu les zones ou les régions intéressant l’utilisateur de la carte. C’est pourquoi dans nos atlas il existe des cartes réalisées avec différents types de projection. Voyons quelles cartes Serge peut utiliser.

LA PROJECTION CYLINDRIQUE DE MERCATOR (1512 – 1594)

Elle nous est familière car la plupart des planisphères de nos salles de classe l’utilisent. Elle a un grand avantage pour les voyageurs : elle respecte les angles mesurés à la surface de la Terre. Elle a un gros défaut : elle ne respecte ni les distances ni les surfaces ; celles-ci sont déformées, agrandies d’autant plus qu’on se rapproche des pôles. Dans les régions polaires les déformations sont tellement énormes qu’on ne peut pas utiliser cette projection pour les représenter ! Par contre, elle figure très bien les régions tropicales et pas trop mal les latitudes moyennes. Le schéma vous montre qu’on entoure la surface du globe terrestre d’une feuille de papier roulé en cylindre tangent à la surface terrestre sur l’équateur (voir ce terme un peu plus loin).

Deux sortes de lignes – repères : parallèles et méridiens.

Vous savez que notre planète tourne sur elle-même. L’axe de cette rotation passe par le centre de la Terre et perce celle-ci en deux points appelés « pôles ». Un de ces pôles est dit « pôle Nord » (ou : pôle boréal) ; l’autre pôle est dit « pôle Sud » (ou « pôle austral»).

Les parallèles :

Si l’on trace des plans perpendiculaires à l’axe des pôles ceux-ci coupent la surface terrestre selon des cercles, qu’on appelle « parallèles » (parce que les plans qui les contiennent sont parallèles).
Le cercle formé à la surface de la Terre par le plan qui passe par le centre de notre globe est le plus grand de tous les parallèles (environ 40 000 km) ; il est situé à égale distance du pôle Nord et du pôle Sud ; on le nomme : « équateur». Il partage la terre en 2 « hémisphères » : l’hémisphère Nord (ou, boréal) et l’hémisphère Sud (ou, austral).
Depuis l’équateur jusqu’aux pôles les parallèles sont de plus en plus petits. La longueur du parallèle situé au pôle est nulle (0 km).
Sur la carte réalisée avec la projection de Mercator ces parallèles sont figurés par des segments parallèles (ce qui correspond bien à la réalité terrestre), segments qu’on place habituellement horizontaux. Le schéma vous montre que ces segments figurant les parallèles ont tous la même longueur (ce qui est contraire à la réalité terrestre) : le segment du pôle a la même longueur que le segment de l’équateur !

Les méridiens :

Si l’on trace des plans contenant l’axe des pôles ceux-ci coupent la surface de la Terre selon des cercles qui passent par les deux pôles. On les nomme : « méridiens ». Attention ! selon les cas le mot « méridien » peut désigner soit le cercle entier, soit seulement un demi-cercle ; c’est en fonction du contexte que l’on peut savoir quel est le sens utilisé. Tous les méridiens ont la même longueur (environ 40 000 km pour le cercle entier).
Sur la carte réalisée en projection de Mercator les méridiens sont figurés par des segments qu’on place habituellement verticaux. Ils ont tous la même longueur (ce qui correspond bien à la réalité terrestre). Mais le schéma vous montre que ces segments sont parallèles(ce qui est contraire à la réalité terrestre).

Vous comprenez maintenant pour quoi la projection de Mercator déforme la surface terrestre, et surtout dans les régions polaires !

LA PROJECTION CONIQUE DE LAMBERT (1728-1777)

Elle a été inventée pour représenter sans trop de déformations les latitudes moyennes. Vous voyez sur le schéma qu’on entoure la terre d’un cône tangent à la surface du globe terrestre sur un parallèle des latitudes moyennes. Elle respecte assez bien les distances et les surfaces pour les régions des latitudes moyennes.

Mais elle déforme distances et surfaces lorsqu’on se dirige vers le pôle ou vers l’équateur.C’est pour cela qu’on l’utilise par exemple pour réaliser des cartes des Etats-Unis ou de l’Europe ou de la Russie… La carte officielle de la France réalisée par l’IGN (Institut Géographique National) utilise ce type de projection.

LA PROJECTION POLAIRE

Elle consiste à placer la feuille de papier à plat, tangente au pôle. Elle respecte assez bien distances et surfaces dans les régions polaires mais les déforment d’autant plus qu’on se dirige vers les latitudes moyennes et vers l'équateur.

On l’utilise pour représenter les calottes polaires, par exemple le continent antarctique ou l’océan arctique et ses rivages.

SE REPERER SUR LA TERRE ET SUR LES CARTES.

Problème que vous avez déjà abordé quand, vous arrivez dans une ville inconnue. Vous vous dirigez vers un panneau figurant le plan de la ville et vous cherchez la ligne horizontale et la colonne verticale dont le croisement forme une case dans laquelle se situe la rue ou le monument où vous voulez aller !

Sur la Terre les lignes sont les parallèles et les colonnes sont les méridiens. Tout lieu se trouve à l’intersection d’un parallèle et d’un méridien. Pour repérer la position de ce lieu il faut donc savoir sur quel parallèle et sur quel méridien il se trouve. Il faut d’abord numéroter les parallèles et les méridiens. Pour cela on doit choisir un parallèle-origine et un méridien origine dont la numérotation sera : 0 (zéro) et choisir une unité de mesure (on a retenu le degré : °).

Pour les parallèles, il est évident de choisir pour origine l’équateur (parallèle 0°). A partir de l’équateur on compte les parallèles vers le Nord et vers le Sud jusqu’à chacun des pôles. Les parallèles des pôles sont numérotés : 90°. On précise « Nord » ou « Sud » pour indiquer l’hémisphère dans lequel on se trouve. Savez-vous que la bordure Nord de l’agglomération d’Amiens est traversée par le parallèle 50° Nord ? Le nombre désignant le parallèle est appelée la « latitude ».

