Enquêtes nationales et atlas modernes : évolution, méthodes et pratiques mondiales en cartographie

Depuis les premières décennies du XIXe siècle, la cartographie se caractérise par la réalisation régulière d’enquêtes topographiques à l’échelle nationale.

La plupart ont été réalisés en Europe, dans certains pays d’Asie (par exemple en Inde, au Japon et aux Indes orientales néerlandaises), aux États-Unis et au Canada, ainsi qu’en Égypte et dans certaines régions d’Afrique du Nord.

Bien que des levés similaires aient été entrepris ailleurs, les progrès ont été lents et de vastes zones de la surface terrestre n’ont toujours pas été cartographiées à échelle moyenne selon un cadre trigonométrique systématique.

Pour ces zones, le cartographe dépend de documents divers et non coordonnés, de qualité variable, produits par des voyageurs, des commissions frontalières, des projets de développement ferroviaire et routier, des programmes de colonisation, des concessions minières et autres.

À cela s’ajoutent désormais les levés de reconnaissance rapides, principalement aériens, de zones considérables réalisés pendant la dernière guerre.

Carte du monde de 1702

Expansion des atlas et des techniques d’impression

La deuxième avancée majeure a été l’élargissement du champ d’application des atlas et l’utilisation croissante de la cartographie comme technique pour traiter une grande variété de problèmes en géographie physique et humaine, ainsi qu’en administration.

Cette évolution a été considérablement facilitée par le passage de la gravure sur plaques de cuivre à la lithographie en couleurs et ses développements modernes, qui permettent de représenter clairement une grande variété de détails.

Méthodes d’arpentage et corrections au XIXe siècle

Les grands levés nationaux du XIXe siècle reposaient sur des méthodes similaires à celles des Cassinis. Celles-ci ont été progressivement affinées à mesure que la conception des instruments progressait, et des corrections ont été apportées aux observations afin de tenir compte de facteurs précédemment négligés.

Il s’agissait notamment de corrections pour la réfraction et la courbure de la surface de la Terre, pour les changements de température et d’autres conditions affectant la mesure des lignes de base à l’aide de rubans métalliques, et pour la réduction des normes de longueur utilisées sur le terrain à la norme nationale officielle.

Grâce à une comparaison minutieuse des normes nationales telles que le yard et le mètre, il a été possible de déterminer, à partir des résultats d’études menées dans de nombreuses régions du monde, la forme de la Terre avec une grande précision.

La forme de la Terre se rapproche d’un sphéroïde aplati aux pôles ; l’Union internationale de géodésie a adopté en 1924 une valeur de 6 378 388 mètres pour le demi-grand axe et de 1 sur 297 pour l’aplatissement.

La correction de la forme de la Terre est bien sûr essentielle dans le calcul des triangles. Il convient de noter que les cartes sont dessinées comme si elles étaient projetées sur le plan de la surface du niveau de la mer, de sorte que les distances mesurées sur celles-ci sont indépendantes des irrégularités du relief.

Étapes d’un levé topographique systématique (avant la photographie aérienne)

• Détermination du niveau moyen de la mer en un point au moins, auquel toutes les altitudes sont rapportées.
• Une reconnaissance préliminaire à la table plane pour sélectionner les points appropriés pour la triangulation et l’installation de balises au-dessus de ceux-ci.
• Détermination de la latitude, de la longitude et de l’azimut (pour la direction) initiaux, qui « relieront » la carte à la surface de la Terre.
• Mesure minutieuse de la ou des bases à l’aide d’un ruban ou d’un fil en alliage spécial.
• Triangulation, le théodolite étant utilisé pour observer les angles horizontaux à partir de la base et des points balisés, et pour mesurer les altitudes par la lecture des angles verticaux.
• Calcul de la triangulation et des hauteurs, et transfert des points trigonométriques sur les feuilles remises aux cartographes.
• Le remplissage des feuilles par les cartographes aériens avec les détails topographiques requis : courbes de niveau, rivières, bois, agglomérations, routes et noms.

Flexibilité moderne et développement instrumental

Au cours du siècle actuel, la mesure des longs arcs méridiens a tendance à passer de mode, en partie parce qu’elle ne tient pas compte des caractéristiques topographiques locales et qu’elle n’est donc pas particulièrement utile pour les levés locaux.

Dans les zones présentant des anomalies gravimétriques locales excessives, elles ne fournissent pas les données attendues pour déterminer la forme de la Terre.

Dans l’ensemble, les méthodes de levé sont devenues beaucoup plus flexibles et sont adaptées aux conditions locales.

Il s’avère qu’« il vaut mieux se contenter de petits triangles facilement accessibles que de faire d’énormes efforts pour obtenir des rayons plus longs que ce que la nature permet facilement ». Grâce à l’amélioration des équipements, les lignes de base nécessaires peuvent être mesurées rapidement et avec précision.

Le développement des instruments a également donné plus de liberté aux géomètres. Les anciens théodolites encombrants ont été remplacés par des instruments légers et précis, tels que le théodolite « Tavistock » de 34 pouces, qui permet de lire directement la moyenne des mesures de chaque côté du cercle de verre à travers le même microscope, avec une précision d’une seconde d’arc.

L’invention de la radio a également simplifié le problème fastidieux de la détermination des longitudes. Il est relativement simple de recevoir l’heure moyenne de Greenwich par signal horaire et de la comparer à l’heure locale.

