longitude - géographie -

Imaginez un globe parcouru de lignes reliant le pôle Nord au pôle Sud. Celle qui passe par Greenwich sert de départ. Pour un lieu qui n'est pas situé à un pôle, la longitude indique de combien il faut tourner autour de l'axe terrestre, vers l'est ou vers l'ouest, pour atteindre son méridien. Aux pôles, tous les méridiens se rejoignent et la longitude est indéterminée.

Cette mesure est un angle, exprimé en degrés. Associée à la latitude, qui situe un lieu du sud au nord, elle donne une position sur le globe.

Pour un point terrestre non polaire, la longitude est l'écart angulaire orienté autour de l'axe terrestre, mesuré au centre de la Terre, entre le méridien d'origine et le méridien de ce point. Le méridien de Greenwich, qui passe par l'Observatoire royal de Greenwich en Angleterre, est la référence adoptée internationalement en 1884 à Washington. La longitude décrit donc une position est-ouest, tandis que la latitude complète la localisation dans la direction sud-nord. Aux pôles, où tous les méridiens se rejoignent, elle n'est pas définie de manière unique.

La valeur s'écrit en degrés, minutes et secondes, ou en degrés décimaux. Elle va de 0° au méridien d'origine jusqu'à 180°, où les directions est et ouest se rejoignent. Le signe algébrique attribué à chaque direction dépend de la convention employée. Une indication explicite E ou O évite donc une lecture ambiguë.

En mer, la méthode historique compare l'heure solaire locale à l'heure conservée au méridien de référence. Comme un tour de 360° correspond à 24 heures, une heure d'écart représente 15° de longitude. Sa mise en œuvre fiable a exigé, au XVIIIe siècle, un chronomètre de marine stable malgré le mouvement, la température et l'humidité. Les systèmes de navigation par satellite, dont le GPS, déterminent aujourd'hui la position en combinant les signaux de plusieurs satellites.

Un navigateur observe que le midi solaire local survient deux heures après le midi indiqué par une horloge restée à l'heure de Greenwich. Il cherche sa longitude. Dans ce modèle idéal, on suppose que ces 2 h représentent déjà un écart de temps solaire, après les corrections nécessaires en pratique, notamment celle de l'équation du temps. Données :
écart de temps solaire corrigé : 2 h ;
conversion : 1 h correspond à 15° ;
le midi local est plus tardif que celui de Greenwich.

1. Multiplier l'écart temporel par l'angle correspondant à une heure.

2. Interpréter le sens du décalage. Le Soleil atteint le méridien local plus tard qu'à Greenwich : le lieu se trouve à l'ouest du méridien d'origine. La longitude obtenue est donc 30° O.

La figure représente le méridien de Greenwich et celui de l'exemple sur un même globe ; leur séparation angulaire vaut 30°.

Contrôle : 30° divisés par 15° par heure redonnent exactement 2 h. Le calcul retrouve bien la donnée de départ et l'unité finale est le degré.

Sur une carte ou dans une application de navigation, on lit ensemble latitude et longitude pour désigner un point. La longitude seule ne suffit pas : tous les lieux non polaires d'un même méridien la partagent ; aux pôles, elle n'est pas définie de manière unique.

En navigation historique, on comparait l'heure solaire locale à celle d'un chronomètre réglé sur Greenwich. Si l'horloge ne restait pas stable en mer, la longitude calculée devenait peu fiable ; l'observation seule ne remplaçait donc pas une référence horaire précise.

Avec un récepteur GPS, on utilise les coordonnées calculées à partir de plusieurs signaux satellitaires. Cette méthode est préférée quand une position quasi instantanée et très précise est nécessaire.

Longitude et latitude. La longitude situe un point dans la direction est-ouest par rapport à un méridien d'origine ; la latitude le situe du sud au nord. Deux lieux non polaires placés sur le même méridien ont la même longitude, mais pas nécessairement la même latitude.

Longitude et méridien. Un méridien est une ligne du globe reliant les deux pôles. La longitude est la valeur angulaire attachée à la position de cette ligne par rapport au méridien d'origine. Ainsi, 30° O est une mesure, non le nom de la ligne elle-même.

Heure locale et longitude. L'heure solaire locale est une observation utilisée pour le calcul historique ; elle n'est pas une coordonnée. Un décalage de 2 h avec Greenwich conduit à un angle de 30°, après conversion à raison de 15° par heure.

À 180°. Les parcours vers l'est et vers l'ouest atteignent le même méridien opposé à Greenwich. Écrire seulement +180° ou −180° peut donc masquer cette coïncidence ; il faut interpréter la valeur avec la convention du jeu de données.

Le signe n'est pas universel. Les conventions de signe peuvent attribuer différemment les valeurs positives et négatives aux directions est et ouest. Quand la convention n'est pas annoncée, une valeur signée est ambiguë ; les lettres E et O rendent la direction explicite.

Une erreur d'heure devient une erreur d'angle. Le calcul historique suppose une heure de référence conservée avec précision. Sur un navire, température, humidité et accélérations pouvaient dérégler l'horloge ; il fallait employer un chronomètre de marine stable plutôt que traiter toute heure embarquée comme exacte.

Une coordonnée ne donne pas toute la position. La longitude fixe un méridien entier, pas un point unique. Il faut lui associer la latitude pour localiser un point sur le globe.

La longitude prend tout son sens dans un système de coordonnées : le méridien fournit la ligne de référence, la latitude apporte la seconde direction, et les satellites remplacent la comparaison directe des heures pour établir la position.

latitude - géographie - — Pour compléter la coordonnée est-ouest par la position sud-nord sur le globe.

méridien - géographie - — Pour préciser la ligne géographique dont la longitude mesure l'écart au méridien d'origine.

Gladys West : la mathématicienne sans qui votre GPS ne fonctionnerait pas — Pour prolonger la lecture vers les calculs qui rendent le positionnement satellitaire possible.