Pour les méridiens, l’affaire fut bien plus délicate ! Aucun méridien ne s’individualise par rapport aux autres. Par suite, les pays les plus puissants à l’époque où l’on a dressé les premières cartes de qualité décidèrent chacun de leur côté que le méridien-origine serait celui passant par leur capitale. Les anciennes cartes anglaises jusqu’au 19è siècle ont pour méridien-origine (0°) le méridien qui traverse Londres et les anciennes cartes françaises ont pour méridien-origine (0°) le méridien qui traverse Paris !. Le résultat était très gênant : un même lieu ne se trouvait pas sur un méridien de même numéro sur les cartes anglaises et sur les cartes françaises !

En 1884, une conférence internationale réunie à Washington, décida que le méridien-origine serait dorénavant le méridien passant par le centre de l’observatoire astronomique de Greenwich, situé dans la banlieue de Londres. Si vous allez visiter cet observatoire vous verrez, tracé sur le sol, le méridien-origine (0°) ! A partir du méridien de Greenwich on compte les méridiens d’une part vers l’Ouest et d’autre part vers l’Est jusqu’à 180 °. Savez-vous que le méridien qui passe en bordure Ouest de l’agglomération d’Amiens est le méridien 2° Est ? Le nombre désignant le méridien est appelé la « longitude ».

Le nombre indiquant la latitude et celui indiquant la longitude donnent les « coordonnées » d’un lieu.

AVEC SERGE : FAISONS LE POINT…!

Pour savoir où l’on se situe sur la surface terrestre, …et en particulier au milieu d’un océan (n’est-ce pas Serge … !) il faut « faire le point ». Cela consiste à trouver quel est le parallèle et quel est le méridien qui passe par le lieu où l’on se trouve

Jusqu’à il y a une vingtaine d’années on utilisait pour cela des appareils spécialisés (lunette astronomique, sextant, chronomètre).

Serge n’a pas à les utiliser : aujourd’hui il existe un système simple et rapide : le GPS (Global Positioning System), mis au point par les Etats-Unis. Serge a installé sur la coque de son bateau un petit boîtier GPS. Dans ce boîtier il y a un petit récepteur qui reçoit les signaux  du ciel. En envoyant sa position, chaque satellite qui travaille pour le GPS envoie également l’heure d’envoi du message. En soustrayant l’heure d’envoi du message émis par le satellite, et l’heure de sa réception, le récepteur calcule la distance entre le satellite et Serge ( la vitesse des ondes est connue : environ 300 000 Km/s).

On remarque que l’on peut tracer une sphère imaginaire autour du satellite, sphère sur laquelle se trouve le récepteur. En procédant de même avec un deuxième satellite, l’intersection des deux sphères nous donne un cercle imaginaire sur lequel se trouve DIOGENE. Ainsi, le troisième satellite nous donnera deux points possibles, et le quatrième satellite donnera un seul et unique point : la position exacte de Serge.

Ces valeurs s’affichent sur l’écran du boîtier ou sur l’ordinateur de bord. L’opération dure moins de 1 seconde ! Serge peut donc savoir à tout instant quelles sont ses coordonnées. Il peut les reporter sur une carte et tracer sa route sur cette carte. C’est ce que vous voyez sur son site Internet. Tu y arriveras, ami Serge ! ! !

…ET SUIVONS LE CAP

Serge est heureux de savoir où il se trouve, mais il doit son aussi choisir et maintenir son cap afin de bien arriver au port prévu …et pas ailleurs ! Serge regarde sur sa carte le lieu où il se trouve (le GPS vient de le lui indiquer) ; il trace un segment entre ce point et le port prévu pour son arrivée aux Antilles. Si Serge a bien utilisé une carte en projection de Mercator il mesure l’angle que fait ce segment avec la direction du Nord, en comptant la valeur de cet angle depuis le Nord, vers l'Est, puis le Sud (sens des aiguilles d'une montre). La valeur de cet angle est le « cap » qu’il doit suivre. Avec sa boussole il va vérifier que son bateau avance bien dans cette direction …car le vent, les courants marins peuvent le dévier de la route prévue. Serge doit donc régulièrement refaire le point et redéfinir son cap !

ORTHODROMIE ET LOXODROMIE … !

Que ces termes ont l’air barbare ! Il signale un problème qui surprend … ! Sur le croquis vous voyez 2 tracés : un rouge et un vert ; Le vert vous semble plus court que le rouge …et c’est lui que vous conseilleriez à Serge afin qu’il ne parcourt pas des kilomètres inutiles !

Erreur ! Vous avez oublié que vous regardez une carte …qui déforme la réalité de la surface terrestre. Celle-ci est sphérique. Par suite le trajet le plus court est en réalité le rouge (« orthodromie ») : c’est un arc du cercle centré sur le centre de la Terre et passant par les deux extrémités du tracé rouge. Le tracé vert est, sur le globe terrestre, plus long (« loxodromie »).

Alors Serge, tu choisis le tracé rouge qui est le plus court ? …Pas si sûr : le tracé vert est un peu plus long que le rouge, mais il a un grand avantage pour l’utilisateur de la carte qu’est Serge. C’est un segment qui recoupe les méridiens toujours selon le même angle :le cap. Il est donc bien plus facile à suivre que le tracé rouge, surtout pour les navigateurs qui n’auraient pas les matériels les plus sophistiqués !

Ce n’est pas si simple de traverser l’Atlantique …et d’arriver là où on l’a prévu ! J’espère que tu y arriveras, ami Serge ! ! !

Retrouvez Serge sur son site...