Commençons par le commencement. La Terre n'est pas une sphère. Deux explications à cela. La première, c'est qu'elle est légèrement aplatie au niveau des pôles (le rayon passant par les pôles mesure environ 20km de moins que le rayon à l'Equateur). C'est dû à sa rotation qui se fait dans le plan de l'Equateur et va avoir tendance à amener plus de matière là-bas. La force de gravité est légèrement plus importante là-bas aussi.
Et puis, en plus, la présence de masses rocheuses importantes va avoir tendance à modifier un peu cette sphère aplatie de façon locale (remarquez l'Himalaya et les Andes, par exemple*). Cela donne ce qu'on appelle le géoïde, qui est en gros la "surface de la mer" en chaque point, sans compter les marées et autres phénomènes du style. Il s'agit d'une patate suivant grossièrement la sphère aplatie. De façon exagérée, ça ressemble à ça :
Sur cette patate, on va "plaquer" ce qu'on appelle un ellipsoïde de référence, qui va approximer au mieux le géoïde dans la zone considérée. A l'échelle de la planète, il s'agit du WGS84, qui est le système utilisé pour les cartes du monde, Google Earth etc. Dans une région particulière, l'ellipsoïde de référence pourra être différent, pour mieux coller à la forme locale du géoïde. C'est présenté à la figure 2.
Bon, on a donc un modèle pas trop mauvais du géoïde terrestre à l'endroit où on veut faire notre carte. Se pose la fameuse question: comment mettre cet ellipsoïde sur papier, qui par définition est plan. La première solution est de prendre le plan tangent en un point, c'est la projection planaire. Typiquement, c'est la projection utilisée pour représenter les pôles. Dans ce cas, le point de tangence est le pôle. C'est la première sur la figure 3.
Une autre possibilité est la projection conique, deuxième à la figure 3. En général, elle "traverse" deux parallèles, et est donc parfaitement plaquée à l'ellipsoïde en deux parallèles. Le système cartographique belge est une projection conique.
Différents types de projection
La dernière possibilité est la projection cylindrique (troisième, figure 3). Elle est surtout utilisée pour des pays de forme allongée, comme la Norvège ou le Chili. On l'utilise également pour les mesures géographiques de précision (ou plutôt un ensemble de cylindres, qui "entourent" le globe, on l'appelle le système UTM (pour Universal Transverse Mercator, couplé au système WGS84)).
Comme les choix d'ellipsoïde, les choix de projection visent à minimiser au maximum l'erreur sur carte, sur l'ensemble du territoire étudié.
Enfin, après ellipsoïde et projection, il est également nécessaire de définir une altitude zéro, qu'on ajoute ou retire à la hauteur donnée par l'ellipsoïde. Cette altitude est en général le niveau moyen ou minimum de la mer en un endroit donné, ou la plus basse mer possible (sans tempêtes).
Enfin, il arrive que pour certains projets (pharaoniques sur une échelle allant de zéro à dantesque, entendons-nous bien), les commanditaires redéfinissent un système géodésique complet, parce que l'erreur liée aux systèmes existants est trop importante pour les besoins du projet. On arrive ainsi à des erreurs de quelques millimètres par kilomètre en s'éloignant de plusieurs kilomètres de la ligne de tangence (où l'erreur à l'ellipsoïde est de zéro).
Voilà, j'ai terminé, si vous avez des questions, je vous lirai et essayerai d'y répondre. Prochainement, si ça vous dit, bien sûr, les GPS.
*La croûte océanique est plus dense que la croûte continentale, ça crée parfois des anomalies en des endroits un peu pas intuitifs au premier abord. Les zones de subduction océanique par exemple.
de la carto!! 
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