Levés aériens — développement et défis

Le développement qui a peut-être le plus attiré l’attention du public est celui des levés aériens, bien que leurs mérites aient souvent été exagérés.

Dès 1858, la valeur des photographies aériennes verticales prises à partir de ballons était appréciée, mais il était manifestement difficile de les obtenir.

Une combinaison de caméra et de théodolite a ensuite été utilisée avec succès dans les levés terrestres, en particulier au Canada.

L’expérience acquise en matière de photographie aérienne pendant la Première Guerre mondiale a donné un élan considérable à la recherche dans le domaine des levés aériens et, à la fin de la dernière guerre, en raison de la demande de cartographie rapide des territoires inaccessibles aux géomètres terrestres, des méthodes standard avaient été mises au point.

Les problèmes liés à la cartographie aérienne concernent (1) l’obtention de photographies appropriées, (2) la fourniture du contrôle au sol nécessaire pour le cadre de la carte et (3) le remplissage des détails à partir des photographies.

Tout d’abord, la zone à cartographier doit être couverte par des bandes de photographies qui se chevauchent, prises à une altitude constante et dans des conditions favorables.

En Angleterre, il n’y a en moyenne que trente jours par an propices à la photographie aérienne.

Ces photographies sont examinées stéréoscopiquement par paires. Les photographies verticales, ou presque verticales, simplifient les étapes ultérieures du travail.

Pour produire une carte à une échelle relativement petite et couvrant une zone présentant de légères variations de surface, les centres des photographies dont l’inclinaison ne dépasse pas 2° peuvent être traités comme des stations de table plane et des rayons peuvent être tracés à partir de ceux-ci vers les caractéristiques saillantes représentées.

Les détails ainsi obtenus sont reliés à un nombre relativement restreint de points fixés par triangulation au sol. Pour les cartes à plus grande échelle, nécessaires par exemple pour les projets de génie civil, des résultats beaucoup plus précis sont obtenus en superposant des paires stéréoscopiques de photographies dans un traceur.

Cette opération repose sur des principes optiques complexes, mais en termes simples, elle consiste à placer les photographies dans leur relation exacte les unes par rapport aux autres et par rapport à la surface du sol (éliminant ainsi l’inclinaison).

L’opérateur, qui les visualise de manière stéréoscopique et dispose ainsi d’une représentation tridimensionnelle de la surface, est en mesure de tracer ses caractéristiques, y compris les contours, grâce au mécanisme complexe de la machine à tracer.

Afin de réduire le nombre de points de contrôle au sol nécessaires, des aides à la navigation radar peuvent être utilisées pour fixer la position de chaque exposition photographique avec une précision suffisante.

Le professeur Hart cite des exemples dans lesquels des zones inaccessibles au sol ont été cartographiées à des échelles allant jusqu’à 1:50 000 à partir de stations de contrôle situées à 250 miles de distance.

Dans de tels cas, cependant, des difficultés de contournage peuvent survenir en raison du manque de données.

Pour compléter les détails, il faut une pratique considérable dans l’interprétation des photographies.

Les types de sols, de formations rocheuses et de végétation, par exemple, se révèlent à l’œil exercé.

Leur apparence change naturellement en fonction des conditions de lumière et, en effet, à certaines fins, les photographies doivent être prises à un certain moment de la journée ou à une certaine saison de l’année.

Les méthodes et les normes de la cartographie aérienne, et donc les dépenses qu’elle implique, peuvent varier dans certaines limites en fonction de la précision requise.

La guerre de 1939-1945 a donné un grand élan à la cartographie aérienne. Sous la direction du Service américain des cartes aéronautiques, par exemple, quelque 15 000 000 de miles carrés, soit plus d’un quart de la surface terrestre, ont été photographiés depuis les airs à l’aide d’appareils photo trimétrogones (appareils à objectifs multiples) pour la cartographie à petite échelle.

On a dit que « sur le terrain, la caméra aérienne a remporté son triomphe final sur la table à planer en tant qu’outil principal des cartographes pour représenter la surface de la Terre à des fins cartographiques ».

Le relevé d’un pays à l’aide des méthodes décrites est clairement une tâche coûteuse, qui nécessite un personnel de terrain nombreux et hautement qualifié, sans parler des installations nécessaires pour compiler, dessiner et imprimer les cartes destinées au public.

Une autre cause de dépenses importantes, en particulier dans les pays industrialisés, est la nécessité d’une révision constante. Il n’est donc pas surprenant que les progrès en matière de cartographie aient été lents dans les pays sous-développés.

L’Ordnance Survey — histoire et séries

L’histoire de l’Ordnance Survey de Grande-Bretagne illustre les problèmes rencontrés dans l’élaboration d’une série nationale de cartes topographiques et la mesure dans laquelle celles-ci ont été influencées par les exigences variables de leurs utilisateurs.

L’Ordnance Survey (initialement connu sous le nom de Trigonometrical Survey) a été officiellement créé en 1791, à la suite des opérations de levés topographiques menées par Cassini et William Roy en 1787 pour relier l’Angleterre et la France.

À ses débuts, l’Ordnance Survey avait deux missions : réaliser le grand triangulation entre 1798 et 1853 et produire la carte One Inch to a mile.

La triangulation reposait sur deux lignes de base, l’une sur les rives du Lough Foyle, l’autre sur la plaine de Salisbury, mesurées respectivement en 1827 et 1849.

Lorsqu’une base d’essai a été mesurée à Lossiemouth en 1909, il a été constaté que l’erreur sur chaque côté de cette triangulation ne dépassait pas l’ordre de un pouce par mile.

