La carte est une image réduite, plane et symbolique (= conventionnelle) utilisée pour représenter des données de caractères divers, réparties dans l'espace. La carte géographique couvre une vaste surface. Seuls les grands traits y sont représentés. La carte topographique, à l'inverse, couvre une portion assez faible de la surface terrestre et reproduit le plus grand nombre possible de détails de terrain.
Image réduite
Une carte est un " modèle réduit " de la surface terrestre. Le rapport de réduction est l'échelle de la carte que l'on exprime sous forme d'une fraction simple : 1/25 000 , 1/50 000, 1/250 000…
Par exemple, sur une carte au 1/100 000ème, 1 cm sur la carte correspond à 100 000 cm soit 1 km sur le terrain.
Le choix de l'échelle est guidé par le type d'utilisation désirée. Un randonneur pédestre utilisera une carte au 1/25 000ème alors que l'automobiliste préférera une carte au 1/100 000ème voir 1/250 000ème.
Image plane et géométriquement exacte
La carte est un document plan qui représente, de façon géométriquement exacte, une portion d'un objet globalement sphérique : la Terre. La Terre a en réalité la forme d'un ellipsoïde aplati aux pôles (rayon équatorial : 6378 km, rayon polaire : 6367 km). Au plan de la carte correspond donc une calotte sphérique ou plus exactement une portion d'une surface ellipsoïdale. Il est nécessaire d'opérer une transformation telle qu'à chaque point de la surface de l'ellipsoïde corresponde un point du plan. Cette opération mathématique établissant une correspondance entre des coordonnées géographiques sphériques (Fig.1) et des coordonnées cartésiennes est une projection. Elle s'accompagne inévitablement de déformations : altérations des mesures angulaires, ou des longueurs, ou des surfaces.
Figure 1: Coordonnées géographiques (latitude et longitude) d'un point
De nombreux systèmes de projection existent. Plusieurs d'entre eux vous seront présentés lors de la séance de T.T. On peut les regrouper en quatre grands groupes :
- les projections conformes conservent les mesures d'angles,
- les projections équivalentes conservent les rapport de surfaces,
- les projections équidistantes conservent certains rapports de longueurs,
- les projections azimutales conservent les directions.
En France , le système utilisé par l'I.G.N. (Institut Géographique National) est la projection conique conforme de Lambert. On peut l'assimiler à une projection géométrique d'une portion de la Terre sur un cône dont le sommet est situé sur l'axe des pôles et qui est tangent à l'ellipsoïde le long d'un parallèle dit parallèle moyen de contact (Fig.2). Pour que l'altération des longueurs reste négligeable, la France est divisée en 4 zones qui ont chacune leur système de projection, donc leur parallèle moyen. Dans le système de projection de Lambert, les méridiens sont représentés par des droites concourantes.
Figure 2: Principe de la projection conique de Lambert et Zones Lambert en France Métropolitaine
La topographie de la surface terrestre est restituée par l'intermédiaire de courbes de niveau. Une courbe de niveau correspond à l'intersection de la surface topographique avec un plan horizontal d'altitude donné. Elle joint donc un ensemble de points de même altitude. La différence d'altitude entre les plans horizontaux est appelé équidistance des courbes de niveau (Fig.3).
Figure 3: Principe d'établissement des courbes de niveau
Image conventionnelle
Les éléments naturels (source, cours d'eau, nature de la végétation…) et artificiels (habitat, lignes électriques, ponts…) sont remplacés par des signes conventionnels évocateurs. Un inventaire de ces symboles figure dans la légende de la carte (Fig.4). Sur les cartes éditées en polychromie, le bleu est réservé pour l'hydrographie (lacs, étangs, rivières…), le vert pour la végétation (bois, cultures), le noir pour les marqueurs de l'activité humaine (habitation, lignes électriques, voies de chemins de fer), les limites administratives, points géodésiques, toponymie (noms de lieux), le rouge pour les voies de communication routière. Pour l'orographie (courbes de niveau) ce sont les bistres (brun-rouge) et gris qui sont utilisés, à l'exception des abrupts rocheux qui sont en noir.
Figure 4: Légende type d'une carte IGN