Longitude

Définition et principe géodésique

La longitude est la distance angulaire de tout lieu sur Terre mesurée à l’est ou à l’ouest du méridien d’origine, fixé à 0° de longitude à Greenwich, en Angleterre. En combinaison avec la latitude, la longitude fournit une coordonnée unique pour chaque point de la planète. Les valeurs de longitude vont de 0° à Greenwich jusqu’à +180° vers l’est et –180° vers l’ouest, convergeant à l’antiméridien (180°), qui s’aligne approximativement sur la ligne de changement de date internationale.

Les méridiens—lignes de longitude constante—vont du pôle Nord au pôle Sud, croisant tous les parallèles de latitude. Ils sont plus espacés à l’équateur (environ 111,32 km par degré) et convergent aux pôles. Le choix du méridien de Greenwich comme référence mondiale a été établi en 1884 lors de la Conférence internationale du méridien, mettant fin à des siècles de confusion en navigation.

Visualisation de la longitude (lignes verticales/méridiens) et du méridien d’origine traversant Greenwich, divisant le globe en hémisphères est et ouest.

Rôle en aviation

La longitude est fondamentale pour la navigation, le contrôle du trafic aérien et la planification des vols. L’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) impose son utilisation dans les cartes aéronautiques, les systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) et l’attribution des points de cheminement, routes et points de compte rendu. La longitude est également cruciale pour définir les frontières de l’espace aérien et synchroniser les opérations de vol à travers les fuseaux horaires.

Mesure de la longitude

Unités et précision

La longitude est mesurée en degrés (°), minutes (′) et secondes (″). Chaque degré est divisé en 60 minutes, et chaque minute en 60 secondes—par exemple, 122° 24′ 30″ O. Pour les systèmes numériques et les bases de données de navigation, la longitude est généralement exprimée en degrés décimaux (par exemple, 122,4083° O), ce qui facilite le traitement informatique.

Les normes internationales (OACI, OHI) recommandent de spécifier la longitude à au moins cinq décimales en degrés décimaux pour les usages aéronautiques et maritimes, permettant une précision inférieure au mètre.

Référence géodésique et datum

Toutes les mesures modernes de longitude sont référencées au World Geodetic System 1984 (WGS 84), la norme mondiale adoptée pour la navigation aéronautique et maritime. Le WGS 84 garantit que toutes les positions correspondent au même modèle ellipsoïdal de la Terre, éliminant les incohérences transfrontalières et permettant une interopérabilité mondiale en navigation et cartographie.

Méridiens

Les méridiens sont des lignes imaginaires allant de pôle à pôle, reliant tous les points partageant la même longitude. Chaque méridien, avec son antiméridien, forme un grand cercle divisant la Terre en deux hémisphères.

• Fonction : Les méridiens servent de référence pour les fuseaux horaires, la navigation et les limites de l’espace aérien.
• Espacement : Ils sont les plus espacés à l’équateur et convergent aux pôles.
• Usage en aviation : La longitude est utilisée pour définir les points de cheminement, les routes aériennes et l’espace aérien contrôlé, et est essentielle aux procédures aux instruments et à la navigation en route.

Méridien d’origine

Le méridien d’origine est la ligne reconnue mondialement à 0° de longitude passant par Greenwich, à Londres. Son adoption lors de la Conférence internationale du méridien de 1884 a permis de standardiser la navigation, la mesure du temps et la cartographie.

• Rôle en navigation : Sert de référence à toutes les mesures de longitude, aux fuseaux horaires et au Temps universel coordonné (UTC).
• Référence moderne : Le Méridien de Référence International (IRM), défini par la géodésie par satellite (WGS 84), constitue la norme géodésique précise, bien que Greenwich reste la référence légale et pratique.

La ligne du méridien d’origine à l’Observatoire royal de Greenwich.

Antiméridien et ligne de changement de date internationale

• Antiméridien : La ligne de longitude à 180°—opposée au méridien d’origine—sert de limite entre longitudes est et ouest.
• Ligne de changement de date internationale : Suit approximativement l’antiméridien mais zigzague pour éviter de diviser des territoires. La franchir entraîne un changement de date calendaire d’un jour, ce qui est crucial pour l’aviation et la navigation maritimes mondiales.

Détermination de la longitude : méthodes et technologies

Détermination historique

Pendant des siècles, la détermination de la longitude en mer représentait un défi majeur pour la navigation. L’invention du chronomètre marin au XVIIIe siècle, consécutive au Longitude Act britannique de 1714, a permis aux navigateurs de comparer l’heure solaire locale à l’heure moyenne de Greenwich et de calculer la longitude avec précision.

Méthodes modernes : GNSS et satellites

Aujourd’hui, les systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) tels que GPS, GLONASS, Galileo et BeiDou fournissent instantanément des données de longitude (et latitude) de haute précision. Les récepteurs GNSS utilisent la trilatération à partir de plusieurs satellites, chacun diffusant des signaux horaires référencés à l’UTC.