Une nouvelle triangulation primaire, pour laquelle certaines des stations d’origine ont été utilisées, a été réalisée en 1936-1938 et a de nouveau révélé la précision de l’ancien travail.

Au fur et à mesure que les triangles étaient transportés à travers le pays, le travail de l’étude One Inch se poursuivait. Les quatre premières feuilles, publiées en 1801, couvraient le Kent et une partie de l’Essex et de Londres.

Cette carte était principalement destinée à un usage militaire, son échelle étant pratique pour les déplacements de l’infanterie. Ce n’est qu’en 1870 qu’elle couvrit l’ensemble de la Grande-Bretagne.

Entre-temps, la question foncière en Irlande avait créé une demande pour des cartes à plus grande échelle qui permettraient de représenter clairement les zones des petites unités administratives.

Le levé Six Inch to one mile (six pouces pour un mile) de ce pays fut donc commencé en 1824. Plus tard, le levé à cette échelle fut étendu à la Grande-Bretagne et, à partir de 1840, les feuilles à l’échelle d’un pouce du nord de l’Angleterre et de l’Écosse furent des réductions de celles à l’échelle de six pouces.

Cette dernière est aujourd’hui la plus grande échelle qui couvre l’ensemble du pays. Avec le développement industriel et la grande expansion des villes et des communications au milieu du XIXe siècle, la demande de plans à grande échelle devint pressante.

En 1858, en partie sous l’influence des idées continentales, il a été décidé de publier des plans de l’ensemble de la zone cultivée à l’échelle 1:2 500 (ce qui équivaut presque à vingt-cinq pouces pour un mile). Le vingt-cinq pouces est aujourd’hui la base à partir de laquelle sont dérivées toutes les cartes à plus petite échelle.

Pendant de nombreuses années, à l’exception des cartes qui servaient essentiellement d’index aux différentes séries, la carte à l’échelle d’un pouce pour un mile était la plus petite échelle publiée par l’Ordnance Survey.

Ce n’est qu’en 1888 que la carte au quart de pouce a été achevée, bien qu’elle ait été commencée en 1859 à la demande du ministère de la Guerre et du Service géologique.

Elle a été suivie, une vingtaine d’années plus tard, par les cartes au demi-pouce et au dix miles.

Au départ, la demande pour ces cartes provenait principalement du militaire, mais avec le développement de l’automobile, elles sont devenues de plus en plus populaires.

Récemment, une autre carte a été ajoutée à la série nationale, celle au 1:25 000 (environ deux pouces et demi par mile), commencée en 1945.

Elle comble utilement le vide entre la carte au 1 pouce et celle au 6 pouces et est une échelle couramment utilisée sur le continent.

Il s’agit de la plus petite échelle permettant de représenter les routes et autres éléments similaires sans avoir à les exagérer pour plus de clarté, et d’inclure la plupart des éléments topographiques mineurs.

À ce jour, des feuilles couvrant la majeure partie de l’Angleterre et du Pays de Galles, à l’exception du centre du Pays de Galles, et certaines parties de l’Écosse ont été publiées dans une édition « provisoire ».

Le terme « provisoire » indique simplement qu’elle est basée sur le levé existant à l’échelle 1:6 pouces. L’édition régulière sera dérivée du nouveau levé de la Grande-Bretagne.

Les courbes de niveau à intervalles de vingt-cinq pieds seront tirées du levé au sol ou des photographies aériennes. Sur l’édition provisoire, les courbes de niveau intermédiaires sont interpolées.

Techniques d’impression et représentation du relief

Étant donné que les méthodes de représentation des formes de surface sont étroitement liées aux techniques d’impression, il est pratique de les examiner ensemble.

La première édition de la carte au 1 pouce a été imprimée à partir de plaques de cuivre gravées, et le relief était représenté de manière assez grossière par des hachures, dans le style de la carte de Cassini de la France.

Au début, les hachures épaisses avaient tendance à masquer les détails, mais elles ont été améliorées par la suite. Les courbes de niveau ont été adoptées pour la première fois vers 1830, à la suite de l’expérience acquise lors du levé irlandais Six Inch, et ont été rapidement introduites sur les cartes Six Inch et One Inch du nord de l’Angleterre qui ont complété la première édition.

Les courbes de niveau ont été relevées à l’aide d’instruments à 50 pieds, 100 pieds, puis à des intervalles de 100 à 1 000 pieds. Au-dessus de 1 000 pieds, l’intervalle était de 250 pieds.

Beaucoup plus tard, sur la Popular (quatrième édition) de la carte One Inch, des courbes de niveau supplémentaires ont été interpolées à des intervalles de cinquante pieds.

Comme tous les détails des feuilles gravées étaient en noir, les courbes de niveau n’étaient pas toujours visibles.

Bien que des hachures brunes aient ensuite été imprimées sur la carte au 1/64 000 à partir d’une deuxième plaque de cuivre, l’utilisation de la couleur a généralement suivi l’introduction de l’impression lithographique ou d’un de ses dérivés, la photozincographie, dans laquelle l’original était photographié et transféré sur des plaques de zinc pour être imprimé.

Dans la troisième édition de la carte au 1/64 000e, achevée en 1912 et connue sous le nom de « carte entièrement colorée », le relief était représenté par des hachures brunes et des courbes de niveau rouges.

