De la sphère à l’ellipsoïde : une première idée de la forme réelle de la Terre

Dès l’Antiquité, l’idée d’une Terre sphérique s’impose. Mais il faut attendre le XVIIe siècle pour que les scientifiques, Newton en tête, affinent cette vision. La Terre n’est pas parfaitement ronde. Elle est aplatie aux pôles et renflée à l'équateur sous l'effet de sa rotation. Cette forme est modélisée par un ellipsoïde, un modèle mathématique qui sert encore aujourd’hui de référence commune pour la cartographie et la navigation mondiale. C'est sur ce modèle que repose  le système GPS (WGS84) utilisé par tous nos appareils connectés.

Le géoïde, une représentation plus fidèle

Si l’ellipsoïde s’approche de la forme réelle de la Terre, ce modèle n’en reflète pas encore toute la complexité. Car la Terre n'a pas une densité uniforme : certaines zones sont plus massives, d'autres plus légères, ce qui déforme le champ de pesanteur terrestre. Pour en rendre compte, les géodésiens (qui étudient la forme et le champ de pesanteur de la Terre) utilisent un autre modèle de référence : le géoïde. Celui-ci tient compte de ce que serait le niveau de la mer au repos, prolongé sous les continents. Le géoïde constitue ainsi la représentation la plus fidèle de la « forme physique » de la Terre. 

Un modèle qui rend compte des irrégularités de la forme terrestre

Contrairement à l’ellipsoïde, parfaitement lisse, le géoïde est irrégulier. 
Ses écarts de hauteur peuvent atteindre des valeurs significatives : 

• + 86 mètres au large de la Nouvelle-Guinée et de la Nouvelle-Bretagne, près de la mer de Bismarck ; 
• – 107 mètres entre le Sri Lanka et l’Inde, où l’on observe un véritable « trou » gravitationnel.

Entre ces deux extrêmes, la hauteur du géoïde oscille en permanence, dessinant une topographie invisible mais plus exacte à l’échelle globale.  

Voir l’imperceptible à travers une carte

Sur cette carte réalisée par l’Atelier de cartographie thématique de l’IGN, le relief du géoïde a été exagéré d'un facteur 3 500 pour donner à voir ses variations. Sans cela, les différences seraient totalement imperceptibles à l'œil nu, à peine quelques dizaines de mètres sur des milliers de kilomètres.
Une preuve saisissante que la Terre, vue de loin, reste remarquablement ronde et lisse mais qu’elle cache  des irrégularités fascinantes pour qui sait où regarder.