• Application en aviation : Les systèmes de gestion de vol, la navigation à zone (RNAV) et la navigation fondée sur la performance (PBN) s’appuient tous sur des données de longitude précises, conformément aux documents OACI.

Exemple de tableau : Détermination de la longitude par différence horaire

Longitude dans la cartographie et la navigation aéronautiques

• Cartes aéronautiques : Toutes les cartes aéronautiques sont quadrillées par la longitude et la latitude, permettant un positionnement précis des aéronefs, points de cheminement et limites d’espace aérien.
• Points de cheminement et fixes : Définis par des noms uniques et des coordonnées de longitude/latitude, essentiels pour la RNAV et la programmation FMS.
• Gestion de l’espace aérien : Les FIR, secteurs et zones de recherche sont souvent délimités par des lignes de longitude et de latitude.
• Contrôle du trafic aérien : En espace non-radar, les aéronefs communiquent leurs positions en longitude et latitude pour garantir la séparation et la conformité aux routes.

Longitude et mesure du temps

• Fuseaux horaires : Chaque fuseau horaire couvre environ 15° de longitude, l’UTC étant la référence mondiale.
• Ligne de changement de date : Le franchissement de la LCD (près de l’antiméridien) nécessite d’ajuster la date dans les journaux de vol et les horaires.
• Standard opérationnel : L’aviation utilise universellement l’UTC, évitant ainsi la confusion liée aux différences d’heures locales.

Longitude en cartographie et SIG

• Projections cartographiques : La longitude est l’un des axes de tous les systèmes de coordonnées géographiques. Les déformations des lignes de longitude doivent être prises en compte lors de la conception cartographique, notamment aux hautes latitudes.
• Données géospatiales : Les applications SIG utilisent la longitude (et la latitude) pour stocker, analyser et visualiser les données spatiales, indispensables à la cartographie aéroportuaire, à la conception de l’espace aérien et à l’analyse des obstacles.

Termes associés

• Latitude : Distance angulaire au nord ou au sud de l’équateur, mesurée en degrés (0° à 90° N/S).
• Méridien d’origine : 0° de longitude, traversant Greenwich, Angleterre.
• Méridien : Toute ligne de longitude reliant les pôles.
• Antiméridien : 180° de longitude, base de la ligne de changement de date internationale.
• Fuseau horaire : Région observant une heure standard uniforme, généralement basée sur un méridien central.
• Temps moyen de Greenwich (GMT) : Ancienne norme mondiale de temps au méridien d’origine, remplacée aujourd’hui par l’UTC.
• Temps universel coordonné (UTC) : Norme mondiale de temps basée sur les horloges atomiques.
• Observatoire royal de Greenwich : Site historique du méridien d’origine.
• Méridien de Référence International (IRM) : 0° de longitude précis, défini par satellite, pour les applications géodésiques.

Longitude et l’OACI

L’OACI impose la longitude (et la latitude) comme standard pour toutes les positions, points de cheminement et frontières dans la navigation aérienne internationale. Les documents et annexes clés de l’OACI précisent la précision, le format et le datum géodésique (WGS 84) requis, garantissant interopérabilité et sécurité dans l’aviation mondiale.

Longitude et technologie moderne

• GNSS : Tous les systèmes de positionnement et de navigation—aéronautiques, maritimes, terrestres—reposent sur des données de longitude précises issues des constellations satellitaires.
• Outils géospatiaux : La longitude est la base de la cartographie numérique, des EFB (Electronic Flight Bag), de la gestion de l’espace aérien et des systèmes de sécurité.
• ADS-B : Les aéronefs diffusent leur longitude, latitude et altitude pour la surveillance en temps réel et l’évitement des collisions.

Cas d’usage et exemples

• Vols transocéaniques : Utilisent couramment la longitude pour définir les positions, estimer les heures d’arrivée et maintenir une séparation sûre.
• Planification de vol : Tous les itinéraires et points de cheminement sont spécifiés par la longitude et la latitude dans des formats conformes à l’OACI.
• Recherche et sauvetage : Les dernières coordonnées de longitude et latitude sont utilisées pour coordonner les opérations de sauvetage.
• Analyse géospatiale : Les données de longitude contribuent aux enquêtes de sécurité, à la planification aéroportuaire et à la refonte de l’espace aérien.

Longitude et réglementation internationale

• Cadre légal : L’utilisation de la longitude est standardisée dans les SARPs OACI, les traités et les réglementations nationales, assurant une navigation aérienne sûre et interopérable dans le monde entier.
• Opérations transfrontalières : La standardisation de la longitude assure la coordination fluide et réduit les risques en aviation internationale.

En bref

• Les lignes de longitude sont appelées méridiens et vont du nord au sud, de pôle à pôle.
• Il existe 360 degrés de longitude : 180° à l’est et 180° à l’ouest du méridien d’origine.
• La longitude, combinée à la latitude, définit chaque position sur Terre et constitue la base de toute navigation et cartographie.

La longitude n’est pas qu’un concept théorique mais la pierre angulaire de la navigation moderne, de l’aviation et de la connectivité mondiale.