Au total, il y avait six couleurs d’impression : le brun et le rouge pour le relief, le bleu pour l’eau, le vert pour les bois et le brun sienne brûlé pour les routes, les noms et autres détails étant imprimés en noir.

Après le succès de la production par Bartholomew d’une carte au 1/4 de pouce de la Grande-Bretagne dans laquelle le relief était représenté par des couches de couleur, l’Ordnance Survey a utilisé cette méthode pour sa carte au 1/2 pouce, produite au début de ce siècle, ainsi que pour diverses cartes de district.

Dans les années précédant 1914, des expériences ont été menées avec acharnement pour trouver les meilleures méthodes de représentation du relief.

L’une des plus belles et des plus satisfaisantes d’entre elles était la feuille au 1/10e de pouce de Killarney, pour laquelle pas moins de treize impressions distinctes ont été utilisées, ce qui a empêché son adoption générale.

Cette feuille combinait toutes les méthodes antérieures : courbes de niveau en points noirs, hachures en brun, ombrage des collines par des hachures plus épaisses sur les versants sud-est (donnant l’impression d’un éclairage provenant du coin nord-ouest de la carte) et coloration délicate des couches.

La feuille offre une représentation très expressive du modelé du relief, même dans les zones moins élevées.

Entre les deux guerres, l’état des anciennes plaques de cuivre a rendu nécessaire le redessinage de la carte au 1:10 000, et l’occasion a été saisie pour y apporter plusieurs améliorations.

Un style de lettrage entièrement nouveau, inspiré de celui de la colonne Trajan, a été introduit, améliorant considérablement la lisibilité et l’apparence de la carte.

Cette cinquième édition (relief) a également intégré, sous une forme modifiée, certaines des caractéristiques de la feuille Killarney : le relief était représenté par des courbes de niveau en brun, des hachures en orange, des ombres en gris avec des couches dans des tons beige.

Une fois encore, l’effet de modelé est très expressif, mais malheureusement, ce style n’a pas été jugé populaire auprès du public et l’édition Relief a été abandonnée au profit d’un style moins élaboré.

La présente sixième édition (nouvelle édition populaire) suit de près la cinquième, bien que le relief soit représenté uniquement par des courbes de niveau, bien visibles en marron.

Certaines informations détaillées ont été supprimées des feuilles, notamment le symbole noir qui distinguait les bois de feuillus des bois de conifères.

Lignes des feuilles, projection et grille nationale

Au cours des 150 dernières années, les lignes des feuilles ont subi des changements considérables, liés à la projection et aux méridiens centraux utilisés.

Au début de la première édition, les feuilles à l’échelle 1 pouce du nord et du sud de l’Angleterre avaient des méridiens centraux distincts, et les plans à grande échelle des comtés étaient également dessinés sur leurs propres méridiens ; il était donc impossible d’assembler les feuilles des comtés voisins.

La taille des feuilles a également varié au fil du temps. Avec le recalcul de l’ensemble du levé sur une seule projection, la Transverse Mercator avec le méridien central 2° O., et l’introduction du National Grid, l’uniformité est désormais assurée.

Le réseau sert deux objectifs : pour les cartes à plus petite échelle, il fournit un système national de référence, grâce auquel un point peut être localisé par une référence identique sur des cartes de toutes échelles ; deuxièmement, sur les plans à plus grande échelle, il fournit des données qui, avec certaines corrections, permettent de réaliser avec précision des levés à très grande échelle, tels que ceux effectués par les ingénieurs civils, les géomètres miniers et autres.

Le réseau national est basé sur le méridien central et divise le pays, dans un premier temps, en carrés de cent kilomètres de côté.

Pour faciliter la numérotation, l’origine du réseau est placée légèrement au sud-ouest des îles Scilly. Ces carrés sont à leur tour divisés en carrés de 10 km et de kilomètres, qui sont représentés sur les cartes au 1:25 000 et au 1 pouce, tandis que la carte au 6 pouces comporte des carrés de kilomètres.

On peut donc estimer que les références au 100 mètres près peuvent être lues à partir de la carte au 1 pouce.

Avec l’introduction du réseau national, les feuilles des plans et des cartes sont désormais disposées de manière régulière ; par exemple, 100 feuilles du plan à l’échelle 25 pouces forment une feuille de la carte à l’échelle 1:25 000, qui couvre à son tour un carré de 10 km sur la carte à l’échelle 1 pouce.

Ainsi, la carte à plus petite échelle constitue dans chaque cas un index de la carte à plus grande échelle.

La carte One Inch n’est toutefois pas conçue sur des lignes régulières. La Grande-Bretagne a un littoral long et très cranté, et l’adoption d’un système régulier conduirait inévitablement à la production de feuilles montrant très peu de surface terrestre.

Par conséquent, les feuilles ont été « adaptées à la topographie ». Leur taille a toutefois été standardisée, couvrant 45 km du nord au sud et 40 km d’est en ouest.

Cela a permis de réduire le nombre de feuilles (la sixième édition couvre l’Angleterre et le Pays de Galles en 115 feuilles, contre 146 pour la cinquième édition) et, grâce à des chevauchements généreux, de réduire la nécessité de cartes spéciales pour les districts.

Grâce à la mise en œuvre des recommandations du Comité départemental de 1938, la Grande-Bretagne dispose désormais d’une série nationale de cartes et de plans conçus selon un système commun, qui n’est surpassé par aucun autre pays.

Aucun autre service national ne publie une série régulière à l’échelle 1:2 500.

