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Tout au long de l’histoire, l’homme a eu besoin de comprendre sa place dans le monde. Aujourd’hui, nous nous appuyons sur des cartes créées par des drones et des navigateurs GPS pour des tâches quotidiennes telles que trouver le meilleur itinéraire et effectuer des travaux de haute précision à l’aide d’appareils sophistiqués Récepteurs GNSS. Mais il n’y a pas si longtemps, les gens n’avaient guère plus qu’un bout de papier avec des mesures franchement approximatives.
L’histoire est un moyen d’étudier ce qui se cache derrière les choses et les technologies auxquelles nous sommes habitués. En vous plongeant dans cet article, vous découvrirez les étapes qui nous ont menés des anciennes tablettes d’argile aux cartes de pointe d’aujourd’hui, réalisées à l’aide de drones et de récepteurs GNSS. Que vous soyez amateur d’histoire, passionné de technologie ou simplement curieux de connaître l’histoire qui se cache derrière les outils de tous les jours, cet article offre un mélange d’éducation et de compréhension.
Table des matières de l’article
- Cartes anciennes
- La carte comme déclaration
- Des horoscopes qui créent des cartes
- De haut en bas et de bas en haut : les cartes de la Renaissance
- Une erreur qui en vaut la peine
- La triangulation et la nouvelle ère de la cartographie
- Progrès en matière d’équipement d’arpentage
- La cartographie devient institutionnelle
- Arc de Struve
- Une période charnière
- Innovations en matière d’équipement d’arpentage
- La cartographie sous le feu de l’ennemi : comment les outils d’arpentage ont contribué à la Première Guerre mondiale
- L’espace aide à explorer la Terre
- Les récepteurs GNSS dans la cartographie moderne
Cartes anciennes
Dès que les gens ont compris que le monde était plus grand que leur village et leur quartier, ils ont pris conscience de la nécessité de consolider d’une manière ou d’une autre l’image du monde. Cela a marqué le début de la cartographie.
Cependant, les premières cartes étaient loin d’être exactes. En fait, l’objectif principal de ces cartes était d’énoncer une idée. Au fur et à mesure que la technologie de la cartographie progressait, les gens ont développé du matériel et accessoires de topographie qui ont permis d’améliorer considérablement la précision et l’utilité des représentations géographiques.
La carte comme déclaration
L’un des premiers exemples de carte est la tablette d’argile de Babylone appelée « Carte du monde », créée entre 700 et 500 avant J.-C. Elle ne comportait en fait que Babylone au centre, un fleuve et quelques régions autour d’elle, ce qui n’est pas particulièrement adapté à une quelconque forme de navigation. Cependant, malgré son manque d’utilité pratique, elle a aidé le détenteur de la carte à commencer à explorer le monde en se plaçant au centre.
Les Romains sont allés plus loin en faisant d’une carte une déclaration. L’une des cartes romaines les plus célèbres est une carte de l’ensemble de l’Empire romain appelée Tabula Peutingeriana. Il s’agissait d’une carte très étroite et très longue (0,34 mètre de haut et 6,75 mètres de long) qui représentait toutes les routes que l’on pouvait emprunter à partir de Rome. Pour l’époque, il s’agissait d’une carte progressiste, bien qu’encore assez schématique. Outre l’utilité pratique pour les voyageurs de savoir quelle route prendre, la Tabula Peutingeriana portait l’idée de l’unité des Romains. C’est ainsi que l’on a pu documenter la taille et les frontières internes de l’Empire.
Des horoscopes qui créent des cartes
Vers le deuxième siècle de notre ère, le niveau de précision le plus élevé était le nombre de jours nécessaires pour se rendre d’un point à un autre à pied ou en bateau. Il y avait des personnes appelées bématistes, des spécialistes formés pour mesurer la distance dans leurs pas. La plupart des distances étaient estimées sur la base de ces informations et des observations astronomiques effectuées à l’aide d’instruments simples comme le gnomon.
Cependant, Ptolémée a fait un grand pas vers la création des cartes telles que nous les connaissons. Ptolémée était un astronome, un mathématicien et un géographe de l’Égypte romaine. Son idée était que si l’on connaît le lieu de naissance d’une personne, son horoscope sera plus précis. Il a donc commencé à recueillir des informations auprès des voyageurs.
