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lignes imaginaires du globe terrestre: Longitude et Latitude

Des lignes imaginaires bien utiles

REGARDEZ une mappemonde ou un globe terrestre. Remarquez-vous les nombreuses lignes verticales et horizontales qui y sont tracées? Sans aucun doute, vous reconnaissez rapidement l’équateur, une ligne horizontale qui coupe la carte en deux. Mais qu’en est-il des autres lignes? À quoi correspondent-elles?

On les appelle lignes de latitude et de longitude. Les lignes de latitude, ou parallèles, sont dessinées horizontalement sur la carte; elles relient les points qui sont à la même distance de l’équateur à la surface de la terre. Quant aux lignes de longitude, ou méridiens, elles sont tracées du nord au sud entre les deux pôles. Peut-être vous souvenez-vous avoir appris tout cela à l’école, en cours de géographie. Mais quelles sont les origines et la raison d’être de ces lignes? Comment s’en servir?

Comment savoir où vous êtes

Grâce au quadrillage formé par les lignes de latitude et de longitude, il est possible de localiser avec précision chaque point à la surface de la terre, au moyen de deux mesures appelées coordonnées. Par exemple, vous pouvez repérer New York sur une carte grâce à la référence 40° 42′ de latitude nord et 74° 0′ de longitude ouest, ce qui signifie que la ville est située à 40 degrés et 42 minutes au nord de l’équateur et à 74 degrés à l’ouest du méridien d’origine adopté par toutes les nations, la ligne de longitude qui passe par Greenwich, en Grande-Bretagne, dans la banlieue de Londres. Si on ajoute les secondes à ces coordonnées, il est même possible de situer les bâtiments d’une ville. Par exemple, la mairie de New York est à 40° 42′ 45″ de latitude nord et à 74° 0′ 23" de longitude ouest.

Ces lignes servent également à calculer les distances. Par exemple, la longueur d’un mille marin correspond à une minute de latitude mesurée le long d’un méridien. Sachant que chaque pôle est à 90 degrés, ou 5 400 minutes de latitude de l’équateur (90 × 60 = 5 400), un mille marin est 1/5 400 fois la distance entre un pôle et l’équateur. Ainsi, le mille marin mesure 1 852 mètres.

La possibilité de localiser n’importe quel point avec exactitude est assurément très précieuse, en particulier pour les navigateurs. Cependant, pour utiliser ce système, il faut avoir des points de référence. L’équateur est un choix approprié, car il sert de repère pour mesurer la latitude. Mais pourquoi a-t-on choisi Greenwich pour situer le méridien d’origine, celui à partir duquel on mesure la longitude est-ouest? D’une façon générale, comment cette idée d’établir des lignes imaginaires sur les cartes a-t-elle germé?

Les lignes et leur histoire

Au IIe siècle avant notre ère, l’astronome grec Hipparque se servait déjà de lignes imaginaires pour localiser les lieux à la surface de la terre. Il faisait passer sa ligne de référence par l’île grecque de Rhodes. On attribue généralement à Claude Ptolémée, astronome égyptien du IIe siècle de notre ère, la paternité d’un système semblable à celui qui est employé de nos jours. Il traça des lignes de latitude parallèles à l’équateur. Pour mesurer la longitude, il prit comme point de départ la ligne qui passait par les îles Fortunées, ancien nom des îles Canaries, que l’on considérait à l’époque comme l’extrémité occidentale du monde.

Ce n’est qu’en 1884 que l’on s’est accordé sur le choix d’un méridien d’origine à partir duquel mesurer les positions vers l’est ou l’ouest. Cette année-là s’est tenue à Washington la Conférence internationale du méridien qui a réuni 41 délégués venus de 25 pays. Pour que les observations astronomiques nécessaires puissent être faites depuis le méridien d’origine, les délégués ont penché pour une ligne qui passerait par un observatoire bien équipé. À la grande majorité, la ligne qui passait par Greenwich, en Angleterre, fut choisie.

Déplacements et fuseaux horaires

Ce choix n’était pas fortuit. Depuis le XVIIIe siècle, les capitaines de navires qui prenaient la mer depuis le port de Londres remarquaient que lorsqu’ils naviguaient en direction de l’ouest le soleil arrivait à son zénith un peu plus tard chaque jour. Ils savaient que, la terre effectuant une rotation de 360 degrés toutes les 24 heures, une différence d’une heure équivalait à 15 degrés de longitude depuis Greenwich. Ainsi, grâce à des chronomètres réglés sur l’horloge maîtresse de l’observatoire de Greenwich, ils pouvaient déterminer leur position en pleine mer simplement en notant la différence entre l’heure de Greenwich et l’heure locale.