On peut peut-être regretter que la courbe de niveau soit la seule méthode utilisée, sauf aux échelles les plus petites, pour représenter le relief.

Les éléments topographiques mineurs d’importance locale, situés entre les courbes de niveau, sont nécessairement omis, mais pourraient être indiqués par des hachures ou des ombrages ; très souvent, une ligne de crête importante, par exemple, n’est pas mise en évidence par les courbes de niveau.

Les courbes de niveau n’occultent toutefois pas les autres détails et, dans les reliefs très accidentés, elles donnent une certaine impression visuelle.

Elles sont certainement indispensables sur les cartes modernes à moyenne et petite échelle ; complétées par une utilisation modérée d’autres méthodes, elles constituent la meilleure solution.

En termes de clarté des détails, d’utilisation des couleurs, des lettres et de conception générale, les cartes de l’Ordnance Survey établissent un standard très élevé.

En dehors des îles britanniques, ce pays a été responsable de la cartographie des territoires coloniaux et a contribué, en termes de personnel et de technique, à celle de l’Inde en particulier, mais aussi à celle d’autres pays, notamment l’Égypte et le Siam.

Pendant de nombreuses années, aucun levé régulier n’a été effectué dans ces territoires, et des sommes importantes ont été dépensées pour des cartes destinées à des fins particulières, selon les besoins.

Il est désormais reconnu qu’un levé topographique régulier, loin d’être un luxe, est une étape préliminaire essentielle à un développement sain et donc à une économie à long terme.

Cela a été officiellement reconnu par la création du Comité colonial des levés en 1905, qui s’est principalement concentré sur l’Afrique tropicale.

La plupart des colonies disposent désormais de leurs propres services de levés, mais comme elles dépendaient au départ entièrement des finances locales, leur progression a nécessairement été ralentie, en particulier après 1931.

La création de la Direction des levés coloniaux en 1946 a permis d’assurer une direction centrale et des ressources plus adéquates.

La tâche qui attend la Direction est lourde : lors de sa création, il restait encore quelque 1 500 000 miles carrés à cartographier, même si une partie de cette superficie n’est pas urgente.

La cartographie aérienne est bien adaptée à ce type de travail, et la Direction y a largement recours.

Quelques séries de cartes étrangères — France, Suisse, États-Unis

Il sera utile, à des fins de comparaison, de noter brièvement ce qui a été fait en France et de jeter un coup d’œil sur la pratique d’autres pays en matière de représentation du relief, là où cela présente plus de difficultés qu’en Grande-Bretagne.

En France, le levé national est sous la responsabilité de l’Institut cartographique national, l’organisme civil qui a remplacé le Service géographique de l’armée.

Les deux échelles topographiques principales sont 1:20 000 et 1:50 000, mais aucune des éditions actuelles ne couvre l’ensemble du territoire.

Au XIXe siècle, la série Cassini a été remplacée par la Carte de l’État-Major à l’échelle 1:80 000.

Gravée à l’origine, puis photolithographiée, cette carte ne comporte aucune courbe de niveau, mais est fortement hachurée.

Vers 1900, une nouvelle série à l’échelle 1:50 000 a été lancée.

Le projet initial, très élaboré, a été considérablement modifié, mais les progrès ont été lents.

Quelque 220 feuilles, sur un total d’environ 1 100, ont été publiées ; en raison de la préoccupation des Français pour leurs frontières orientales, la plupart des feuilles se situent dans cette zone.

En fait, la seule carte à moyenne échelle couvrant entièrement la France est un agrandissement de l’ancienne carte au 1:80 000 au 1:50 000.

Depuis la réorganisation et grâce à l’utilisation de photographies aériennes et de machines à stéréoplotting, les progrès ont été un peu plus rapides.

La « Nouvelle Carte de la France au 50 000e » est représentée en marron (noir sur les rochers et bleu sur les glaciers), avec des courbes de niveau à 5, 10 ou 20 mètres d’intervalle, selon la nature du terrain.

Le relief est encore accentué par un ombrage des reliefs à la fois « vertical » et oblique depuis le nord-ouest afin de donner une impression de relief.

Ceci est obtenu en photographiant un modèle de relief correctement éclairé. Une attention particulière est accordée à la couverture végétale ; les différents types sont indiqués par des symboles en noir avec une surimpression verte unie.

Les cartes nationales de la Suisse se distinguent par la grande qualité de la représentation du relief, fruit d’une longue expérience et d’expérimentations.

En 1938, la célèbre carte Siegfried, qui était à l’époque une référence en la matière, a été remplacée par une nouvelle série à l’échelle 1:50 000, plus précise et plus lisible.

Elle est très finement cotée, à 20 mètres d’intervalle, avec des courbes de niveau secondaires moins visibles à 5 et 10 mètres, en brun, noir ou bleu selon la surface.

Les sommets, les pentes abruptes, les éboulis et autres caractéristiques similaires sont indiqués par de fins dessins de roches en noir.

Les glaciers ont des courbes en bleu et une teinte bleu clair, avec des moraines en brun. Le relief est encore accentué par des ombres dans une teinte neutre ou bleu-gris ajoutées par le dessinateur, et non par la photographie comme en France.

L’effet général est très expressif, en grande partie grâce au dessin minutieux des rochers. Les autres détails ne dominent pas le relief, la teinte verte des bois, par exemple, est claire et les signes conventionnels sont dessinés avec soin.

