carte (géographie).

carte (géographie). 1 PRÉSENTATION carte (géographie), représentation dessinée ou imprimée sur une surface plate d'une zone géographique correspondant généralement à une portion de la surface de la Terre. Dans la plupart des cas, une carte est une représentation schématique plutôt qu'illustrée d'une zone donnée ; elle contient habituellement différents symboles communément admis, qui indiquent les caractéristiques naturelles, artificielles ou culturelles de la région représentée. Les problèmes essentiels liés à l'élaboration d'une carte sont la représentation d'une surface courbe (la Terre ou une partie de la Terre) sur un plan, et le choix de l'échelle. Avant l'apparition des ordinateurs (voir Cartographie), l'établissement de cartes exigeait de multiples talents : la capacité de découvrir et de sélectionner des informations provenant de diverses sources sur divers aspects de la géographie, puis de synthétiser les résultats en un ensemble de données simple, cohérent et exact ; des dons de concepteur pour créer la carte finale capable de communiquer correctement le « message « destiné à des lecteurs d'origines diverses ; une dextérité manuelle pour représenter les informations en utilisant symboles, lignes et couleurs pour rendre lisible l'ensemble de la carte ; des connaissances de conception graphique pour simplifier des motifs souvent complexes. Il n'existe pas une façon « correcte « de faire une carte. La façon dont elle est réalisée dépend du but de la carte, des outils dont dispose le cartographe et de ses connaissances. 2 TYPES DE CARTE On peut utiliser des cartes pour diverses raisons, ce qui explique l'existence de différents types de cartes spécialisées. 2.1 Cartes topographiques Les cartes topographiques sont généralement utilisées pour représenter des régions terrestres. Elles indiquent les caractéristiques naturelles et artificielles de la région représentée : elles peuvent ainsi comporter le réseau de transports (routes, voies ferrées, canaux, sentiers, aéroports), l'hydrographie (cours d'eau, lacs, aspects des côtes), les habitations (villages, bourgs, villes), la forme et l'altitude du relief, etc. Les limites politiques, qui marquent les séparations entre des départements, des régions et des États sont également précisées. En raison de la grande diversité des informations qu'elles comportent, les cartes topographiques servent le plus souvent de cartes de référence pour un usage courant. 2.2 Cartes spécialisées Les cartes marines et aéronautiques sont parmi les plus importantes des cartes spécialisées. Les cartes marines sont utilisées pour la navigation ; elles couvrent les océans. Des chiffres indiquant la profondeur de l'eau à marée basse sont disposés à intervalles rapprochés sur les parties correspondantes de la carte. Les hauts-fonds et les basfonds sont entourés d'un cercle ou sont en grisé pour qu'ils apparaissent plus clairement, et les limites des chenaux sont indiquées par des lignes. La nature du fond (sable, boue, roche, etc.) est également précisée. La localisation exacte des phares, des bouées et des autres aides à la navigation est l'une des caractéristiques importantes des cartes marines. Certains repères des côtes, comme des immeubles ou des pics élevés, sont également indiqués car ils permettent au navigateur d'établir sa position. Les cartes aéronautiques que l'on utilise en vol ressemblent quelque peu aux cartes topographiques ; elles indiquent en plus l'emplacement des radiobalises, des voies aériennes et des zones couvertes par les chenaux de radio-guidage. Parmi les autres cartes spécialisées figurent les cartes politiques, qui ne retiennent des caractéristiques topographiques que les limites des villes et les frontières politiques, les cartes géologiques, qui montrent la structure géologique d'une zone, ainsi que bien d'autres cartes, qui indiquent par exemple la répartition géographique des récoltes, l'utilisation de la terre, la hauteur des précipitations, le nombre d'habitants. Les cartes en relief représentent une région donnée en trois dimensions. Pour accentuer le relief, l'échelle verticale représente en général plusieurs fois l'échelle horizontale. Les cartes en relief sont très utilisées pour la conception de plans en ingénierie et dans le domaine militaire. 