Carte marine en projection de Mercator

Introduction

La carte en projection de Mercator est l’une des représentations cartographiques les plus utilisées pour la navigation maritime. Conçue pour faciliter le travail du navigateur, elle permet notamment de tracer une route à cap constant sous la forme d’une ligne droite, appelée loxodromie. Cette propriété explique son importance dans la cartographie nautique, aussi bien pour la navigation côtière que pour la navigation hauturière.

Une carte de Mercator représente la surface courbe de la Terre sur un support plan en utilisant une projection cylindrique conforme. Les méridiens et les parallèles apparaissent sous forme de lignes perpendiculaires, tandis que l’espacement entre les parallèles augmente avec la latitude. Cette construction conserve localement les angles, ce qui facilite le report et la lecture des caps.

Les cartes marines SHOM, Admiralty et de nombreux autres services hydrographiques utilisent la projection de Mercator pour une grande partie de leurs cartes de navigation. Elle constitue également une référence importante dans l’environnement de la cartographie électronique.

Qu’est-ce que la projection de Mercator ?

La projection de Mercator est une projection cartographique cylindrique conforme. Pour simplifier, on peut imaginer que la surface terrestre est projetée sur un cylindre entourant le globe, puis que ce cylindre est déroulé pour obtenir une carte plane.

Sur une carte de Mercator :

• les méridiens sont des lignes verticales parallèles ;

• les parallèles sont des lignes horizontales ;

• méridiens et parallèles se croisent à angle droit ;

• les angles sont conservés localement ;

• l’échelle augmente progressivement avec la latitude ;

• une loxodromie apparaît comme une ligne droite.

Cette dernière propriété est fondamentale pour la navigation. Une route tracée en ligne droite sur une carte de Mercator coupe les méridiens sous un angle constant. Le navigateur peut donc déterminer directement le cap correspondant à cette route.

La projection n’est toutefois pas une représentation parfaitement fidèle des distances et des surfaces. Les déformations augmentent à mesure que l’on se rapproche des pôles. Il est donc essentiel de tenir compte de la latitude et de l’échelle lors de la mesure des distances.

Pourquoi utiliser une carte marine de Mercator ?

L’intérêt principal de la projection de Mercator est lié à la navigation à cap constant.

Lorsqu’un navigateur trace une ligne droite entre deux positions sur une carte de Mercator, cette ligne représente une loxodromie. Elle correspond à une route qui coupe les méridiens sous un angle constant.

Cette caractéristique rend particulièrement simples :

• le tracé d’un cap ;

• la lecture d’une route ;

• la détermination d’un relèvement ;

• le report d’un angle au moyen d’une règle de navigation ;

• la préparation d’une route côtière ;

• la construction d’une route à l’estime.

La projection de Mercator est ainsi particulièrement adaptée à la navigation pratique, où le navigateur doit transformer rapidement une position, un cap et une distance en éléments directement exploitables à bord.

Carte de Mercator et loxodromie

La loxodromie est une notion essentielle pour comprendre l’intérêt de cette projection.

Une loxodromie est une route qui coupe tous les méridiens sous le même angle. Sur la surface terrestre, elle n’est généralement pas le chemin le plus court entre deux points. En revanche, elle permet de suivre un cap vrai constant.

Sur une carte de Mercator, cette trajectoire apparaît sous la forme d’une ligne droite. Le navigateur peut donc tracer directement une route entre deux positions et mesurer l’angle qu’elle forme avec les méridiens.

C’est cette relation entre représentation cartographique et navigation qui explique pourquoi la projection de Mercator est historiquement associée à la cartographie marine.

Mercator et route orthodromique

La loxodromie ne doit pas être confondue avec l’orthodromie.

L’orthodromie correspond au plus court chemin entre deux points à la surface d’une sphère. Elle suit un grand cercle. Sur une carte de Mercator, une route orthodromique apparaît généralement sous la forme d’une courbe.

Pour une navigation océanique de longue distance, cette différence peut devenir importante.

Par exemple, sur une traversée de l’Atlantique entre l’Europe et l’Amérique du Nord, une route orthodromique peut être plus courte qu’une route strictement loxodromique. Le navigateur peut alors utiliser une carte de Mercator pour représenter la route générale, puis déterminer plusieurs caps successifs permettant de suivre une trajectoire proche du grand cercle.

L’Organisation hydrographique internationale distingue ainsi les propriétés de la loxodromie et de l’orthodromie et rappelle qu’une projection ne peut conserver simultanément toutes les propriétés géométriques de la surface terrestre.

Échelle et mesure des distances sur une carte de Mercator

La mesure des distances demande une attention particulière sur une carte de Mercator.

L’échelle n’est pas identique partout sur la carte : elle augmente avec la latitude. Pour cette raison, la distance nautique est traditionnellement mesurée sur l’échelle des latitudes située à proximité de la zone concernée, plutôt qu’en utilisant directement une distance graphique mesurée sur une échelle générale.