Une nouvelle série à l’échelle 1:20 000 est également en préparation. Lorsque les deux seront terminées, la Suisse sera sans égale en matière de cartographie nationale.

Aux États-Unis, il n’existe pas d’autorité cartographique officielle unique comme en Grande-Bretagne.

L’U.S. Geological Survey est aujourd’hui la principale agence chargée de la cartographie topographique, mais plusieurs autres organismes produisent des cartes et des graphiques à des fins spécifiques.

Pendant la majeure partie du XIXe siècle, la demande principale, alors que les migrants affluaient vers l’ouest, concernait le levé rapide de vastes étendues de terres afin de faciliter la colonisation.

À partir de 1776, cette tâche a été confiée au General Land Office (Bureau général des terres) pour le compte du gouvernement central. Parallèlement, les différents États ont produit des cartes à petite échelle de leurs territoires, généralement peu précises. Des levés plus précis ont été progressivement réalisés par d’autres organismes.

Le Coast Survey (aujourd’hui Coast and Geodetic Survey) a été créé en 1807, mais n’a guère accompli de travaux au cours de ses trente premières années d’existence.

Outre sa tâche principale qui consiste à cartographier les côtes et les zones terrestres contiguës, il est responsable du réseau de base de triangulation et de nivellement utilisé dans d’autres levés.

Le Corps of Topographical Engineers, fondé quelques années plus tard, s’est d’abord principalement consacré à répondre aux besoins militaires et à l’exploration, mais a ensuite été employé à des tâches liées à l’amélioration des rivières et des ports, au levé des lacs du nord et au travail de délimitation des frontières.

Il a également effectué de nombreux levés dans les territoires à l’ouest des Montagnes Rocheuses vers le milieu du siècle.

En 1879, afin de coordonner ces travaux, tous les levés géologiques et topographiques à l’ouest du 100e méridien ont été confiés au Service géologique nouvellement créé, dont le champ d’activité s’est finalement étendu à l’ensemble du pays.

Il est aujourd’hui responsable de 80 % des levés topographiques effectués par les organismes gouvernementaux.

Les cartes topographiques mises à la disposition du public sont à trois échelles standard, en fonction de l’importance de la zone concernée : 1:31 680, 1:62 500 et 1:125 000.

Les lignes des feuilles sont basées sur des quadrilatères formés par des parallèles de latitude et des méridiens de longitude, les feuilles de la série 1:62 500 couvrant 15 de latitude et de longitude.

À cette échelle, l’intervalle entre les courbes de niveau varie de 10 à 50 pieds. Toutes les quatre ou cinq courbes de niveau sont renforcées, et de nombreux points cotés et repères sont indiqués.

Les feuilles sont imprimées en trois couleurs : les éléments culturels (routes, agglomérations, etc.) et les noms sont en noir, les éléments aquatiques en bleu et les courbes de niveau en marron.

Sur certaines feuilles, une teinte verte est utilisée pour les zones boisées. L’effet général est net et précis, sans surcharge de détails.

Environ 25 % du territoire des États-Unis est couvert par des « cartes topographiques acceptables », mais pour près de 40 % du territoire, il n’existe aucune carte topographique.

Récemment, cependant, les progrès ont été accélérés, en grande partie grâce à l’adoption de méthodes de levés aériens. Depuis 1936, le Service géologique utilise de plus en plus les photographies aériennes et mène des recherches approfondies sur les techniques et les instruments.

Il existe des couvertures photographiques de qualité variable pour tout le pays, à l’exception de 5 %, qui sont utilisées à des fins administratives. On prévoit que d’ici vingt ans, l’ensemble des États-Unis et de l’Alaska sera couvert par des cartes topographiques standard.

Le Service géologique a également produit des cartes géologiques à l’échelle 1:62 500 ou plus pour 10 % du pays.

La carte internationale du monde à l’échelle 1/1 million

L’intérêt d’une carte du monde à projection et échelle uniformes, avec un ensemble standard de conventions, est évident pour de nombreux types d’utilisateurs, mais il est tout aussi évident que sa production à une échelle supérieure à celles utilisées dans les atlas ne pouvait être envisagée de manière utile tant qu’une partie importante de la surface de la Terre n’avait pas été cartographiée topographiquement.

L’idée d’une telle carte a été avancée pour la première fois par le professeur Albrecht Penck lors du Congrès international de géographie, à Berne, en 1891, lorsqu’il a proposé qu’elle soit compilée à l’échelle 1/1 million (environ 1 pouce pour 15,8 miles).

Pendant vingt ans, peu de progrès ont été réalisés, jusqu’à ce que le gouvernement britannique invite des délégués étrangers à une conférence à Londres, au cours de laquelle la « Carte internationale du Monde au Millionième » a été lancée selon un système approuvé.

La projection est une polyconique modifiée, qui permet d’assembler des feuilles adjacentes, chacune couvrant 4° de latitude et 6° de longitude, bien que deux feuilles puissent être combinées lorsqu’elles sont plus proches des pôles que la latitude 60°.

Le relief est représenté par des courbes de niveau, généralement à 100 mètres d’intervalle, et par des couleurs de couches, avec des ombres pour les éléments mineurs, selon un modèle approuvé.

Chaque service national est responsable des feuilles couvrant son propre territoire, et les noms sont donnés dans la forme locale.

Dès le début, le projet a rencontré des difficultés.

