Les activités de géodésie et métrologie de l’IGN
Nous vous proposons un éclairage sur le réseau RGF93 v2b et sur les activités de géodésie et de métrologie de l’IGN.
La géodésie en bref
La géodésie c’est la science qui s’intéresse à la forme et aux dimensions de la Terre, ainsi qu’à son champ de pesanteur.
Un de ses rôles historiques a été de contribuer à dessiner des cartes qui aient des dimensions géométriques correctes pour permettre de se situer, aménager un territoire, préparer un voyage... Aujourd’hui, lorsque l’on parle d’utiliser des systèmes de navigation type GPS pour se positionner dans un référentiel commun, à l’échelle de la Terre, on ne parle pas d’autre chose : encore et toujours savoir précisément où on est et comment se déplacer. De plus en plus, la géodésie permet aussi d’être en capacité de surveiller des phénomènes de plus en plus petits, sur des échelles de temps de plus en plus longues.
L’objectif principal de la géodésie est d’élaborer des systèmes de référence terrestres auxquels tout utilisateur et utilisatrice ou créateur et créatrice de données géoréférencées peut accéder par l’intermédiaire de réseaux. L’adoption et la réalisation de tels systèmes de référence constituent un outil de normalisation indispensable pour l’information géographique et pour le positionnement en général.
L'IGN assure diverses activités dans le domaine spécifique de la géodésie : formation, recherche, production de données, entretien des réseaux matérialisés et spatiaux, information au public...
En géodésie, tout est référence et tout est relatif
On se situe toujours « par rapport à quelque chose ».
Pour se positionner à la surface de la Terre, il convient d’établir une référence. Cela permet aussi de comparer des positions d’un moment à l’autre, de mesurer la position d’un objet à un instant donné, de revenir 2 ans, 3 ans, 5 ans plus tard pour remesurer cette position.
À l’échelle de la Terre ce « quelque chose » ne sera pas fixe puisque que tout bouge. Pour mémoire l’Europe dérive. On parle ici tectonique des plaques. En France métropolitaine, notre repère de référence est ancré à la plaque européenne, afin de dériver avec elle, ce qui évite à nos coordonnées de changer avec le temps, ou alors si peu...
Plus c’est précis, plus c’est relatif
Astronomie, géophysique, océanographie et sciences de la terre, sciences de l’atmosphère (les signaux émis par les satellites traversent l’atmosphère) : de nombreuses sciences sont mises à contribution dès qu’il s’agit de connaître la forme et la mesure de la Terre. Le cœur de métier de la géodésie relève des mathématiques appliquées.
Comme on a recours à beaucoup de données, apportées par des instruments, on a besoin de savoir comment ils se positionnent les uns par rapport aux autres, comprendre si les écarts enregistrés témoignent de mouvements réels ou de défauts des instruments ou de leur calibrage…
La géodésie, c’est aussi un cadre législatif
On comprend à quel point ce besoin de positionnement est un élément structurant fort de la vie publique. Il est d’ailleurs réglementé. C’est le décret n°2019-165 du 5 mars 2019 qui donne un cadre à ce référentiel pour la France. Il stipule notamment que le système de référence terrestre (géométrique) pour la France métropolitaine est le système de référence terrestre européen 1989 (aussi appelé ETRS89 ; ETRS* pour European Terrestrial Reference System). Pour les territoires français qui se situent sur d’autres plaques tectoniques (comme les Antilles, ou la Réunion) on s’appuie sur des réalisations du système de référence terrestre international cette fois (aussi appelé ITRS pour International Terrestrial Reference System). Le décret spécifie aussi les questions d’altimétrie ou encore l'ellipsoïde associé aux systèmes de référence terrestre.
L’arrêté qui porte application du décret précise l’ensemble des systèmes géodésiques officiels en France depuis le 1ᵉʳ janvier 2001 : RGF93 pour la France métropolitaine, RGAF09 pour les Antilles françaises, RGFG95 pour la Guyane etc.
(RGF pour Réseau Géodésique Français)
Le décret stipule que c’est à l'IGN (et au SHOM en zone maritime) qu’il appartient d’entretenir et publier en ligne l'information relative aux systèmes de référence, à leurs réalisations associées, ainsi que les éléments nécessaires à leur utilisation au travers des systèmes de référence de coordonnées les plus couramment utilisés sur le territoire national.
Le cadre législatif prévoit enfin que, lorsque des modifications impliquent un changement de coordonnées global supérieur à la précision de la réalisation du système de référence de l'arrêté en vigueur (donc à ce jour ETRS89), ces organismes proposent respectivement aux ministres chargés de l'environnement et de la défense une évolution de l'arrêté mentionné au V de l'article 1er.
L’équation d’un choix
Si on résume, la géodésie se doit de proposer une norme, qui s’appuie sur une série d’«exactitudes» en évolution constante, dans un cadre législatif qui prévoit que cette norme peut évoluer jusqu’à un certain point en restant dans ce cadre législatif et que si elle doit le dépasser, il faudra mettre à jour ce cadre législatif. Et puisque nous ne sommes pas seuls au monde, il convient aussi de regarder ce que font nos voisins pour nous situer par rapport à eux.
La publication d’un nouveau repère de référence international (ITRF) ou d’un nouveau repère européen (ETRF) est toujours l’occasion de vérifier la cohérence de notre système (le RGF93) par une série de calculs, qu’on appelle cumuls. Pour autant ces calculs ne donnent pas systématiquement lieu à une nouvelle publication du RGF.
La notion de référence / référentiel / repère doit s’entendre comme la base d’un langage si ce n’est commun, du moins qui reste compatible et « compréhensible » de tous et toutes. Ce qui prime sur l’exactitude scientifique.
À la parution de l’ITRF 2014, une nouvelle série de calculs a été réalisée en 2018-2019. L’occasion aussi de revérifier la cohérence de notre système avec le système européen, l’ETRF 2000 (qui reste en 2021 le repère préconisé par la convention INSPIRE au niveau européen). Et…
L’IGN a fait le choix de mettre à jour le RGF93 !
Les résultats obtenus en 2020 ont été comparés aux calculs de 2010 (date de la dernière maintenance du RGF93 et de la publication du RGF93 v2). Or, les écarts constatés ne sont pas négligeables : 3 mm sur les composantes Est et Nord et 8 mm en moyenne sur la composante verticale.
Le 4 janvier 2021 l’ensemble des coordonnées RGF93 des stations permanentes et des bornes géodésiques ont donc été mises à jour (RGF93 v2b), en prenant en compte bien sûr les changements de calibration d’antenne, les recalages de coordonnées dus à des variations saisonnières (sous l’influence d’une masse d’eau ou de dilatation thermique du support) ou aux mouvements propres des certaines stations (à cause d’effets locaux comme un glissement de terrain ou l’instabilité du bâtiment support). Les coordonnées à jour ont été diffusées à partir du 4 janvier 2021 auprès des utilisateurs sur les sites de diffusion des fiches signalétiques et du RGP.
À noter que des paramètres de passage ont aussi été publiés permettant de transformer les coordonnées RGF93 v2 en RGF93 v2b et vice-versa, afin de favoriser l’interopérabilité des systèmes.