UTM ou latitude et longitude : quelle différence ?

La latitude et la longitude en bref

La latitude est l'angle au nord ou au sud de l'équateur, de moins 90 à plus 90 degrés. La longitude est l'angle à l'est ou à l'ouest du méridien de Greenwich, de moins 180 à plus 180 degrés. Ensemble, elles décrivent n'importe quelle position sur Terre par une paire de nombres, par exemple 48.85837, 2.29448 pour la tour Eiffel. Les récepteurs GPS, les téléphones et les cartes web les utilisent tous, dans le système géodésique WGS84.

La même position peut s'écrire en degrés décimaux, comme ci-dessus, ou en degrés, minutes et secondes : 48° 51' 30,1" N, 2° 17' 40,1" E. L'inconvénient des degrés est qu'ils n'ont pas une longueur fixe : un degré de latitude mesure environ 111 kilomètres partout, mais un degré de longitude mesure 111 kilomètres à l'équateur, 56 kilomètres à 60 degrés nord et zéro aux pôles.

Comment fonctionne l'UTM

La projection transverse universelle de Mercator (UTM) découpe la Terre, entre 80 degrés sud et 84 degrés nord, en 60 fuseaux de 6 degrés de longitude chacun, numérotés vers l'est à partir de 180 degrés ouest. Chaque fuseau a sa propre projection cartographique ; à l'intérieur du fuseau, les positions sont donc exprimées en mètres : une abscisse (easting), mesurée à partir d'une ligne située 500 000 mètres à l'ouest du méridien central du fuseau, et une ordonnée (northing), mesurée depuis l'équateur (plus 10 000 000 mètres dans l'hémisphère sud, pour que les nombres restent positifs).

La tour Eiffel se trouve en 31U 448251 E 5411952 N : fuseau 31, bande de latitude U, à environ 51,7 kilomètres à l'ouest du méridien central de 3 degrés est et à 5 412 kilomètres au nord de l'équateur. Comme l'unité est le mètre, la distance entre deux points d'un même fuseau se déduit presque simplement des différences d'abscisses et d'ordonnées. C'est pourquoi l'UTM est apprécié pour les levés, les cartes de randonnée, le secours en montagne et les projets SIG. La France métropolitaine s'étend sur les fuseaux 30, 31 et 32 ; la Corse et l'Alsace sont dans le fuseau 32.

1. Le numéro de fuseau dépend de la longitude. Le fuseau 1 va de 180 à 174 degrés ouest, le fuseau 31 de 0 à 6 degrés est.
2. La lettre de bande de latitude (de C à X, sans I ni O) indique dans quelle bande de 8 degrés se trouve le point ; elle ne fait pas partie de la projection elle-même.
3. L'abscisse est comprise entre environ 166 000 et 834 000 mètres à l'équateur, et l'ordonnée est une distance depuis l'équateur.

Précision et déformation en UTM

Toute projection cartographique déforme quelque chose. En UTM, l'échelle vaut 0,9996 sur le méridien central, exactement 1 sur deux lignes situées à environ 180 kilomètres à l'est et à l'ouest, et elle augmente vers les bords du fuseau, jusqu'à environ 1,001 à l'équateur. Une distance lue directement sur des coordonnées UTM est donc fausse d'au plus un mètre par kilomètre environ, et de bien moins dans la plupart des endroits. Cela suffit pour la plupart des travaux de terrain, mais pas pour la topographie de précision, qui applique le facteur d'échelle.

La conversion entre latitude, longitude et UTM relève des mathématiques exactes, pas d'une approximation. GeoDrafter utilise les séries de Krüger, qui concordent avec la bibliothèque de référence PROJ à un micromètre près. Les erreurs n'apparaissent que si l'on se trompe de fuseau, d'hémisphère ou de système géodésique.

Erreurs fréquentes

Des coordonnées de deux fuseaux différents ne peuvent pas être comparées directement ; un point proche de la limite d'un fuseau a des abscisses très différentes dans son propre fuseau et dans le voisin. La Norvège et le Svalbard ont des fuseaux particuliers, si bien que le sud-ouest de la Norvège utilise le fuseau 32V, large de 9 degrés. Une ordonnée de l'hémisphère sud lue comme une ordonnée nord déplace le point de 10 000 kilomètres. Enfin, l'UTM dans un système géodésique plus ancien, comme ED50 en Europe ou NAD27 en Amérique du Nord, diffère de l'UTM en WGS84 d'environ 200 mètres au maximum : vérifiez toujours le système géodésique ou le code EPSG.

Le MGRS, système de référence de grille militaire utilisé par l'OTAN et par de nombreux services de secours, n'est rien d'autre que l'UTM précédé du fuseau, de la bande et d'un carré de 100 kilomètres désigné par deux lettres, par exemple 31U DQ 48250 11951.

Quand utiliser l'un ou l'autre

Utilisez la latitude et la longitude pour communiquer une position à n'importe qui, pour chercher un lieu dans une application de cartographie ou pour travailler sur de grandes zones et plusieurs pays. Utilisez l'UTM quand vous travaillez dans une seule région et avez besoin de mètres : mesures de terrain, projets SIG locaux, cartes topographiques papier quadrillées ou rapports qui demandent des abscisses et des ordonnées.

Les systèmes nationaux suivent la même idée avec une projection adaptée à un pays. En France, le système projeté officiel est le Lambert-93 (EPSG 2154), sur le système géodésique RGF93 ; on le trouve dans les données de l'IGN, les cadastres et la plupart des projets SIG publics. Le convertisseur de coordonnées de GeoDrafter le prend en charge via son code EPSG, tout comme l'ancien Lambert zone II en NTF (EPSG 27572) qui figure encore sur de vieux plans. Le British National Grid au Royaume-Uni ou le State Plane aux États-Unis reposent sur le même principe.