3 CARACTÉRISTIQUES FONDAMENTALES D'UNE CARTE Le recours à un système de symboles est indispensable pour lire facilement une quantité importante d'informations. De nombreux symboles fréquemment utilisés sont en général bien acceptés et sont immédiatement compris. Ainsi les villes, grandes et petites, sont indiquées par des points ou des zones d'ombre ; les fleuves et les rivières sont souvent imprimés en bleu, de même que les étendues d'eau ; les frontières politiques sont marquées par des rubans de couleur ou par des pointillés. Un cartographe peut toutefois être amené à créer un grand nombre de symboles pour satisfaire tel ou tel besoin. Par exemple, une tente peut indiquer la présence d'un camping et des pioches croisées peuvent marquer l'emplacement d'une mine. La légende de la carte explique les symboles utilisés. 3.1 Grille géographique Il est nécessaire de se référer à la grille géographique de la carte pour localiser un point ou indiquer l'étendue d'une zone. Cette grille est constituée par les méridiens en longitude et par les parallèles en latitude. Par convention, on compte 180° de longitude est et 180° de longitude ouest par rapport au méridien de Greenwich, qui a pour valeur 0°. De même, on compte 90° de latitude nord et 90° de latitude sud par rapport au parallèle de l'équateur, qui a pour valeur 0°. Chaque point sur une carte peut être défini avec précision en indiquant sa valeur en degrés, minutes et secondes pour la latitude et la longitude. Le vrai nord est en général placé en haut de la carte, qui contient également une rose des vents dirigée vers le pôle magnétique ou vers une autre indication d'une variation magnétique. 3.2 Échelle L'échelle représente le rapport existant entre la distance qui sépare deux points sur la Terre et sa représentation sur la carte. L'échelle se présente en général sous la forme de chiffres, comme 1/100 000, qui signifie qu'une unité mesurée sur la carte (en l'occurrence 1 cm) correspond à 100 000 fois la même unité à la surface de la Terre. L'échelle est précisée dans la marge de la plupart des cartes, qui souvent présentent également une ligne graduée indiquant la longueur sur l'échelle d'une, de cinq ou de dix unités, souvent des kilomètres. Les cartes à très grande échelle (supérieure à 1/10 000) sont appelées plans. Les cartes à grande échelle vont de 1/10 000 (où 1 cm sur le papier équivaut à 100 m sur le terrain) à 1/25 000, l'échelle moyenne va jusqu'à 1/100 000 et la petite échelle commence avec les cartes à 1/200 000 (où 1 cm sur le papier équivaut à 2 km sur le terrain) ou 1/250 000. Les cartes à grande échelle les plus détaillées sont souvent celles qui montrent la propriété des terres et des bâtiments. Ces cartes sont souvent faites à des échelles variant entre 1/500 et 1/5 000 et il n'est pas besoin de généraliser ou de simplifier beaucoup l'information que l'on veut représenter. Plus une zone est densément peuplée, plus l'échelle utilisée sera grande. Les cartes à petite échelle, comme celles qui figurent sur les atlas, doivent être en revanche fortement simplifiées. Les routes, par exemple, sont souvent élargies et peuvent être déplacées pour faciliter la perception, à condition qu'elles restent placées correctement les unes par rapport aux autres. Les cartes topographiques ordinaires, comme celles qui sont produites par l'Institut géographique national (IGN), sont à l'échelle de 1/100 000, 1/50 000 et 1/25 000. Pour les cartes militaires, l'échelle peut aller jusqu'à 1/15 800. Depuis le début du siècle, un certain nombre de pays participent à l'élaboration d'une carte standard du monde à l'échelle de 1/1 000 000. 