Cette histoire s’étale sur plusieurs siècles, et même millénaires puisqu’une des premières représentations topographiques a été retrouvée dans une grotte en Italie du Nord et daterait de 2000 ans avant JC. Une des plus anciennes cartes date du Vème siècle avant J.C., elle décrit la Mésopotamie, et met Babylone au centre de l’Univers. La civilisation grecque va ensuite révolutionner la cartographie :
— Pythagore et la sphéricité de la Terre,
— Mise en place d’un quadrillage pour déterminer les latitudes et longitudes,
— Erathostène et ses calculs de précision pour mesurer la circonférence de la Terre.
Par la suite, l’ouvrage de Claude Ptolémée (IIème siècle après J.C.) fera référence pendant plusieurs siècles en répertoriant tout ce que les Anciens savaient du monde à cette époque.
Entre le IVème siècle et le XIIème siècle, le déclin du commerce maritime en Europe favorisera alors le développement de cartes symboliques et religieuses avec les diagrammes en T dans l’O centrés sur Jérusalem. A partir du XIIème siècle, de plus en plus de scientifiques s’intéressent aux cartes, ainsi Al Idrisi (XIIème siècle) compile les connaissances du monde de l’Islam pour le roi de Sicile.
Au XIIIème siècle, les portulans indiquent toutes les informations nécessaires à la navigation.
A cette époque, le Traité de géographie de Ptolémée est traduit en latin (via l’arabe) et vers la fin du XIVème siècle les Européens redécouvrent cette réflexion et enrichissent alors les cartes du siècle suivant avec un monde nouveau : America. C’est à partir du XVIème siècle que les types de planisphères se multiplient et que le monde se dessine sous la forme actuelle : le Nord en haut et une Europe au centre. Vers la fin du XVIIème siècle et au cours du XVIIIème, les cartes se feront plus précises et les cartes thématiques (forestières, minéralogiques,...) se développeront. Au XIXème siècle, la carte se veut être le miroir de la réalité territoriale et c’est à partir de cette période que la carte devient un outil administratif tel que nous l’utilisons encore aujourd’hui.
Figure 1 – Évolution des cartographies à travers le temps, Source : BnF
Toute cette évolution des cartes dépend des mathématiques. En effet, représenter le monde tridimensionnel sur un planisphère ne peut se faire sans déformation, sans projection. Certaines propriétés géométriques peuvent être conservées séparément et dans certaines combinaisons sur des projections cartographiques. Cela dit, les principales, telles que la superficie, la forme, la distance et l’orientation ne peuvent pas être conservées simultanément. Le choix du type de projection doit prendre en compte la perte d’une ou plusieurs de ces propriétés. Sachant cela, il est donc normal que plusieurs systèmes de projections aient été proposés depuis la début de l’histoire de la cartographie [3]. Voici quelques unes des projections créées depuis plus de deux millénaires (voir figure 2) :
Gnomonique : Du fait de sa découverte via la portée de l’ombre d’un gnomon (instrument d’astronomie permettant de connaître la hauteur du soleil) cette projection est attribuée à Thalès en 580 av J-C environ. C’est une projection azimutale utilisant le centre de la Terre comme point de perspective.
Conique équidistante : Cette projection, créée en l’année 100 et basée sur la 1ère pro-jection de Ptolémée, s’appuie sur un ou deux parallèles de référence. Tous les parallèles concentriques sont équidistants le long des méridiens.
Mercator : La projection de Mercator est une projection conforme, en d’autres termes, elle conserve les angles. Elle a été crée par Geradus Mercator en 1569. Elle est souvent utilisée comme standard pour les cartes mondiales de par sa grande utilisation dans les voyages maritimes. Cependant, elle n’est pas valable pour la conservation des aires, en effet, le Groenland parait aussi grand que l’Afrique sur ce type de projection alors que ce pays est 14 fois plus petit.
Cassini : C’est une projection cylindrique transverse qui conserve l’échelle le long du mé-ridien central et de toutes les lignes qui lui sont parallèles. Elle est adaptée à la carto-graphie des zones orientées du nord au sud sur de grandes échelles. Elle a été décrite par César-François Cassini de Thury en 1745.
Transverse Universelle de Mercator (UTM) : Cette projection, créée en 1822 par Carl Friedrich Gauss et Johan Heinrich Louis Krüger, corrige partiellement les problèmes liés aux aires de la projection de Mercator. La projection se fait à partir du centre de la Terre sur un cylindre tangent à l’équateur. Dans cette projection les parallèles et les méridiens se coupent à angle droit. La Terre est divisée en 60 bandes de largeur constante du nord au sud numérotées de 1 à 60, elles mêmes divisées en 20 bandes depuis le parallèle 80˚sud jusqu’au parallèle 84˚nord, désignées par une lettre. Il existe donc 600 zones UTM.
Goode : La projection décrite par John Paul Goode en 1923 est utilisée de nos jours pour créer les planisphères car elle permet la conservation des aires. Elle est une combinaison de deux projections, la projection sinusoïdale et la projection de Mollweide [4].
Figure 2 – Évolution des systèmes de projection
Comme nous l’avons remarqué, de nombreuses projections existent et aucune n’est vraie, du fait que le passage à la 3D à une carte 2D ne peut se faire sans déformations. Le tableau 1 recense ces différences sur les projections citées précédemment.
Forme Surface Direction Distance
Tableau 1 – Différences géométriques entre les projections. Source : ArcMap