La géodésie

« La géodésie est une discipline dédiée à la mesure et à la représentation de la forme de la Terre.

Cette définition proposée par l'allemand Friedrich Robert Helmert lait référence depuis 1880.

Elle tire son nom du grec geo, la Terre, et daisia, division.

Les géodésiens s'intéressent aussi bien au champ de gravité terrestre (et à sa variation dans le temps et l'espace) qu'aux phénomènes géophysiques influant sur la forme de la Terre (mouvements de la croûte terrestre, marées ...

).

Elle se pratique essentiellement à deux échelles : à l'échelle planétaire en tant que science théorique et à l'échelle régionale, permettant alors des applications plus pratiques telles la cartographie.

• Le géoïde :c'est la forme qu'adopterait la surface de l'océan si la Terre était entièrement recouverte d'eau.

• La surface topographique, qui correspond à la frontière matérielle entre la lithosphère (couche de roches formée de la croûte et de la partie supérieure du manteau terrestre) et l'atmosphère ou l'hydrosphère (selon que l'on se place au-dessus d'un continent ou d'un océan).

fEWPSOIDE DE ÙFÉIENCE D'un point de we mathématique, un ellipsoïde est une • sphère aplatie • déterminée par deux dimensions caractéristiques : le rayon équatorial (ou demi-grand axe) et le rayon polaire (demi petit axe).

Le recours à cet ellipsoïde permet de décrire de manière trés simplifiée la forme de la Terre.

C'est néanmoins une représentation approximée de la forme de la Terre.

L'utilité principale de cette figure est de fournir un support aux systèmes de coordonnées.

Le système le plus traditionnel de repérage est formé de la latitude (angle compris entre -90" et +90" mesurant l'écart à l'équateur), de la longitude (angle 1------------1 compris entre -180" et+ 180" La géodésie s'occupe de la détermination de la forme et des dimensions de la Terre et de son champ de gravité.

Il est courant de parler de • figure de la Terre • pour faire référence à cette forme.

Cette appellation peut s'Interpréter de plusieurs façons possibles : • L'ellipsoïde de référence n'est autre que la forme géométrique parfa~e pouvant s'Inscrire dans le même volume que la Terre : il correspond donc à la figure de géométrie approchant au mieux la surface terrestre.

mesurant l'écart au méridien de Greenwich) et de l'akitude (référencée par rapport au niveau des mers).

Selon GfiiiSS qui en a donné la première définition, le géoïde est la figure mathématique décrivant au mieux la Terre.

C'est une surface lisse mais irrégulière, qui ne correspond pas forcément à la frontière matérielle de la croûte terrestre.

Le géoïde désigne une surface équipotentielle du champ de gravité terrestre.

En d'autres termes cela signifie que la pesanteur est identique en tout point du géoïde.

Il a arbitrairement été décidé de choisir la surface la plus proche du niveau des océans.

La force de gravité est partout perpendiculaire à cette surface.

D'un point de vue pratique, elle se détermine par le recoupement de mesures gravimétriques et de simulations.

L'outil mathématique permettant de caractériser les ondulations du géoïde est la représentation en harmoniques sphériques.

Il est d'usage de calculer non pas le géoïde, mais la déviation de ce géoïde par rapport à l'ellipsoïde de référence de la Terre.

La topographie consiste à mesurer la forme physique de la surface terrestre, et se pratique donc en général à une échelle plus locale.

Elle est plus particulièrement destinée aux applications pratiques : cadastre, chantiers, cartographie ...

La topographie est parfois désignée par le terme géodésie inférieure, la géodésique à plus grande échelle étant alors désignée par géodésie supérieure.

La surface de la Terre étant trés irrégulière, on ne peut se limiter à une description purement mathématique pour en appréhender les détails.

Par conséquent on a recours à des mesures de terrain pour déterminer la forme de la surface topographique.

Elle présente des variations d'une dizaine de kilomètres par rapport à l'ellipsoïde de référence (8 km vers le haut dans le cas des plus hautes montagnes ou 11 km vers le bas dans le cas des fosses océaniques).

Les différentes définitions de la figure terrestre surface topographique (continent) Ellipsoïde de référence Pôle nord Pôle sud l'"Kiée initiale d'une Terre plate a mis un temps considérable à se déraciner des esprits.

Les premiers arguments en faveur d'une forme sphérique ont été les éclipses lunaires (l'observation d'une ombre circulaire ne pouvant étre obtenue que par projection d'un objet sphérique) et l'observation de l'étoile polaire depuis les basses latitudes ( celle-. »