3.3 Représentation du relief Le relief est représenté par des courbes de niveau, qui joignent les points de la zone concernée qui sont à la même altitude. La valeur de l'intervalle entre chaque courbe peut varier, car elle dépend de l'importance du relief et de l'échelle de la carte ; par exemple, l'intervalle peut être de 50 m, de sorte que le cartographe, quand il dessine la carte, relie par un trait d'abord tous les points qui sont à 50 m au-dessus du niveau de la mer, puis ceux qui sont à 100 m, à 150 m et ainsi de suite. La forme des courbes de niveau donne une idée exacte de la forme des collines et des dépressions, dont les hauteurs et les profondeurs sont indiquées par les courbes elles-mêmes. Ainsi, les fortes pentes sont révélées par des courbes rapprochées. Il est possible également d'indiquer les hauteurs en utilisant différentes couleurs ou teintes, ainsi que des hachures (courtes lignes parallèles) ou des ombres. Dans le cas des couleurs, on représente les zones de même hauteur en jouant sur différentes teintes ; par exemple, toute la partie comprise entre 0 et 100 m au-dessus du niveau de la mer est coloriée en vert clair, la partie entre 100 et 200 m apparaît dans une teinte plus sombre et ainsi de suite. Les hachures servent à indiquer les pentes ; elles sont d'autant plus marquées et rapprochées que la pente est accentuée. Ce sont souvent uniquement les pentes exposées au sud-est qui sont hachurées ou ombrées, ce qui suggère en quelque sorte une vue d'avion de la région éclairée par la lumière du nord-ouest. Les ombres et les hachures soigneusement dessinées n'indiquent pas les hauteurs, mais elles sont plus facilement interprétées que les courbes de niveau, et on les utilise parfois ensemble pour des raisons de clarté. 4 PROJECTIONS Une carte doit avoir la forme d'une sphère pour représenter toute la surface de la Terre sans introduire de déformation ; on parle dans ce cas de globe. Une carte plate ne peut pas figurer avec précision une surface arrondie, en dehors de régions peu étendues où la courbure de la Terre est négligeable. Quand il s'agit de représenter fidèlement des régions de taille moyenne ou grande, la carte doit proposer un compromis entre des déformations portant sur la surface, la distance et la direction. Dans certains cas, le cartographe peut privilégier l'un de ces éléments au détriment des autres, qui perdent alors en précision. On emploie le terme de projections pour désigner les différentes façons de préparer une carte à deux dimensions de la surface de la Terre ; on distingue les projections géométriques des projections analytiques, selon la technique de développement adoptée. Les projections géométriques sont classées selon le type de surface utilisée pour l'établissement de la carte, comme les cylindres, les cônes ou les plans ; les projections planes sont également désignées par le terme de projections azimutales ou zénithales. Les projections analytiques s'appuient sur des calculs mathématiques. 4.1 Projections cylindriques Quand il réalise une projection cylindrique, le cartographe considère la surface de la carte comme un cylindre qui entoure le globe et se trouve en contact avec celui-ci au niveau de l'équateur. Les parallèles sont prolongés en dehors du globe, comme des plans parallèles qui coupent le cylindre, en restant parallèles à l'équateur. À cause de la sphéricité du globe, les parallèles à proximité des pôles sont progressivement rapprochés les uns des autres quand ils sont projetés sur le cylindre ; de plus, les méridiens projetés sont représentés comme des lignes droites parallèles, qui sont perpendiculaires à l'équateur et se prolongent vers les pôles Nord et Sud. Une fois la projection effectuée, le cylindre est supposé être découpé dans le sens vertical puis déroulé à plat. La carte obtenue représente la surface du monde comme un rectangle avec en longitude les méridiens régulièrement espacés et en latitude les parallèles disposés d'une façon inégale. Bien que les régions soient très déformées à proximité des pôles sur une projection cylindrique, on retrouve sur la carte les proportions qui sont celles des régions dans la réalité. Le géographe flamand Gerardus Mercator s'appuya sur les mathématiques pour développer un type de projection bien connu qui porte son nom et s'apparente, avec certaines modifications, à la projection cylindrique. Une carte de Mercator est précise pour les régions équatoriales, mais déforme sensiblement les régions situées dans des latitudes élevées. Toutefois, les directions sont représentées fidèlement, ce qui est particulièrement intéressant pour la navigation et correspondait au projet initial de Mercator. Toute ligne coupant deux méridiens ou plus selon le même angle est représentée sur une carte de Mercator par une ligne droite, appelée ligne de rhumb. Celle-ci représente dans le cas d'un navire ou d'un avion une route directe établie à l'aide d'une boussole. Un navigateur peut décider de sa route à l'aide d'une carte de Mercator en traçant simplement une ligne entre deux points et en suivant sur la carte la direction donnée par la boussole. 