Il est clairement presque impossible de concevoir un système d’intervalles de courbes de niveau et de coloration des couches qui représente de manière satisfaisante tous les types de topographie, de l’Himalaya et du plateau sud-africain à la plaine anglaise, et dans la pratique, une grande latitude a dû être accordée dans le choix des courbes de niveau.

Soit dit en passant, la « gamme » originale, ou échelle de teintes pour la coloration des couches, produite par le War Office était « un tel chef-d’œuvre d’impression en couleur que personne n’a vraiment réussi à la copier ».

Le principal obstacle au progrès était toutefois la répartition des responsabilités entre de nombreux organismes indépendants, influencés par des considérations nationales, et l’absence consécutive d’un organisme central fort pour promouvoir l’uniformité et faciliter l’obtention des feuilles publiées.

Au moment où la guerre éclata en 1939, sur les 975 feuilles environ nécessaires pour couvrir la surface terrestre, 405 avaient été publiées, mais seules 232 étaient conformes au modèle international.

Certains estimaient qu’il n’y avait pas suffisamment de matériel disponible pour cartographier tous les pays à cette échelle, et c’est en partie pour cette raison que la section géographique de l’état-major général a produit, entre 1919 et 1939, une série de cartes telles que Afrique, 1:2 million et Asie, 1:4 million.

Si cela n’a pas été un succès complet, cela a néanmoins donné des résultats utiles.

Les lignes des feuilles ont été largement adoptées comme cadre pour les séries nationales à plus grande échelle, introduisant ainsi une certaine uniformité dans la cartographie internationale.

La valeur des feuilles 1/1 M. pour la cartographie des distributions à l’échelle continentale ou mondiale a également été reconnue. Les feuilles ont été utilisées, par exemple, pour la Carte internationale de l’Empire romain, dont douze feuilles ont été publiées.

Le World Land Use Survey (Enquête mondiale sur l’utilisation des sols), récemment inauguré, vise à produire à terme des cartes à cette échelle. La valeur de cette dernière carte dans les plans d’aide aux régions sous-développées serait considérable.

Mais le résultat le plus frappant de l’International Million Map a peut-être été l’impulsion qu’elle a donnée à la Million Map of Hispanic America (Carte d’un million de l’Amérique hispanique), produite par l’American Geographical Society à l’initiative de son ancien directeur, feu Isaiah Bowman.

Cette carte suit de près les spécifications de la carte internationale, et sa compilation a été approuvée et soutenue par les gouvernements sud-américains.

Commencée en 1920, elle a été achevée avec la publication de la 107e feuille en 1945.

La carte complète couvre une superficie dont les dimensions maximales sont de 34 x 28 pieds ; sept personnes ont été employées pendant vingt-cinq ans pour la recherche, la compilation et le dessin.

La compilation a nécessité l’évaluation de la valeur relative d’une grande quantité de données topographiques, et les recherches ont mis en lumière de nombreuses données utiles conservées dans les bureaux gouvernementaux et commerciaux.

Lorsque les données topographiques faisaient totalement défaut, des descriptions écrites ont été utilisées pour découvrir les caractéristiques physiographiques.

Afin d’indiquer la précision des données utilisées, un diagramme de fiabilité a été inclus dans chaque feuille, une pratique utile qui a depuis été reprise par d’autres instituts cartographiques.

Le développement de l’atlas — cartographie scientifique et thématique

La représentation sur des cartes d’éléments autres que ceux de nature strictement topographique n’était bien sûr pas nouvelle.

Les versions imprimées des cartes de Ptolémée étaient en réalité des cartes historiques, et la plupart des grands cartographes des XVIe et XVIIe siècles avaient publié des cartes pour illustrer l’histoire biblique.

Dans le domaine scientifique, Edmund Halley avait cartographié les marées de la Manche et les lignes de déclinaison magnétique égale.

Sa célèbre « carte générale », avec ses « lignes halleyennes », publiée en 1701, a apporté une contribution importante à l’étude du magnétisme terrestre.

Certains ont vu dans les cartes de John Rocque, avec leur distinction entre terres arables, pâturages et bois, les précurseurs des cartes d’« utilisation des sols » d’aujourd’hui.

Au début du XIXe siècle, les cartes étaient utilisées de manière systématique dans la nouvelle science de la géologie.

William Smith, pionnier dans ce domaine, utilisa des fossiles pour classer les strates par ordre chronologique et initia la cartographie géologique de l’Angleterre et du Pays de Galles.

Son ouvrage intitulé « Delineation of the strata of England and Wales with part of Scotland » (Description des strates de l’Angleterre et du Pays de Galles avec une partie de l’Écosse), composé de quinze feuilles à l’échelle de 5 miles pour 1 pouce, a été gravé et publié par John Cary en 1815, avec des données géologiques colorées à la main. Ce travail a été pérennisé par la création du Geological Survey (Service géologique) en 1835, qui a utilisé les feuilles de l’Ordnance Survey One Inch comme base.

Humboldt, Perthes et l’essor des atlas thématiques

C’est toutefois la fondation en Allemagne de la géographie en tant que discipline moderne qui a démontré l’utilité des cartes comme instruments de recherche spécialisée.

Alexander von Humboldt et Karl Ritter ont tous deux apprécié leur valeur pour comprendre la répartition et l’interrelation des phénomènes à la surface de la Terre, lorsqu’ils ont avancé le principe de causalité comme moteur de la recherche géographique.

Humboldt, en particulier, a montré que la cartographie permettait de représenter une grande variété de faits de manière ordonnée et facilement compréhensible.