Le mille nautique est défini à partir de la latitude et constitue l’unité fondamentale pour de nombreux calculs de navigation.

Lorsqu’un navigateur prépare une route entre deux ports, il peut donc :

• tracer la route entre les deux positions ;

• déterminer le cap ;

• mesurer la distance sur l’échelle appropriée ;

• calculer le temps de navigation en fonction de la vitesse ;

• intégrer ensuite les effets du vent et du courant.

Cette méthode reste valable aussi bien pour une carte papier que pour de nombreux environnements de cartographie électronique.

Cartes de Mercator et navigation côtière

La projection de Mercator est particulièrement adaptée aux cartes utilisées pour la navigation côtière.

En Manche, par exemple, elle permet de travailler sur des secteurs comprenant les approches de Cherbourg, Saint-Malo, Le Havre, Brest ou les îles Anglo-Normandes. Dans une région soumise à des courants importants, la carte permet de distinguer clairement la route souhaitée, le cap à suivre et les éventuelles corrections liées au courant.

En mer du Nord, les approches de Dunkerque, Calais, Rotterdam ou Ostende peuvent également être préparées à partir de cartes en projection de Mercator.

En Méditerranée, la même logique s'applique autour de Marseille, Toulon, Nice, Ajaccio, Bonifacio, Gênes ou Barcelone.

La projection ne change pas le principe fondamental : le navigateur dispose d’un quadrillage géographique permettant de tracer et de mesurer les routes de manière cohérente.

Mercator dans les océans et les traversées hauturières

La projection de Mercator est également largement utilisée pour les cartes couvrant de grandes étendues maritimes.

Dans l’Atlantique Nord, elle permet de préparer des traversées entre l’Europe et l’Amérique du Nord. Dans l’Atlantique Sud, elle peut être utilisée pour les routes entre l’Afrique, le Brésil et les îles de l’Atlantique.

Elle est également présente dans de nombreuses cartes couvrant :

• l’océan Indien ;

• le Pacifique Nord ;

• le Pacifique Sud ;

• la mer des Caraïbes ;

• la mer Méditerranée ;

• la mer du Nord ;

• la mer Baltique ;

• l’océan Atlantique.

Les grands éditeurs et services hydrographiques internationaux, notamment SHOM, Admiralty et Imray, proposent des documents couvrant de nombreuses zones de navigation dans lesquelles la projection de Mercator est utilisée.

Mercator et cartes marines électroniques

La projection de Mercator ne concerne pas uniquement les cartes papier.

Elle intervient également dans la cartographie marine numérique. Les données raster et certains systèmes de représentation cartographique utilisent cette projection afin de conserver une représentation compatible avec les méthodes traditionnelles de navigation.

Les cartes raster numériques reproduisent notamment l’apparence et les informations d’une carte papier sous forme d’image géoréférencée. Des produits numériques SHOM et Admiralty peuvent ainsi être associés à une projection de Mercator et à un système géodésique tel que WGS 84.

Dans les systèmes de navigation électronique, il reste toutefois important de distinguer la projection cartographique, le système géodésique, la nature des données et l’échelle d’affichage.

Les limites de la projection de Mercator

La projection de Mercator présente un avantage majeur pour la navigation, mais elle possède également des limites.

La principale concerne les déformations qui augmentent avec la latitude. Les régions proches des pôles sont fortement agrandies et les distances graphiques deviennent de plus en plus différentes des distances réelles.

Les pôles eux-mêmes ne peuvent pas être représentés directement dans une projection de Mercator classique.

Cette caractéristique explique pourquoi d’autres projections peuvent être utilisées pour certaines applications de navigation à très haute latitude ou pour représenter certaines routes océaniques. La projection gnomonique est notamment utilisée pour représenter les grands cercles sous forme de lignes droites et faciliter la préparation de certaines routes océaniques.

Une carte de Mercator doit donc être utilisée en tenant compte de sa zone géographique, de son échelle et de son objectif.

Choisir une carte en projection de Mercator

Le choix d’une carte ne dépend pas uniquement de sa projection. Le navigateur doit également considérer :

• la zone géographique couverte ;

• l’échelle ;

• le type de navigation ;

• le niveau de détail nécessaire ;

• les ports et approches concernés ;

• les dangers de navigation ;

• les sondes et courbes bathymétriques ;

• les aides à la navigation ;

• le système géodésique ;

• la date et le niveau de mise à jour ;

• le format papier ou numérique.

Une carte générale de l’Atlantique ne répondra pas aux mêmes besoins qu’une carte d’approche de Cherbourg, de Marseille ou de Saint-Malo.

Le catalogue international de l’OHI distingue notamment les cartes d’ensemble, générales, côtières, d’approche, portuaires et d’accostage, selon leur échelle et leur utilisation.

Carte Mercator, formation et permis hauturier

La projection de Mercator occupe une place importante dans l’apprentissage de la navigation sur carte.

