Introduction
Lorsque tu veux retrouver un lieu précis sur Terre, tu ne peux pas te contenter de dire « c’est au nord » ou « c’est près de la mer ». Pour repérer exactement un point à la surface du globe, les scientifiques utilisent un système de coordonnées géographiques : la latitude, la longitude et l’altitude. Dès l’Antiquité, des savants comme Hipparque (IIᵉ siècle av. J.-C.) avaient pensé ce système, perfectionné par Ptolémée dans sa Géographie (IIᵉ siècle apr. J.-C.). Au XIXe siècle, l’adoption du méridien de Greenwich comme référence internationale (1884) a marqué une étape politique et scientifique majeure, reflétant le rôle central du Royaume-Uni dans la navigation mondiale. Aujourd’hui, ces coordonnées sont utilisées par les satellites, le GPS et les systèmes d’information géographique (SIG), qui orientent la navigation, la recherche scientifique et la gestion des territoires.
Les coordonnées géographiques : latitude, longitude et altitude
La Terre n’est pas une sphère parfaite : sa forme réelle est celle d’un géoïde (surface théorique correspondant au niveau moyen des mers prolongé sous les continents, reflétant les variations de gravité). En première approximation, on l’assimile à un ellipsoïde de révolution légèrement aplati aux pôles.
La latitude indique la position nord-sud, mesurée en degrés à partir de l’équateur (0°). Exemple : Paris est à environ 48,9° Nord.
La longitude indique la position est-ouest, mesurée en degrés par rapport au méridien de Greenwich (0°). Son adoption comme référence mondiale en 1884 résulte d’une conférence internationale à Washington, où la domination maritime et scientifique britannique imposa Greenwich comme norme d’unification des cartes et de la navigation. Exemple : Paris est à environ 2,3° Est.
L’altitude exprime la hauteur d’un point par rapport à une surface de référence. Dans la vie courante, on la définit par rapport au niveau moyen de la mer ; scientifiquement, elle est mesurée par rapport à un ellipsoïde géodésique de référence. Exemple : le Mont-Blanc culmine à 4 809 m.
Les coordonnées s’expriment en degrés (°), divisés en minutes (′) et secondes (″), ou en décimales (par exemple 48,85° = 48°51′ Nord).
Exemple chiffré de latitude
La latitude de Paris est de 48,9° N et celle de Dakar de 14,7° N. La différence est de 34,2°. Comme 1° de latitude correspond à environ 111 km, cela représente environ 3 800 km de distance nord-sud. Attention : cette relation (1° ≈ 111 km) est valable pour la latitude. Pour la longitude, la distance d’un degré varie selon la latitude : elle est maximale à l’équateur (≈ 111 km) et tend vers zéro aux pôles.
À retenir
Latitude, longitude et altitude définissent la localisation d’un point. La latitude correspond toujours à ≈ 111 km par degré, tandis que la longitude varie avec la latitude.
Les systèmes d’information géographique (SIG) et le GPS
Les systèmes d’information géographique (SIG), nés dans les années 1960 avec l’informatique, associent cartes numériques, images satellites et bases de données pour analyser l’espace. Chaque point géographique peut contenir de multiples informations (population, sols, climat). Aujourd’hui, les SIG sont utilisés pour :
la gestion du climat (suivi de la déforestation, modélisation des gaz à effet de serre),
l’agriculture de précision (adapter les apports d’eau et d’engrais en fonction des sols et des cultures),
la gestion des catastrophes naturelles (prévision des inondations, alerte en cas de séismes ou d’incendies),
l’urbanisme (planification des transports, organisation des villes).
Le GPS (Global Positioning System), développé aux États-Unis dans les années 1970 pour un usage militaire, repose sur une constellation de satellites (au moins 24). Contrairement à ce qu’on appelle souvent « triangulation », il s’agit en réalité de trilatération : la position est calculée à partir des distances mesurées aux satellites, obtenues grâce au temps mis par le signal pour atteindre le récepteur. Avec au moins 4 satellites, le GPS détermine latitude, longitude et altitude avec une précision de quelques mètres (voire quelques centimètres avec des corrections). D’autres systèmes existent, comme le russe GLONASS, l’européen Galileo ou le chinois BeiDou, montrant l’importance stratégique et scientifique de la géolocalisation.
À retenir
Les SIG transforment les coordonnées en outils d’analyse spatiale, utilisés du climat à l’urbanisme. Le GPS fonctionne par trilatération grâce aux signaux d’une constellation de satellites, permettant une localisation très précise.
Le grand cercle : le plus court chemin sur une sphère
En géométrie, la distance la plus courte entre deux points sur une sphère est un arc de grand cercle. Un grand cercle est un cercle tracé dont le centre coïncide avec celui de la Terre (comme l’équateur ou tout méridien).
Exemple concret : la distance Paris–New York. Sur une carte plane, une ligne droite entre ces deux villes semble directe et horizontale. En réalité, la route aérienne la plus courte suit un arc de grand cercle passant plus au nord, près du Groenland. La différence est notable : le trajet en grand cercle est d’environ 5 850 km, contre plus de 6 200 km si l’on suivait une ligne droite sur une carte plane. Cette économie de plusieurs centaines de kilomètres explique pourquoi les compagnies aériennes utilisent ce principe pour réduire temps et carburant.
À retenir
Le principe du grand cercle, issu de la géométrie de la sphère, montre que les trajets optimisés diffèrent des droites apparentes sur une carte.
Conclusion
La localisation géographique repose sur des outils théoriques anciens et des technologies modernes. Pensé dès l’Antiquité par Hipparque et Ptolémée, universalisé par l’adoption du méridien de Greenwich en 1884, ce système s’appuie aujourd’hui sur le GPS et les SIG, qui en démultiplient les applications face aux défis contemporains (climat, agriculture, catastrophes naturelles, organisation des villes). La notion de grand cercle, issue de la géométrie, rappelle le rôle des mathématiques dans la compréhension et l’optimisation de notre rapport à la planète. De l’histoire des savants antiques aux satellites modernes, la localisation illustre l’alliance entre héritage scientifique, choix politiques et innovations technologiques.