Les résultats volumineux de ses voyages et de ses études en Nouvelle-Espagne ont été accompagnés d’un « Atlas géographique et physique », 1812, dans lequel les prémices de cette évolution sont apparentes.

C’est à lui que l’on doit l’invention des isothermes, ou lignes de température égale, et il a également cartographié les limites spatiales et altitudinales des plantes et d’autres phénomènes.

Ses idées ont été développées avec enthousiasme par plusieurs disciples, dont les travaux ont été présentés au grand public par la célèbre maison Justus Perthes à Gotha.

L’un d’entre eux était Adolf Stieler qui, après avoir acquis une expérience pratique dans le domaine de la topographie, proposa un projet quelque peu grandiose d’atlas général.

Ses spécifications comprenaient un format pratique, un texte accompagnant chaque carte, la plus grande précision, clarté et exhaustivité possible, l’uniformité de la projection et de l’échelle, un papier et une impression de bonne qualité, une coloration soignée et un prix raisonnable.

Le premier fascicule du célèbre « Hand-Atlas », sous la direction du fils de Justus, Wilhelm, fut publié en 1817 ; la première édition complète (soixante-dix planches) parut en 1830, suivie de nouvelles éditions.

Le Physikalischer Atlas et les réactions britanniques

La réputation de Perthes attira Heinrich Berghaus, dont la collaboration donna naissance à l’important « Physikalischer Atlas » (première édition 1838 ; deuxième édition 1852), conçu pour représenter graphiquement les principaux phénomènes de nature inorganique et organique en fonction de leur répartition géographique.

La deuxième édition (huit parties, quatre-vingt-quatorze cartes) couvrait la météorologie, l’hydrographie, la géologie, le magnétisme terrestre, la géographie végétale, l’anthropographie et l’ethnographie.

En Grande-Bretagne, Alexander Keith Johnston a produit un Physical Atlas indépendant (deuxième édition 1856) et un Royal Atlas (1859). August Petermann a travaillé entre Édimbourg, Londres et Gotha, publiant les résultats des explorations contemporaines.

Les Bartholomew (Johns et John George) ont perfectionné les techniques (par exemple, la coloration des couches) ; J. G. Bartholomew a conçu un grand Atlas physique en cinq volumes (vol. 3, Atlas of Meteorology, 1899 ; vol. 5, Atlas of Zoogeography, 1911).

Atlas nationaux et ouvrages thématiques spécialisés

Une évolution ultérieure a été l’apparition des Atlas nationaux, qui traitent des facteurs physiques et humains d’un pays particulier. Parmi les premiers exemples, citons l’Atlas of Scotland (1895) et l’Atlas of Finland (1re éd. 1899 ; 3e éd. 1925), qui couvrent la physiographie, la géologie, le climat, l’histoire naturelle, l’hydrologie, la flore, l’archéologie et la démographie.

L’Atlas du Canada (1906 ; 1915) mettait l’accent sur les facteurs économiques. L’Atlas de France (Comité national français de géographie) et l’Atlas de l’agriculture américaine (O. E. Baker, 1936) sont des compilations thématiques remarquables.

Le Grand Atlas soviétique du monde combinait des informations générales et nationales (vol. I 1937 ; vol. II 1939) avec des densités de population représentées par des cercles proportionnels et des bandes de couleur, soulignant les problèmes persistants liés à la représentation efficace de la répartition de la population (méthode des points vs coloration différentielle).

Lacunes dans les atlas nationaux et innovations cartographiques en temps de guerre

Il n’existe pas d’Atlas national de Grande-Bretagne (malgré les recommandations) ; les données sont disponibles sur des cartes à l’échelle 1:625 000 compilées par le ministère de l’Aménagement du territoire et publiées par l’Ordnance Survey ; une série d’atlas à l’échelle 1:1,25 million a été annoncée, mais n’a pas été achevée.

Pendant la guerre, des efforts ont été faits pour encourager des alternatives à la carte du monde « plate » de Mercator (nord en haut), par exemple le Fortune Atlas « Look at the world » (projections orthographiques, orientations inhabituelles) de R. E. Harrison et la Air age world map (constructions proches du globe) de E. G. R. Taylor.

Autres projets et études cartographiques spécialisés

Autres projets notables : le Land Use Survey of Great Britain (lancé par le professeur Dudley Stamp en 1930), qui publie des feuilles à l’échelle 1 pouce = 1 pouce en sept couleurs pour représenter les forêts, les prairies, les terres arables, les landes, les vergers, les jardins et les terres improductives, très utiles en temps de guerre et pour l’aménagement du territoire.

Les travaux basés sur la carte International Million comprennent les cartes périodiques de la Grande-Bretagne (de la préhistoire au XVIIe siècle) et les initiatives de l’American Geographical Society (y compris un éventuel Atlas des maladies).

Pour la représentation du relief et du lettrage, la carte de l’Europe et du Moyen-Orient produite par la Royal Geographical Society pour le British Council est remarquable.

Une nouvelle réforme de la cartographie — remarques finales

Une nouvelle « réforme de la cartographie » est en cours : des techniques de terrain aux machines d’impression, de nouvelles méthodes sont appliquées et le champ d’action du cartographe s’est considérablement élargi.

Des efforts (en particulier pendant la dernière guerre) ont été déployés pour améliorer la compréhension du public quant à la valeur et aux limites des cartes. De nombreux problèmes restent à résoudre avant que le dernier chapitre de l’histoire de la cartographie ne soit écrit.

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