4.2 Projection azimutale La projection azimutale correspond à une projection du globe sur une surface plane qui peut être en contact avec le globe à n'importe quel point. Les projections azimutales regroupent les projections planes de type gnomonique, orthographique et stéréographique. La projection azimutale de surface égale et la projection azimutale équidistante renvoient à deux autres types de projections planes ; elles ne peuvent pas être projetées, mais sont conçues selon un plan tangent (en contact). La projection gnomonique correspond à des rayons projetés du centre de la Terre. Dans une projection orthographique, la source des rayons se situe à l'infini, et les cartes conçues selon ce procédé donnent l'impression que la Terre a été photographiée depuis le cosmos. Dans le cas d'une projection stéréographique, la source des rayons est un point qui est diamétralement opposé à la tangente du plan sur lequel est réalisée la projection. La nature de la projection varie selon la source des rayons. Ainsi, la projection gnomonique couvre des zones plus petites qu'un hémisphère alors que la projection orthographique couvre les hémisphères ; la projection azimutale équivalente et la projection stéréographique correspondent à des zones plus larges, et la projection azimutale équidistante concerne le globe tout entier. Toutefois, dans tous ces types de projection (à l'exception de la projection azimutale équidistante), la partie de la Terre qui apparaît sur la carte dépend du point de contact du plan imaginaire avec la Terre. Une carte de projection plane dont le plan est tangent à la surface de la Terre au niveau de l'équateur représente la zone de l'équateur, mais ne peut pas figurer toute la région sur une carte ; si le plan est tangent à l'un des pôles, la carte représente les régions polaires. Dans la mesure où la source de la projection gnomonique est au centre de la Terre, tous les grands cercles (l'équateur, chaque méridien et tous les autres cercles divisant le globe en deux parties égales) sont représentés comme des lignes droites. Un grand cercle qui relie deux points sur la Terre correspond toujours à la distance la plus courte entre ces deux points. C'est pourquoi la carte gnomonique est très utile pour la navigation quand elle est utilisée avec la carte de Mercator. 4.3 Projections coniques Dans ce type de projection, on suppose qu'un cône est placé au sommet du globe. Après la projection, le cône est censé être découpé et déroulé sur une surface plane. Le cône est en contact avec le globe sur chacun des points d'un seul parallèle ; la carte obtenue est extrêmement précise pour toutes les zones situées près du parallèle, mais elle devient très déformée pour toutes les autres zones, en respectant le rapport exact de la distance de ces zones au parallèle standard. Pour atteindre une plus grande précision, la projection conique conforme de Lambert part d'un cône qui passe par une partie de la surface du globe et coupe deux parallèles. Du fait de la précision obtenue par ce type de carte dans la proximité immédiate des deux parallèles, la zone représentée entre les parallèles standard est moins déformée que la même zone reproduite par une projection conique unique. La projection polyconique est un type de projection bien plus complexe, qui met en jeu une série de cônes, chacun d'eux étant en contact avec le globe à un parallèle différent, et seule la zone à proximité immédiate de chaque parallèle est utilisée. En rassemblant les résultats de la série des projections coniques limitées, il est possible de couvrir une large zone avec une très grande précision. Parce qu'un cône ne peut pas être en contact avec le globe dans les régions polaires et équatoriales les plus éloignées, les différentes projections coniques sont utilisées pour représenter des régions relativement petites dans les zones tempérées. Les cartes polyconiques offrent un bon compromis entre la représentation de la surface, de la distance et de la direction dans le cas de petites régions. 