Par Nicolas Smith | Mis à jour le 24 mars 2022

Les topographes s’appuient sur des modèles mathématiques pour décrire la forme de la Terre. Deux des plus largement utilisés sont l'ellipsoïde. et le géoïde . Bien que les deux visent à représenter la géométrie de la planète, ils diffèrent fondamentalement par leur objectif et leur précision.

Ellipsoïde

Le terme « ellipsoïde » dérive de l’ellipse, un cercle étiré. En géodésie, un ellipsoïde est une surface lisse définie mathématiquement qui se rapproche de la forme globale de la Terre. Parce que la planète est légèrement aplatie aux pôles et bombée à l’équateur, l’ellipsoïde capture le mieux cette géométrie ellipsoïdale. Il sert de référence pratique pour les systèmes de coordonnées globales et la navigation par satellite.

Géoïde

En revanche, le géoïde représente la surface hypothétique de la Terre qui coïnciderait partout avec le niveau moyen de la mer. Selon l'Université d'Oklahoma , le géoïde est la surface de potentiel gravitationnel égal et est souvent appelé la « surface du niveau moyen de la mer ». Contrairement à l'ellipsoïde, le géoïde intègre les variations de gravité causées par les montagnes, les tranchées et les différences de densité souterraine. Il exclut délibérément les phénomènes dynamiques de surface de la mer tels que les vagues et les marées.

Altitude topographique

La hauteur topographique ou topographique fait référence à la distance verticale réelle entre un point au sol et le géoïde. Les levés modernes utilisent des données satellitaires, LiDAR ou des photographies aériennes pour mesurer ces hauteurs avec une précision inférieure au mètre. Par conséquent, l’élévation topographique est le descripteur le plus précis de la surface de la Terre pour les applications d’ingénierie, de cartographie et scientifiques.

Différences clés

• La fluidité contre la réalité – L’ellipsoïde suppose une Terre parfaitement lisse et homogène, ignorant les caractéristiques topographiques. Le géoïde capture les anomalies gravitationnelles, reflétant de vraies montagnes et tranchées océaniques.
• Surface de référence – L'ellipsoïde est une ligne de base mathématique utilisée pour la conversion de coordonnées. Le géoïde est la surface quasi physique qui correspond le plus au niveau moyen de la mer.
• Hauteur du géoïde – La séparation verticale entre l’ellipsoïde et le géoïde est appelée hauteur du géoïde. Elle peut atteindre plusieurs centaines de mètres dans les régions extrêmes.
• Impact pratique – Pour des travaux de haute précision, la différence entre l'ellipsoïde et le géoïde peut être importante; Les récepteurs GPS qui signalent une hauteur ellipsoïdale doivent être corrigés par rapport au géoïde pour obtenir la véritable élévation du sol.

Utilisations pratiques

Les récepteurs du système de positionnement global (GPS) signalent les positions en termes d'ellipsoïde WGS84. Les ingénieurs appliquent ensuite une correction de la hauteur du géoïde pour convertir la hauteur ellipsoïdale en élévation orthométrique (vraie). Alors que la plupart des appareils grand public utilisent encore directement l'ellipsoïde, de nombreux systèmes de topographie professionnels intègrent désormais des modèles de géoïde pour fournir des données de terrain précises.

Des informations précises sur la hauteur sont essentielles pour le génie civil, l’évaluation des risques d’inondation, les télécommunications et la recherche scientifique. En comprenant les distinctions entre l'élévation ellipsoïde, géoïde et topographique, les praticiens peuvent choisir la référence appropriée pour leurs besoins spécifiques.