Elle permet de travailler concrètement :

• la latitude et la longitude ;

• le tracé d’une route ;

• le cap vrai ;

• le relèvement ;

• la mesure d’une distance ;

• la vitesse et le temps ;

• la dérive ;

• le courant ;

• la route fond ;

• la navigation à l’estime.

Elle constitue donc un support essentiel pour comprendre comment une route maritime est représentée et calculée.

L’apprentissage de la projection de Mercator permet également de comprendre pourquoi une ligne droite sur une carte marine ne représente pas nécessairement le plus court chemin entre deux points, notamment sur de très longues distances.

Conclusion

La carte marine en projection de Mercator est un outil fondamental de la cartographie nautique. Sa principale caractéristique est de représenter les loxodromies sous forme de lignes droites, ce qui facilite considérablement le tracé des routes et la détermination des caps.

Utilisée pour la navigation côtière, hauturière ou océanique, elle permet de travailler efficacement avec les coordonnées géographiques, les distances, les caps et les routes. Elle est présente dans une grande partie de la cartographie maritime produite par les services hydrographiques et les éditeurs spécialisés tels que SHOM, Admiralty et Imray.

Elle doit néanmoins être utilisée avec une bonne compréhension de ses limites : l’échelle varie avec la latitude, les déformations augmentent vers les pôles et une route droite sur la carte correspond généralement à une loxodromie plutôt qu’au plus court chemin.

Comprendre la projection de Mercator, c’est donc comprendre l’un des principes fondamentaux de la cartographie marine moderne et de la navigation sur carte.

FAQ – Carte marine en projection de Mercator

Qu’est-ce qu’une carte en projection de Mercator ?

Une carte en projection de Mercator est une représentation cartographique cylindrique et conforme de la surface terrestre. Elle est particulièrement adaptée à la navigation parce qu’une loxodromie y apparaît sous la forme d’une ligne droite.

Pourquoi la projection de Mercator est-elle utilisée pour les cartes marines ?

Elle facilite le tracé et la lecture des routes à cap constant. Une ligne droite sur une carte de Mercator représente une loxodromie, ce qui permet de mesurer directement l’angle de la route par rapport aux méridiens.

Qu’est-ce qu’une loxodromie ?

Une loxodromie est une route qui coupe tous les méridiens sous un angle constant. Sur une carte de Mercator, elle est représentée par une ligne droite.

Une route droite sur une carte de Mercator est-elle le trajet le plus court ?

Pas nécessairement. Une ligne droite sur une carte de Mercator représente généralement une loxodromie. Pour les longues traversées, une route orthodromique suivant un grand cercle peut être plus courte.

La projection de Mercator déforme-t-elle les distances ?

Oui. L’échelle augmente avec la latitude. Les distances doivent donc être mesurées avec l’échelle appropriée à la zone de navigation, notamment sur l’échelle des latitudes.

Pourquoi les régions polaires sont-elles très déformées sur une carte de Mercator ?

La projection augmente progressivement l’échelle lorsque l’on s’éloigne de l’équateur. Cette augmentation devient extrêmement importante à proximité des pôles, qui ne peuvent pas être représentés directement dans une projection de Mercator classique.

Les cartes SHOM utilisent-elles la projection de Mercator ?

Une grande partie des cartes marines destinées aux côtes françaises utilise la projection de Mercator. Le choix précis dépend du produit cartographique, de la zone couverte et de son objectif.

Les cartes Admiralty utilisent-elles la projection de Mercator ?

De nombreuses cartes marines Admiralty sont établies en projection de Mercator, conformément à son utilisation courante dans la cartographie nautique internationale.

Quelle est la différence entre Mercator et gnomonique ?

La projection de Mercator est particulièrement adaptée au tracé des loxodromies et à la navigation à cap constant. La projection gnomonique permet notamment de représenter les grands cercles sous forme de lignes droites, ce qui peut être utile pour préparer certaines routes océaniques.

La projection de Mercator est-elle utilisée pour les cartes numériques ?

Oui. La projection de Mercator intervient également dans de nombreux systèmes de cartographie marine numérique, notamment pour certaines données raster et représentations cartographiques utilisées en navigation électronique.

À quelles zones de navigation une carte de Mercator peut-elle être associée ?

Elle est utilisée pour de nombreuses zones maritimes, notamment la Manche, la mer du Nord, la Méditerranée, l’Atlantique Nord et Sud, les Caraïbes, l’océan Indien et le Pacifique. Le choix de la carte dépend ensuite de l’échelle et du secteur précis à naviguer.

Une carte en projection de Mercator convient-elle au permis hauturier ?

Oui. Elle permet de travailler les principaux exercices de navigation sur carte : coordonnées, caps, routes, distances, courant, dérive, vitesse et temps. Elle constitue donc un support important pour l’apprentissage de la navigation hauturière.