C’est quoi, le Zéro hydrographique (ou Zéro des cartes marines) ?

Après mon article sur les ports du Libéria, vous avez été plusieurs à m’avoir demandé ce qu’est le Zéro hydrographique. Je vous livre la réponse dans ce post.

Le zéro hydrographique ou zéro des cartes marines est le niveau de référence commun aux cartes marines et aux annuaires de marée¹, à partir duquel sont comptées d’une part les profondeurs portées sur les cartes et d’autre part les hauteurs d’eau² résultantes des calculs de marées. C’est un niveau de référence pour la mesure des profondeurs (sondes des cartes) et des dénivellations de marée (hauteurs de marée). Il permet au marin de connaitre la profondeur d’eau quelle que soit l’amplitude de la marée. Le zéro hydrographique théorique est défini comme étant le niveau des plus basses mers astronomiques. Il s’agit d’un niveau théorique sous lequel le niveau de la mer ne descend que très exceptionnellement.

La détermination du zéro hydrographique passe par l’observations et l’analyse de marégraphie afin de calculer les différentes composantes de la marée au port d’observation. Ils existent différentes techniques pour déterminer le zéro hydrographique :
•Les techniques de marégraphie : Les marégraphes³ constituent, l’élément principal du processus employé actuellement pour déterminer le zéro hydrographique et réduire les sondages bathymétriques⁴. Ils fournissent typiquement des hauteurs d’eau horaires dans une référence locale définie par rapport à des repères matériels, les repères de marée, disposés au voisinage immédiat de l’observatoire.

• Les techniques de géodésie spatiale⁵ : elles permettent de densifier le repère terrestre et, notamment, d’exprimer la position des repères de marée avec une précision a priori centimétrique par rapport à l’ellipsoïde⁶.

• Les techniques de nivellement : Le nivellement de précision, ou géométrique permet de déterminer les positions verticales relatives entre repères matériels. Il permet aussi de les rattacher au réseau national de nivellement.

Ils existent notamment d’autres techniques tels que : les techniques d’altimétrie spatiale, les modèles de marée, les modèles de géoïde⁷, etc., mais nous allons nous en arrêter la afin de ne pas vous ennuyer comme une carpe. Aussi, il faut savoir que le zéro des cartes marines est différent du zéro des cartes terrestres, niveau de référence des altitudes.

Lexiques :
marée¹ : mouvement revenant à intervalle régulier de l’eau de la mer ou des océans. Il se traduit par une montée et une descente du niveau de la mer dans un même endroit. Ce mouvement est dû à l’attraction combinée de la Lune et du Soleil sur les particules d’eau des étendues marines de la Terre. Le phénomène se manifeste à des moments différents à la surface de la Terre en raison de la rotation de la Terre.
hauteurs d’eau² : correspondent à la hauteur de la mer par rapport au zéro hydrographique des cartes marines à une heure donnée. Dans l’annuaire des marées, on trouve les hauteurs d’eau des pleines et basses mers.
marégraphe³ : appareil de mesure et d’enregistrement de hauteur d’eau
sondages bathymétriques⁴ : La bathymétrie consiste en la mesure de la profondeur d’un plan d’eau par sondage et traitement des données correspondantes en vue de déterminer la configuration du fond. C’est donc une mesure bathymétrique et souvent océanique.
La bathymétrie est ainsi l’étude des profondeurs marines des étages d’un océan (ou d’une mer) ou, en eau douce, d’un lac. En d’autres termes, la bathymétrie est l’équivalent sous-marin à l’hypsométrie ou de la topographie terrestre. Les mesures bathymétriques, ou hydrographiques, établissent des cartes qui sont généralement produites pour aider à la sécurité de la navigation de surface ou sous-marine, et montrent habituellement les reliefs sous-marins, telles qu’une fosse océanique, ou de terrain comme des lignes de contour (appelées contours de profondeur ou isobathes) et des profondeurs sélectionnées (sondages), et généralement aussi pour fournir une information de surface pour la navigation littorale.
géodésie spatiale⁵ : science qui utilise les mesures des satellites artificiels qui tournent autour de la Terre pour déterminer la forme de la Terre et ses changements au cours du temps. Les principaux instruments utilisés en géodésie spatiale afin de repérer les satellites sont : la télémétrie laser, le système DORIS, le système GPS et le VLBI.
Ils permettent de calculer la trajectoire des satellites mais aussi de déterminer la position et le mouvement des continents.
ellipsoïde⁶ : volume globalement sphérique présentant un aplatissement aux pôles et servant de référence pour la construction des projections cartographiques. C’est un solide qui a la forme d’une ellipse. Il est formé par la révolution d’une demi-ellipse tournant autour de l’un de ses axes.
géoïde⁷ : surface équipotentielle du champ de pesanteur, choisie arbitrairement, mais très proche du niveau des océans que, par la pensée, nous pouvons prolonger sous les continents. C’est cette surface physique que l’ingénieur-géodésien allemand J.B. Listing a appelé en 1873 le géoïde. Cette surface avait d’ailleurs déjà servi de surface de référence avant d’être nommée. Ainsi, en 1828, C.F. Gauss se rapporte explicitement dans les termes suivants au géoïde, sans lui attribuer de nom particulier : « Ce que nous appelons surface terrestre au sens géométrique n’est rien de plus que la surface qui intersecte partout la direction de la pesanteur à angle droit, et une partie de cette surface coïncide avec la surface des océans ».

Sources : 
-http://cnig.gouv.fr/wp-content/uploads/2015/03/Les-r%C3%A9f%C3%A9rences-verticales-maritimes.pdf
-https://www.nautischool.ch/pdf/zero_hydro.pdf
-http://www.shom.fr/fileadmin/data/DOPS/MIP/PEP/HDC/Site_institutionnel/activites-scientifiques/maree-et-courants/marees/ZeroHydrographique/article-navigation-BATHYELLI_V3.pdf
-https://fr.wikipedia.org/wiki/Z%C3%A9ro_hydrographique
-https://www.ouest-france.fr/normandie/grandes-marees-hauteur-deau-marnage-et-coefficient-3199287
-https://www.aquaportail.com/definition-4170-bathymetrie.html
-http://refmar.shom.fr/fr/applications_maregraphiques/references-de-hauteurs/zero-hydrographique
-http://hmf.enseeiht.fr/travaux/CD0001/travaux/optsee/hym/20/sujet.htm