Cours de Géologie

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Coordonnees geographiques

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Coordonnees geographiques

  • Introduction : 

     Pour nous déplacer à la surface de la Terre il est nécessaire de savoir où nous nous trouvons. Sur la terre ferme il est souvent possible de se repérer à l'aide de panneaux plantés sur le côté de la route que nous suivons. En rase campagne, la boussole et une bonne carte terrestre de la région permet de s'en sortir : cette carte permet de corriger les erreurs d'orientation en se repérant sur les chemins, les zones boisées,.. En pleine mer... pas de chemins, pas de panneaux. Pour les premiers navigateurs seules les étoiles et le soleil permettaient de s'y retrouver, à condition de savoir lire le ciel. Ensuite, les inventions de la boussole et d'une horloge précise et fiable ont beaucoup amélioré la situation. L'établissement de cartes maritimes de plus en plus précises a été nécessaire lors des grands voyages qui ont permis de découvrir la surface de notre globe. 

     Aujourd'hui les marins utilisent la navigation par satellite (GPS) et, dans un futur proche, toutes les voitures automobiles seront munies de ce système (ou un système équivalent). Le repère utilisé est composé de deux lignes imaginaires tracées sur le globe terrestre. Il s'agit de l'équateur et du méridien de Greenwich (en banlieu de Londres).


    Grands cercles et petits cercles:

    Nous considérerons le globe terrestre comme une sphère de centre O.
    Sur cette sphère les pôles (Nord et Sud) sont représentés par deux points N et S, diamétralement opposés (c'est à dire que (NS) passe par le centre de la sphère). Comme la Terre, cette sphère admet (NS) comme axe de rotation.

    Un grand cercle est le cercle résultant de l'intersection d'une sphère avec un plan passant par le centre de la sphère. L'équateur est un grand cercle contenu dans le plan (en vert) perpendiculaire à l'axe (NS) passant par le centre O. Un méridien est un demi grand cercle de diamètre [NS] (plan en jaune sur la figure). Les extrémités d'un méridien sont toujours les deux pôles.

    Un petit cercle est le cercle résultant de l'intersection de la sphère avec un plan (en vert) parallèle au plan de l'équateur (ou perpendiculaire à l'axe (NS) ) ne passant pas par le centre O. Un parallèle est un petit cercle.


    Coordonnées d'un lieu :

    La sphère terrestre est partagée par l'équateur en deux demi sphères appelées 'hémisphère Nord (ou boréal)' pour celle qui est située du côté du pôle Nord, et 'hémisphère Sud (ou austral)' pour celle qui est située du côté du pôle Sud.
         D'autre part, elle est partagée d'Ouest en Est, par le méridien qui passe par Greenwich (près de Londres en Grande Bretagne) repéré par l'arc en bleu sur la figure ci-dessous.
    En chaque lieu M de la surface de la Terre (ville, île, un endroit n'importe où) passent un parallèle et un méridien.

    Tous les lieux d'un même parallèle ont la même latitude (ne pas confondre avec 'altitude'). La latitude des lieux situés sur l'équateur est 0° (zéro degré). La latitude des pôles est 90° Nord pour le pôle Nord et 90° Sud (ou -90°) pour le pôle Sud . 

    Tous les lieux d'un même méridien ont la même longitude. Le méridien qui passe par Greenwich a un rôle particulier : sa longitude est 0°. Tous les autres méridiens sont mesurés en prenant ce méridien comme origine.

    La longitude est l'angle au centre (en vert sur la figure) du grand cercle équatorial de centre O formé par les rayons passant , d'une part, par le point d'intersection 0 de l'équateur et du méridien origine, et d'autre part par le point d'intersection L du méridien du lieu avec l'équateur. Les lieux situés à l'ouest du méridien origine ont une longitude positive (de 0° à 180°) ou notée Ouest. Les lieux situés à l'est du méridien origine ont une longitude négative (de 0° à -180°) ou notée Est. La plus grande longitude est +180°, la plus petite est -180° (ou 180° Ouest et 180° Est) : ces deux méridiens sont évidemment superposés
    Nota: La mesure de la longitude est aussi la mesure de l'angle au centre du parallèle (petit cercle de centre P) du lieu M formé par les rayons passant par le lieu et par le point d'intersection m du parallèle du lieu avec le méridien origine (en vert sur la figure ci-dessus). l'angle MPm est égal à l'angle LO0. En pratique, cette mesure est calculée à l'aide d'une horloge très précise et de tables numériques (ou en utilisant le repérage par satellite GPS).
    Exemple: longitude 30° Ouest ou +30°; longitude 50° Est ou -50°.

         La latitude est l'angle au centre (en jaune sur la figure) du méridien (demi grand cercle de centre O) du lieu M formé par les rayons passant par le lieu et par le point L d'intersection du méridien du lieu avec l'équateur (donc angle MOL). Les lieux situés au Nord de l'équateur (dans l'hémisphère Nord) ont une latitude positive ou notée Nord. Les lieux situés au Sud de l'équateur (dans l'hémisphère Sud) ont une latitude négative ou notée Sud. La plus grande latitude est +90° (ou 90° Nord au pôle Nord), la plus petite est -90° (ou 90° Sud au pôle Sud). Pratiquement, l'angle de latitude est mesuré à l'aide d'un sextant et de tables numériques (ou en utilisant le repérage par satellite GPS).
    Exemples: latitude +45° ou 45° Nord; latitude -60° ou 60° Sud.

         Un lieu à la surface de la Terre est donc repéré par deux angles: (longitude ; latitude) dans cet ordre.

     Exemples de coordonnées de quelques villes de France:

    Paris

    2°20E , 48°52N

    Lille

    3°05 E, 50°39 N

    Nice

    7°16 E, 43°42 N

    Rennes

    1°40 W, 48°06 N

    Strasbourg

    7°45 E, 48°35 N


    Quelques calculs:

    Complétez le tableau suivant:

    Lieu
    Longitude
    Latitude
    A
    70° Ouest
    50° Nord
    B

        

        

    C

        

    20° Nord
    D
    30° Ouest

        

    E

        

        

    F

        

        

    G

        

        

    H

        

        

    I

        

        

    En considérant que la Terre est une boule de 6400km de rayon, calculer:

    1. La longueur d'un méridien.
    2. La longueur du parallèle 50° Nord.
    3. La distance la plus petite sur la surface de la Terre de A à B.
    4. La distance la plus petite sur la surface de la Terre de A à H.


    Notes pratiques:

    L'angle de latitude est obtenu par mesure de la hauteur (en degrés) au dessus de l'horizon du soleil ou d'une étoile connue. Cette mesure est faite à l'aide d'un sextant .

    L'angle de longitude est obtenu en faisant la différence entre l'heure du lieu où l'on se trouve et celle des lieux situés sur le méridien origine (ces lieux sont toujours à la même heure: il s'agit du Temps Universel). Pour cela il faut avoir une excellente horloge qui garde ce temps. L'exactitude de la mesure de la longitude a été très longtemps sujette à de grosses erreurs. Ce n'est qu'au XVIII éme siècle que la fabrication d'horloges capables de résister aux chocs et à la corrosion, a permis d'obtenir une précision satisfaisante.

    Des tables de navigation permettent d'obtenir les différentes données utiles à ces calculs (concernant certains astres à une position et une heure données).


    Remarque:
    Schéma de principe d'un sextant:



    Référence
    .



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