Il a amélioré la projection en perspective pour montrer la Terre sphérique sur une carte plane. C’est également Ptolémée qui a proposé des méthodes précises pour fixer la position géographique d’un objet. Connaissez-vous le système de coordonnées, la longitude et la latitude ? L’idée de Ptolémée.
Vers 150, il publie ses huit volumes de géographie. En fait, ce travail scientifique est devenu le prototype d’un GIS. Ces livres contenaient des cartes, les longitudes et latitudes de certains objets, des signes avec des légendes, etc ouvrant la voie au matériel et logiciels d’arpentage modernes.
De haut en bas et de bas en haut : les cartes de la Renaissance
Ptolémée a réalisé une grande avancée dans le domaine de la cartographie, mais il est dommage qu’elle ait été suivie par l’époque médiévale. À l’époque médiévale, la cartographie n’a connu que peu ou pas de progrès en termes de représentation précise.
La Mappa Mundi, ou carte du monde, était plus proche de la carte babylonienne que de la carte de Ptolémée. Ces cartes circulaires étaient davantage un symbole et, en général, le zèle religieux était plus fort que l’exactitude. Magnifique mais inutile pour la navigation.
Cependant, avec l’arrivée de l’ère de la Renaissance, la cartographie a connu une nouvelle croissance et a été confrontée à de nouveaux défis et exigences.
Une erreur qui en vaut la peine
L’ère de l’exploration nécessitait des cartes beaucoup plus précises. Les navires parcouraient le monde, le commerce était actif : une carte précise était synonyme de sécurité et d’efficacité.
Christophe Colomb utilisait des cartes influencées par la période romaine. En 1492, son équipage s’est retrouvé sur les côtes américaines, grâce à Ptolémée et à ses erreurs de calcul, qui pensait que le monde était beaucoup plus petit et qui utilisait également des mesures différentes dans ses cartes. Cette erreur a ouvert deux autres continents gigantesques à explorer et à cartographier.
Au début du XVIe siècle, le premier atlas a été créé par Gerardus Mercator. Il est également à l’origine d’une projection mathématique permettant de représenter la surface sur un globe ou une carte. Nous utilisons encore sa représentation à bien des égards.
La triangulation et la nouvelle ère de la cartographie
En 1620, la chaîne de Gunter est inventée : une chaîne de 100 maillons de 20,1 mètres de long. Pour construire un itinéraire et mesurer la distance, les maillons de la chaîne ont été fixés au sol jusqu’au point d’arrivée. Mais les étapes suivantes ont été rendues possibles grâce à des inventions totalement nouvelles. Le télescope et les prototypes de théodolites, de quadrants et de tables de logarithmes ont permis à la triangulation exacte de prendre sa place dans la cartographie.
Comme la plupart des géomètres le savent, la triangulation est l’un des principaux principes utilisés pour le positionnement par satellite. Nous ne pourrions pas l’utiliser aujourd’hui si Willebrord Snellius ne l’avait pas fait en 1615-17.
Ce n’est pas lui qui a inventé la triangulation, qui a vu le jour il y a plusieurs siècles en Grèce, puis en Chine. Cependant, il a probablement été le premier à ressusciter cette connaissance de l’âge des ténèbres médiéval et à l’appliquer à la mesure de la circonférence de la Terre.
Snellius a utilisé les pointes élevées des églises pour ses calculs triangulaires. Avec ses étudiants, il a effectué 53 mesures triangulaires dans 14 villes des Pays-Bas. Selon ses calculs, la circonférence de la Terre est de 38 653 km. Il s’est légèrement trompé dans ses calculs, la distance réelle est de 40 075 km, mais il s’agit tout de même d’un résultat très impressionnant qui a fait progresser la cartographie de manière significative, à l’instar des progrès réalisés par les accessoires d’arpentage modernes et les récepteurs GNSS.
Progrès en matière d’équipement d’arpentage
Au cours des XVIIIe et XIXe siècles, les cartes sont devenues des symboles de pouvoir. Avec une carte appropriée, les guerres pouvaient être gagnées, les terres pouvaient être divisées parce que les frontières pouvaient être définies. Les cartes ont donc fait un nouveau pas en avant, cette fois pour devenir plus unifiées et plus détaillées.
