Transverse Universelle de Mercator
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La Transverse universelle de Mercator (en anglais Universal Transverse Mercator ou UTM) est un type de projection conforme de la surface de la Terre. L’Allemagne l’utilise sous le nom de Projection de Gauss-Krüger. Cette projection est une projection (La projection cartographique est un ensemble de techniques permettant de représenter la surface de la Terre dans son ensemble ou en partie sur la surface plane...) cylindrique où l’axe du cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable décrivant une courbe plane fermée (c), appelée courbe directrice...) croise perpendiculairement l’axe des pôles de l’ellipsoïde terrestre au centre de l’ellipsoïde.

Schéma de la projection UTM
Schéma de la projection UTM

L'UTM est également un système de référence géospatiale permettant d'identifier n'importe quel point (Graphie) sur notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en...).

En pratique, pour couvrir la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse...), on la découpe en 60 fuseaux de 6 degrés en séparant l’hémisphère Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) et l’hémisphère Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.). Soit au total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des...) 120 zones (60 pour le Nord et 60 pour le Sud). On développe alors le cylindre tangent à l’ellipsoïde le long d’un méridien (En géographie, un méridien est un demi grand cercle imaginaire tracé sur le globe terrestre reliant les pôles géographiques. Tous les points de la Terre situés sur un même...) pour obtenir une représentation plane (La plane est un outil pour le travail du bois. Elle est composée d'une lame semblable à celle d'un couteau, munie de deux poignées, à chaque extrémité de la lame. Elle permet le dégrossissage et le creusage de...).

Les zones polaires (au delà de 84,5 degrés de latitude (La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre (ou sur une autre planète), au nord ou au sud de l'équateur.) Nord et en deçà de 80,5 degrés de latitude Sud) ne sont théoriquement pas couvertes par ce système de projection, bien que le cylindre utilisé soit tangent aux deux pôles.

Ce n’est cependant pas un réel obstacle, si on admet d’étendre le découpage rectangulaire de la projection, de façon à couvrir plus de 6° de longitudes au delà de l’équateur, et c’est ce qui est généralement utilisé sur les cartes, où l’extension de longitude (La longitude est une valeur angulaire, expression du positionnement est-ouest d'un point sur Terre (ou sur une autre planète).) permet de conserver une bonne précision à peu près similaire à celles le long de l’équateur.

Une variante plus exacte de cette projection est de ne pas utiliser un cylindre parfait, mais un cylindroïde applati aux pôles et tangeant tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) le long des deux méridiens opposés au géoïde (ellipsoïdal) de référence.

L’intérêt de cette variante est de conserver les distances tout le long du méridien de référence. Dans ce cas aussi, la précision des distances autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres...) des pôles ne dépend plus du méridien de référence choisi pour la projection, il devient alors possible de construire une carte rectangulaire continue couvrant la totalité des deux fuseaux opposés le long d’une fine bande (large de 6° exactement à l’équateur).

Le territoire (La notion de territoire a pris une importance croissante en géographie et notamment en géographie humaine et politique, même si ce concept est utilisé par...) français est situé sur 3 fuseaux :

  1. UTM Nord, fuseau 30 : entre 6 degrés ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) et 0 degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) Greenwich ;
  2. UTM Nord, fuseau 31 : entre 0 degré et 6 degrés est Greenwich ;
  3. UTM Nord, fuseau 32 : entre 6 degrés est et 12 degrés est Greenwich.
La projection UTM de l’Allemagne. Les petits carrés avec les code à deux lettres ne font pas partie de l'UTM proprement dit mais d'un système utilisé par l'OTAN appellé MGRS
La projection UTM de l’Allemagne. Les petits carrés avec les code à deux lettres ne font pas partie de l'UTM proprement dit mais d'un système utilisé par l'OTAN appellé MGRS

Une projection ne doit pas être confondue avec un système géodésique (En géométrie, une géodésique désigne le chemin le plus court, ou l'un des chemins s'il en existe plusieurs, entre deux points d'un espace une fois...) (par exemple WGS72, WGS84, NTF) permettant de localiser un point à la surface de la Terre. N'importe quelle projection peut être associée à n'importe quel système géodésique ; toutefois, pour éviter les ambiguïtés, on associe généralement un système géodésique à une projection ; un bon exemple est en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme...) le système géodésique ED50, généralement associé à la projection UTM. Néanmoins, pour être rigoureux, il faut toujours lorsqu'on donne des coordonnées en projection indiquer à la fois le système géodésique utilisé, et la projection (par exemple : "X = ..., Y = ... en UTM dans le système géodésique ED 50").

La projection UTM est associée à un point de référence virtuel situé :

  • Pour l’hémisphère Nord : sur l’équateur à 500 km à l’Ouest du méridien central de la zone considérée ;
  • Pour l’hémisphère Sud : sur le parallèle situé à 10 000 km au Sud de l’équateur et 500 km à l’Ouest du méridien central de la zone considérée.

Ce décalage de point de référence permet d’avoir des coordonnées positives pour l’intégralité des points de la zone.

Coordonnées : géographiques ou projection ?

L’utilisation des coordonnées en projection (ex : X et Y UTM) plutôt que des coordonnées géographiques (Latitude /Longitude) est en général jugée avantageuse pour les raisons suivantes :

  • Les coordonnées sont basées sur un système décimal (Le système décimal est un système de numération utilisant la base dix. Dans ce système, les puissances de dix et leurs multiples bénéficient d'une...), plus facile à utiliser pour les calculs que le système sexagésimal (Le système sexagésimal est un système de numération utilisant la base 60. Notamment utilisé pour mesurer le temps ou les angles (en trigonométrie) et pour préciser des coordonnées géographiques.). Cependant avec des longitudes et latitudes on peut toujours travailler en degrés "décimaux" sans avoir à utiliser des minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au...) et des secondes d’angles ;
  • Le système est "rectangulaire" et est mesuré en kilomètres. On peut donc directement calculer des distances approximatives à partir des coordonnées UTM. Un point de la zone UTM 13 qui a pour coordonnées (315,1 km, 3 925,1 km) est exactement à 1 kilomètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458...) du point de la zone 13 (315,1 km, 3 924,1 km). Cependant cette correspondance (La correspondance est un échange de courrier généralement prolongé sur une longue période. Le terme désigne des échanges de courrier personnels plutôt qu'administratifs.) n’est qu’approchée si les points ne sont pas sur le même méridien, et elle n’est plus du tout valable lorsque l’on change de zone.

Les systèmes GPS fournissent en général une position dans le système géodésique WGS84. Certaines cartes de randonnées utilisent la projection UTM et se réfèrent au système géodésique WGS84. D’autres cartes utilisent une projection nationale ou locale et sont parfois également graduées en surcharge selon le système géodésique WGS84 (par exemple en France, les cartes de randonnée de l'IGN utilisent une projection Lambert, et sur les marges extérieures des cartes les coordonnées UTM sont indiquées en noir).

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