Transverse Universelle de Mercator - Définition

La Transverse universelle de Mercator (en anglais Universal Transverse Mercator ou UTM) est un type de projection conforme de la surface de la Terre. L’Allemagne l’utilise sous le nom de Projection de Gauss-Krüger. Cette projection est une projection cylindrique où l’axe du cylindre croise perpendiculairement l’axe des pôles de l’ellipsoïde terrestre au centre de l’ellipsoïde.

Schéma de la projection UTM

L'UTM est également un système de référence géospatiale permettant d'identifier n'importe quel point sur notre planète.

En pratique, pour couvrir la surface de la Terre, on la découpe en 60 fuseaux de 6 degrés en séparant l’hémisphère Nord et l’hémisphère Sud. Soit au total 120 zones (60 pour le Nord et 60 pour le Sud). On développe alors le cylindre tangent à l’ellipsoïde le long d’un méridien pour obtenir une représentation plane.

Les zones polaires (au delà de 84,5 degrés de latitude Nord et en deçà de 80,5 degrés de latitude Sud) ne sont théoriquement pas couvertes par ce système de projection, bien que le cylindre utilisé soit tangent aux deux pôles.

Ce n’est cependant pas un réel obstacle, si on admet d’étendre le découpage rectangulaire de la projection, de façon à couvrir plus de 6° de longitudes au delà de l’équateur, et c’est ce qui est généralement utilisé sur les cartes, où l’extension de longitude permet de conserver une bonne précision à peu près similaire à celles le long de l’équateur.

Une variante plus exacte de cette projection est de ne pas utiliser un cylindre parfait, mais un cylindroïde applati aux pôles et tangeant tout le long des deux méridiens opposés au géoïde (ellipsoïdal) de référence.

L’intérêt de cette variante est de conserver les distances tout le long du méridien de référence. Dans ce cas aussi, la précision des distances autour des pôles ne dépend plus du méridien de référence choisi pour la projection, il devient alors possible de construire une carte rectangulaire continue couvrant la totalité des deux fuseaux opposés le long d’une fine bande (large de 6° exactement à l’équateur).

Le territoire français est situé sur 3 fuseaux :

1. UTM Nord, fuseau 30 : entre 6 degrés ouest et 0 degré Greenwich ;
2. UTM Nord, fuseau 31 : entre 0 degré et 6 degrés est Greenwich ;
3. UTM Nord, fuseau 32 : entre 6 degrés est et 12 degrés est Greenwich.

La projection UTM de l’Allemagne. Les petits carrés avec les code à deux lettres ne font pas partie de l'UTM proprement dit mais d'un système utilisé par l'OTAN appellé MGRS

Une projection ne doit pas être confondue avec un système géodésique (par exemple WGS72, WGS84, NTF) permettant de localiser un point à la surface de la Terre. N'importe quelle projection peut être associée à n'importe quel système géodésique ; toutefois, pour éviter les ambiguïtés, on associe généralement un système géodésique à une projection ; un bon exemple est en Europe le système géodésique ED50, généralement associé à la projection UTM. Néanmoins, pour être rigoureux, il faut toujours lorsqu'on donne des coordonnées en projection indiquer à la fois le système géodésique utilisé, et la projection (par exemple : "X = ..., Y = ... en UTM dans le système géodésique ED 50").

La projection UTM est associée à un point de référence virtuel situé :

• Pour l’hémisphère Nord : sur l’équateur à 500 km à l’Ouest du méridien central de la zone considérée ;
• Pour l’hémisphère Sud : sur le parallèle situé à 10 000 km au Sud de l’équateur et 500 km à l’Ouest du méridien central de la zone considérée.

Ce décalage de point de référence permet d’avoir des coordonnées positives pour l’intégralité des points de la zone.

Coordonnées : géographiques ou projection ?

L’utilisation des coordonnées en projection (ex : X et Y UTM) plutôt que des coordonnées géographiques (Latitude /Longitude) est en général jugée avantageuse pour les raisons suivantes :

• Les coordonnées sont basées sur un système décimal, plus facile à utiliser pour les calculs que le système sexagésimal. Cependant avec des longitudes et latitudes on peut toujours travailler en degrés "décimaux" sans avoir à utiliser des minutes et des secondes d’angles ;
• Le système est "rectangulaire" et est mesuré en kilomètres. On peut donc directement calculer des distances approximatives à partir des coordonnées UTM. Un point de la zone UTM 13 qui a pour coordonnées (315,1 km, 3 925,1 km) est exactement à 1 kilomètre du point de la zone 13 (315,1 km, 3 924,1 km). Cependant cette correspondance n’est qu’approchée si les points ne sont pas sur le même méridien, et elle n’est plus du tout valable lorsque l’on change de zone.

Les systèmes GPS fournissent en général une position dans le système géodésique WGS84. Certaines cartes de randonnées utilisent la projection UTM et se réfèrent au système géodésique WGS84. D’autres cartes utilisent une projection nationale ou locale et sont parfois également graduées en surcharge selon le système géodésique WGS84 (par exemple en France, les cartes de randonnée de l'IGN utilisent une projection Lambert, et sur les marges extérieures des cartes les coordonnées UTM sont indiquées en noir).