Les références de hauteur

Observer le niveau de la mer et utiliser ces mesures de hauteur d'eau pour déterminer plusieurs références de hauteur : c'est l'une des applications hydrographiques fondamentales de la marégraphie pour réduire par exemple les sondes à une même référence verticale, le zéro hydrographique.

Pour mesurer les hauteurs d'eau il faut fixer une référence, a priori arbitraire, mais qui doit posséder deux qualités fondamentales

Elle doit être reconnue sans ambiguïté, ce qui signifie que lorsqu'on donne une hauteur on sait à partir d'où elle a été mesurée ;
Elle doit posséder un caractère permanent ce qui implique qu'elle soit définie précisément ou qu'elle soit positionnée par rapport à des repères durables.

Problèmes liés au choix et à la localisation de réfèrences verticales

Le choix et la réalisation des références verticales ainsi que leur cotisations relatives constituent des problèmes fondamentaux en hydrographie.

Ces problèmes sont traditionnels, mais les technologies nouvelles, liées essentiellement aux observations satellitales et à l'évolution des moyens informatiques modifient profondément la façon de les aborder.

Les systèmes de positionnement GPS / Glonass / Galileo, l'altimétrie, la reconnaissance par toute la communauté géodésique d'un système unique de référence internationale, l'ITRF, la détermination du champ global de gravité de la Terre avec une résolution spatiale toujours meilleure, ainsi que le développement des modèles hydrodynamique de plus en plus performants, amènent à considérer de nouveaux systèmes de référence.

Cependant, les systèmes traditionnels demeurent, et il est nécessaire de pouvoir coter précisément ces référentiels les uns par rapport aux autres.

Quelques niveaux marins caractéristiques en France

En France, certains niveaux marins caractéristiques servent de référence pour les mesures de hauteur comme :

Niveau moyen de la mer à Marseille

Tout d'abord « le niveau moyen de la mer à Marseille » à la fin du XIX^e siècle définit la référence pour un zéro officialisé le 13 janvier 1860 appelé « zéro Bourdaloué » ou zéro du Repère fondamental français du Nivellement.

Il a été transporté par nivellement géométrique (niveau à bulle) pour le nivellement général de la France. De 1857 à 1970, trois réseaux de nivellement se sont succédés : les réseaux Bourdaloué, Lallemand et IGN 69.

L'altitude du repère fondamental a été fixée par la moyenne des observations marégraphiques réalisées à Marseille entre 1885 et 1897. Le repère fondamental est un rivet de platinium scellé dans le bâtiment abritant toujours le marégraphe totalisateur à l'Anse Calvo.

Niveau des plus basses mers

Le niveau des plus basses mers (depuis Beautemps-Baupré en 1838, « père » de l'hydrographie moderne) est en principe celui de la cartographie marine française. Mais quelques difficultés sont apparues à cause des imprécisions des déterminations anciennes, et de l'évolution séculaire du niveau de la mer.

Zéro hydrographique

Le zéro hydrographique est défini en France comme étant « le niveau de la plus basse des basses mers astronomiques ».

En un lieu donné, dans les zones placées sous la responsabilité de la France, les hydrographes se sont toujours efforcés de choisir le zéro hydrographique de telle façon que la hauteur d'eau disponible pour le navigateur soit toujours au moins égale à la profondeur portée sur les cartes.

Exploitées à partir de 1838 par Beautemps-Baupré, coordonnées par le Service Hydrographique de la Marine et publiées dans le Pilote français, les observations ont permis d'établir dans nos ports la situation des zéros de réduction des sondes.

Ces zéros, définis anciennement, sont toujours actuellement adoptés pour les cartes marines françaises sauf pour certaines zones :

abords de Brest et de Saint-Nazaire ;
golfe du Morbihan

pour lesquels respectivement au 1^er janvier 1996 et au 1^er janvier 2003 des corrections ont été apportées pour corriger des écarts importants entre le niveau des plus basses mers astronomiques et le zéro hydrographique historique.

Définition du zéro des cartes ailleurs dans le monde

Depuis 1996, l'Organisation Hydrographique Internationale (OHI) recommande, pour harmoniser les cartes marines, l'utilisation du niveau des plus basses mers astronomiques (PBMA) c'est-à-dire la norme utilisée en France depuis deux siècles.

Jusqu'alors, diverses autres définitions du zéro des cartes étaient utilisées par plusieurs services hydrographiques étrangers comme le niveau des basses mers inférieures moyennes ; les basses mers moyennes de vive-eau ; la moyenne des plus basses mers de vive-eau de chaque mois ; la moyenne des plus basses mers de vive-eau se produisant tous les six mois ; le niveau moyen diminué de la somme des amplitudes des quatre principales composantes de la marée ; ...

BathyElli

Le produit « BathyElli ZH/ell v2.0 » contient la réalisation surfacique de la hauteur ellipsoïdale de la référence verticale maritime Zéro Hydrographique. Cette réalisation correspond au zéro hydrographique de chaque zone de marée à la date de référence du 1er janvier 2000.

Les réalisations du « Zéro Hydrographique » fournies par les surfaces BathyElli ZH et les réalisations du « Zéro Hydrographique » fournies par le RAM étant produites de manières différentes, des écarts de l’ordre de 15 cm sont possibles. Il est important lors de l’utilisation de l’une de ces réalisations de bien préciser celle qui est employée. Les réalisations du « Zéro Hydrographique » fournie par les surfaces BathyElli ZH consistent, pour chaque zone de marée, à propager la définition du zéro hydrographique depuis le port de référence vers tous les points de la zone en utilisant un modèle de marée et une équation de concordance. L’ouvrage « Références Altimétriques Maritimes » (RAM) publié par le Shom, réalise également le « Zéro Hydrographique » en définissant, pour chaque observatoire de marée, une cote du zéro hydrographique de ce port par rapport à un repère fondamental. La cote pour un observatoire secondaire est obtenue en utilisant une droite de concordance basée sur des observations simultanées au port de référence et au port secondaire.

Pour en savoir plus

Références

Wöppelmann G., S. Allain, P. Bahurel, S. Lannuzel et B. Simon (2011). Zéro hydrographique : vers une détermination globale. Annales hydrographiques 2011, 6ème série, volume 8, n° 777, ISSN : 0373-3629.
La Marée - La marée océanique et côtière - Bernard Simon. Editeur Institut océanographique, 2007, 434pp.

Mise à jour le 03/06/2020
E-mail : refmar@shom.fr

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