Par exemple, si à l’endroit où ils se trouvaient le soleil était à son zénith (midi heure locale) à 15 h 30, heure de Greenwich, par un simple calcul ils pouvaient alors déterminer leur position: 52,5 degrés (15 × 3,5) à l’ouest de Greenwich, c’est-à-dire pas très loin de la côte est de Terre-Neuve, à condition qu’ils soient restés à la même latitude. Il était facile de rester à la même latitude. Depuis des siècles, les marins de l’hémisphère Nord avaient remarqué que l’étoile polaire paraissait presque immobile comparée au mouvement de la plupart des autres étoiles.

Ils ont commencé à évaluer à quelle distance ils étaient du nord et du sud en mesurant la hauteur de cette étoile à l’horizon. Ainsi, lorsqu’ils étaient en pleine mer, ils savaient qu’ils naviguaient droit vers l’est ou vers l’ouest tant que l’étoile restait à la même hauteur.

Le choix de Greenwich a présenté d’autres avantages pour la Grande-Bretagne. Avec l’avènement du chemin de fer, il devenait nécessaire d’adopter la même heure à travers tout le pays. Quelle déception pour un voyageur d’arriver à la gare d’Exeter pour prendre le train de 11 h 33 et de s’apercevoir qu’il était parti depuis 14 minutes! Comment était-ce possible? Le voyageur était à l’heure d’Exeter; les chemins de fer ne connaissaient, eux, que l’heure de Londres. Le fait d’accepter l’heure GMT (Greenwich Mean Time) à travers tout le pays a mis fin à de telles tracasseries.

Les États-Unis rencontraient des difficultés encore plus grandes. Les différentes compagnies de chemins de fer ne suivaient pas les mêmes heures. Face à cette situation, un Congrès général sur l’heure des chemins de fer a été organisé en 1883. On a mis en place à travers les États-Unis quatre fuseaux horaires, mesurant chacun 15 degrés de longitude, ce qui équivaut à une heure. Toutes les villes situées dans le même fuseau horaire devaient avoir la même heure.

Par la suite, cette répartition par fuseaux a été adoptée dans le monde entier. La terre a été divisée en 24 fuseaux horaires. Le fuseau 0 s’étend à 7° 30′ de part et d’autre du méridien de Greenwich. Ainsi, une personne qui voyage vers l’est doit avancer sa montre d’une heure chaque fois qu’elle passe d’un fuseau à un autre. Si elle voyage vers l’ouest, elle doit la retarder d’une heure.

En faisant le tour du monde depuis Greenwich, il se produit quelque chose d’intéressant lorsqu’on arrive à mi-chemin. À cet endroit, au méridien situé à 180 degrés, on note une différence de 24 heures de part et d’autre de la ligne. Par conséquent, c’est au niveau de ce méridien que l’on a établi la ligne internationale de changement de date, avec quelques exceptions qui permettent de respecter les frontières nationales. En passant cette ligne en direction de l’ouest, un voyageur perd un jour. À l’inverse, s’il se dirige vers l’est il gagne un jour.

Toujours indispensables

L’époque où les chronomètres étaient vérifiés à Greenwich avant d’être utilisés en mer pour calculer la longitude est révolue. La technique moderne est venue remplacer tout cela. Grâce aux radiobalises, aux radars et aux télécommunications internationales, on dispose de renseignements plus précis. Par contre, pour localiser votre position sur une carte vous dépendez toujours de ces lignes imaginaires mesurant la latitude et la longitude. Vous pouvez donc être reconnaissant pour ces précieuses lignes imaginaires.

[Note]
En mesures angulaires, un degré (°) est divisé en 60 minutes (‘) et chaque minute en 60 secondes (").

L’heure GMT

En 1675, le roi d’Angleterre Charles II fit construire un « petit observatoire » à Greenwich, qui fait partie aujourd’hui de la banlieue de Londres, « afin de pouvoir déterminer la longitude des lieux et améliorer ainsi la navigation et l’astronomie ».

Deux horloges nouvellement conçues, avec des balanciers de 4 mètres de long, furent installées pour effectuer des calculs précis sur la rotation de la terre.

Les savants du Royal Observatory découvrirent rapidement que la rotation de la terre n’est pas isochrone, c’est-à-dire à vitesse constante.

La raison en est que la terre ne décrit pas un cercle parfait autour du soleil et que son axe est incliné. Ainsi, la longueur du jour solaire, l’intervalle qui va de midi à midi, varie au cours de l’année. Grâce aux horloges de Greenwich, il a été possible de calculer la longueur moyenne du jour.

Il est midi à l’heure GMT au moment où le soleil est à son zénith au-dessus de n’importe quel point du méridien (du latin meridianus, de midi), ou ligne de longitude, de Greenwich. D’après ce mot latin, on en est venu à appeler les heures placées avant midi ante meridiem (am) et les heures placées après midi post meridiem (pm).

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