4.4 Calcul mathématique Un certain nombre de projections, selon le terme consacré, ont été développées à l'aide des mathématiques pour figurer dans le détail des zones importantes à une petite échelle. Les cartes fondées sur les calculs mathématiques représentent la Terre entière en cercles, en ovales ou selon d'autres formes. Dans le cas de cartes spécialisées, la Terre est souvent dessinée en ne suivant pas la forme originale de la projection, mais avec des parties jointes et irrégulières. Les cartes de ce type sont appelées projections interrompues et comprennent la projection de Goode et la projection équivalente d'Eckert. 5 RÉALISATION D'UNE CARTE Les progrès les plus importants dans la fabrication des cartes sont venus des techniques de captation à distance, c'est-à-dire des techniques qui rassemblent des données sur un objet sans le toucher véritablement, notamment la photographie aérienne (qui comprend la photographie à infrarouge) et la photographie par satellite. Le Global Positioning System (GPS) met en oeuvre la triangulation par satellite, qui a considérablement réduit la marge d'erreur quand il s'agit de localiser exactement des points à la surface de la Terre. Le recours à l'ordinateur pour dessiner des cartes compte parmi les innovations les plus récentes ( voir Cartographie). 5.1 Observation Une carte repose pour l'essentiel sur un levé minutieux des emplacements géographiques et des relations existant entre un grand nombre de points dans la région considérée. Aujourd'hui, presque toutes les cartes originales font appel à l'observation aérienne en plus des informations obtenues par les techniques habituelles de la topographie. Les images obtenues par satellite procurent un grand nombre d'informations précises concernant l'emplacement de dépôts minéraux, le développement des villes tentaculaires, la pénétration de la végétation et les différents types de sols. 5.2 Compilation et reproduction Une fois les données rassemblées, la carte doit être soigneusement préparée en fonction de sa destination finale afin que toutes les informations pertinentes soient communiquées avec clarté et précision. Les levés et les photographies effectués sont alors utilisés pour entrer un grand nombre de points sur une grille de lignes croisées qui correspondent à la projection choisie pour la carte. Les hauteurs sont indiquées et les courbes de niveau, si elles sont utilisées, sont directement tirées de paires stéréoscopiques de photographies. Les routes, les fleuves et les rivières sont dessinés selon le même procédé, ainsi que l'emplacement des autres éléments de la carte. La préparation d'une carte en vue de l'impression commence par une série de feuilles, à raison d'une feuille pour chaque couleur utilisée. Ces feuilles se composent d'un plastique recouvert d'une substance opaque ; les lignes et les symboles sont tracés sur la surface à l'aide d'un instrument de gravure acéré qui enlève la couche opaque, selon une technique qui relève de la lithographie. Chacune de ces feuilles constitue un négatif à partir duquel est réalisée une plaque lithographique. Il existe également des orthophotocartes, dont la base est constituée de véritables photographies. Les cartes de ce type sont une mosaïque de parties de photographies aériennes soigneusement découpées, qui ont été modifiées à l'aide d'un orthophotoscope pour éliminer les déformations d'échelle et d'angle. Il est possible d'enregistrer des informations sur les coordonnées d'une zone géographique et sur la répartition des phénomènes statistiques de cette zone. Un instrument comme un traceur de courbes continues permet à un ordinateur de réaliser des cartes en utilisant les données enregistrées. Il est possible d'afficher sur un écran vidéo les cartes créées par ordinateur, qui peuvent être facilement modifiées par un opérateur. Les cartes de ce genre permettent de fournir une image animée d'un changement pour une période déterminée, car les données de la carte et des modifications ultérieures sont enregistrées. Voir aussi Cartographie.