En outre, la précision de ces cartes augmentait lentement. Vers 1730, un mathématicien anglais, John Hadley, et un vitrier américain, Thomas Godfrey, découvrent le sextant. C’était une aide précieuse pour une navigation précise car le sextant permettait de mesurer l’angle entre l’horizon et les objets astronomiques. Ce progrès technologique est analogue à l’ équipement d’arpentage moderne qui fournit aujourd’hui des données cruciales pour des projets cartographiques détaillés et précis.
La cartographie devient institutionnelle
Les cartes devenaient de plus en plus une industrie et de moins en moins l’œuvre d’un seul homme. Dès lors, l’institutionnalisation de la cartographie n’était plus qu’une question de temps.
En 1791, la Grande-Bretagne a créé le British Ordnance Survey, initialement pour cartographier l’Écosse et utiliser ces informations à des fins militaires. Plus tard, les mêmes principes de cartographie ont été appliqués à certaines régions d’Angleterre, et l’ensemble a été baptisé « Principal Triangulation of Britain » (triangulation principale de la Grande-Bretagne).
En 1840, l’ensemble du Pays de Galles et la plupart des comtés anglais étaient couverts par le l’arpentage triangulaire d’un pouce.
Le United States Geological Survey a été créé en 1879, tout d’abord pour étudier le territoire national. Outre la cartographie, l’USGS a également étudié les ressources naturelles du pays et a travaillé sur la réglementation de l’utilisation des sols.
Ces deux agences sont encore en activité aujourd’hui. Elles font plus ou moins les mêmes choses qu’avant, mais utilisent désormais de l’équipement d’arpentage plus évolué afin d’améliorer leurs capacités cartographiques.
Arc de Struve
La création de l’arc géodésique de Struve a été l’une des étapes remarquables de l’apprentissage de la compréhension de la Terre. Entre 1816 et 1855, l’astronome Friedrich Georg Wilhelm Struve a effectué un relevé triangulaire continu pour mesurer un long segment de méridien. Un arpentagede quarante ans, c’est ce qu’on appelle du dévouement !
L’Arc de Struve est une chaîne de points marqués par des statues, des obélisques, des plaques. Cette chaîne traverse 10 pays et s’étend sur plus de 2 820 km. Le point nord est situé autour de la ville norvégienne de Hammerfest, et le point sud est situé près de la mer Noire en Ukraine.
L’idée principale de cet arpentage était d’établir la taille exacte de la planète et sa forme. Il est devenu un élément important de l’étude de la Terre et de la capacité à se situer dans le monde.
Une période charnière
Le XIXe siècle a rendu les cartes « populaires ». C’était l’époque de la cartographie, où les cartes devenaient de plus en plus courantes. L’impression des cartes est devenue beaucoup moins coûteuse et plus facile, ce qui a permis une consommation de masse. Il ne s’agissait pas seulement d’un moyen de planifier stratégiquement une opération militaire. Elles sont également devenues un signe de croissance économique, un moyen de s’orienter lorsque l’on voyage à travers le pays.
En 1884, le méridien d’origine de Greenwich est devenu un point de départ universel. Les cartes étaient en train de se mondialiser et il n’y avait aucun moyen de l’arrêter. Le XXe siècle a apporté un changement radical dans la manière dont les cartes étaient créées, et c’est à ce moment-là que nous pouvons commencer à parler de la cartographie telle que nous la connaissons aujourd’hui, en incorporant des récepteurs GNSS qui ont révolutionné le domaine.
Innovations en matière d’équipement d’arpentage
Le XXe siècle a été marqué par la recherche de quelque chose de grand : de nouvelles inventions, de nouvelles approches, de nouveaux défis. La photographie aérienne a précédé la cartographie par drone. Elle a débuté au milieu du XIXe siècle et a gagné en popularité au XXe siècle avec l’invention de l’appareil photo semi-automatique. Les cartes aériennes, les renseignements photographiques, même les pigeons munis d’un appareil photo – la cartographie était désespérément à la recherche d’une grande percée.
La cartographie sous le feu de l’ennemi : comment les outils d’arpentage ont contribué à la Première Guerre mondiale
Au début du 20e siècle, le British Ordnance Survey était surtout connu pour ses cartes de loisirs. Cependant, avec l’entrée en scène de la Première Guerre mondiale, l’objectif militaire initial de cette agence a été ressuscité. Les anciennes cartes de la France s’étant révélées inexactes et inutiles à des fins stratégiques sérieuses, le groupe de géomètres a dû refaire d’urgence la carte d’une grande partie de la ligne de front occidentale.
Les géomètres britanniques utilisaient principalement des théodolites pour leurs levés sur le terrain. Utilisant les tours et les clochers des églises comme points de référence, ils arpentaient la ligne de front sous le feu. Outre le problème naturel de se faire tirer dessus, ils ont également dû faire face au changement constant de l’environnement. Leurs points de référence pouvaient être détruits par l’artillerie et reconstruits légèrement à côté du point initial, ce qui entraînait des erreurs de calcul dans les cartes finales.
À ce moment-là, la cartographie aérienne devient un avantage significatif. Deux avions de l’armée britannique recueillent des renseignements sur les tranchées et les positions allemandes.
L’espace aide à explorer la Terre
La photographie aérienne utilisée pendant les guerres mondiales a prouvé que l’idée de cartographier les choses d’en haut était réalisable. Qu’est-ce qui est plus haut que les avions ? Les vaisseaux spatiaux.
Le lancement du satellite est devenu la plus grande avancée possible. Le premier satellite, « Spoutnik », a été lancé en 1957, puis les satellites GPS en 1978 et GLONASS en 1982. C’est le début du positionnement par satellite et de la cartographie détaillée et précise de la surface de la Terre. Pour en savoir plus sur la Terre, il faut aller dans l’espace. Les constellations de satellites ont rendu possible la cartographie mondiale pour la première fois dans l’histoire.
Le GPS et le GLONASS ont d’abord été répertoriés comme des objets militaires. À partir du milieu des années 1990, avec l’entrée des ordinateurs dans les maisons de l’homme de la rue, le positionnement global par satellite est devenu plus universel et plus abordable.
Si, au XIXe siècle, l’établissement de cartes précises relevait principalement de l’autorité de l’armée et du gouvernement, le seuil d’entrée est aujourd’hui beaucoup plus bas. L’installation d’un système de cartographie par drone nécessite encore un équipement d’arpentage spécifique, mais il n’est certainement pas aussi compliqué que de louer un avion ou un ballon avec du personnel spécialement formé pour cartographier vos champs.
Les récepteurs GNSS dans la cartographie moderne
La cartographie s’est développée comme un instrument important pour surmonter la complexité de la connaissance organisée du monde dans lequel nous vivons. Grâce au GNSS et à une amélioration significative et constante des technologies, la cartographie est devenue une industrie moins privilégiée.
Les récepteurs GNSS, tels que Reach RS2+ et Reach RS3, sont utilisés pour la cartographie par drone de haute précision. Servant de base à un drone, collectant des GCP, les récepteurs Reach permettent aux utilisateurs de bénéficier de plusieurs siècles de développement cartographique. Apprenez-en plus sur les récepteurs et commandez-en un pour vos propres projets d’arpentage.
> Annexe
Image 1. Amin, O. S. M. Carte du monde de Sippar, Mésopotamie [Photographie]. https://www.ancient.eu/image/2287/.
Image 2. Chierico, F. A. La carte du monde de Ptolémée reconstruite à partir de sa « Géographie » [Photographie]. https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1936973.
Image 3. La carte d’Ebstorf créée vers 1235, par. [Photographie]. https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=778427394.
Image 4. Alvesgaspar. (2006, 23 avril). Carte du monde de Mercator par Gerardus Mercator [Photographie]. https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=730484.
Image 5. Quadrant de Snellius. [Photographie]. https://www.wikiwand.com/en/Museum_Boerhaave.
Image 6. La carte Ordnance de Stratford on Avon. [Photographie]. https://libguides.bodleian.ox.ac.uk/finding-maps/os.
Image 7. Bandarin, F. Le monument de Struve Arc en Norvège [Photographie]. https://whc.unesco.org/en/documents/113656.
Image 8. Les pigeons étaient utilisés pour survoler les lignes ennemies et prendre des photos à des fins de renseignement militaire. [Photographie]. https://warfarehistorynetwork.com/2019/03/15/warfares-unsung-pigeon/.
Image 9. Crown Copyright. Géomètres cartographiant le champ de bataille pendant la Première Guerre mondiale [Photographie]. https://history.blog.gov.uk/2014/05/13/mapping-for-war-and-peace/