Hauteur ellipsoïdale vs altitude orthométrique
La hauteur ellipsoïdale se mesure depuis un modèle mathématique lisse de la Terre — un ellipsoïde ; l'altitude orthométrique se mesure depuis le géoïde, la surface que la pesanteur définit réellement — les deux peuvent différer de dizaines de mètres au même point. Les systèmes de coordonnées horizontaux monopolisent l'attention, mais l'erreur qui ruine discrètement le travail altimétrique est verticale : le récepteur vous donne un type de hauteur, la carte à côté en utilise un autre, et rien dans aucun des deux fichiers ne le signale. Ce guide explique pourquoi elles diffèrent et la seule habitude qui vous met à l'abri.
Deux surfaces de référence différentes
La hauteur ellipsoïdale se mesure depuis un modèle mathématique lisse de la Terre : un ellipsoïde. C'est une surface géométrique propre, sans rapport avec la pesanteur, ce qui est exactement ce qu'il faut au positionnement par satellite.
L'altitude orthométrique se mesure depuis le géoïde : la surface que la pesanteur définit réellement, en gros le niveau moyen des mers prolongé sous les continents. Elle est bosselée, car la masse terrestre n'est pas répartie uniformément.
Les deux sont des « hauteurs », les deux sont en mètres, et elles peuvent différer de dizaines de mètres au même point.
La séparation du géoïde
L'écart entre les deux surfaces s'appelle séparation du géoïde (souvent notée N). La relation est simple : altitude orthométrique ≈ hauteur ellipsoïdale − N.
N n'est ni petite ni constante. Elle varie d'environ −100 à +85 mètres à l'échelle du globe, et change à l'intérieur d'un même pays. C'est pourquoi un décalage unique ne règle le problème que sur un site de faible étendue.
Pourquoi cela compte en pratique
L'eau ne s'écoule pas le long de l'ellipsoïde. Drainage, nivellement, cotes d'inondation et tout ce que gouverne la pesanteur doivent être calculés sur des altitudes orthométriques, faute de quoi le projet est simplement faux.
Les volumes sont plus indulgents mais pas immunisés. Un volume est une différence entre deux surfaces, donc un décalage vertical constant s'annule — à condition que les deux surfaces portent le même type de hauteur. Mélangez une surface ellipsoïdale et une surface orthométrique et vous introduisez une erreur systématique sur tout le site.
Comment l'erreur survient
Un vol drone est traité avec un appui GNSS et ressort en ellipsoïdal. Il est comparé à un levé antérieur nivelé sur repères, donc orthométrique. Les deux sont correctement géoréférencés, les deux s'ouvrent sans avertissement, et l'écart entre eux est contaminé par la séparation du géoïde.
Le signe révélateur est une carte de différences uniformément biaisée : tout le site est « en haut » ou « en bas » d'un chiffre suspicieusement rond, les vrais changements se superposant à ce décalage.
L'habitude qui l'évite
Notez la référence verticale de chaque jeu de données dès sa réception, dans le nom de fichier ou une note de projet. Les fichiers d'altitude la portent rarement sous une forme lisible par un logiciel : les métadonnées doivent donc être humaines.
Faites toute conversion une seule fois, à la source, avec un modèle de géoïde adapté à votre région — puis gardez l'ensemble du projet dans cette référence unique.
STREAM calcule altitudes, pentes et volumes dans la référence verticale que vos données portent déjà ; il ne convertit PAS entre hauteurs ellipsoïdales et orthométriques. La règle en devient simple : importez des surfaces qui partagent déjà une même référence verticale, et toute valeur dérivée sera cohérente. STREAM vous avertit lorsque le système de coordonnées d'une couche ne correspond pas au projet, mais aucun logiciel ne peut détecter une référence verticale qui n'a jamais été consignée.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre la hauteur ellipsoïdale et l'altitude orthométrique ?
La hauteur ellipsoïdale se mesure par rapport à un modèle mathématique lisse en ellipsoïde de la Terre, comme utilisé en positionnement par satellite/GNSS, tandis que l'altitude orthométrique se mesure par rapport au géoïde, la surface définie par la pesanteur qui suit approximativement le niveau moyen des mers prolongé sous les continents ; les deux peuvent différer de dizaines de mètres au même endroit.
Qu'est-ce que la séparation du géoïde ?
La séparation du géoïde (souvent notée N) est l'écart entre la hauteur ellipsoïdale et l'altitude orthométrique en un lieu donné, lié par altitude orthométrique ≈ hauteur ellipsoïdale − N. Elle varie d'environ −100 à +85 mètres à l'échelle du globe et change à l'intérieur d'un même pays, donc un décalage constant unique ne peut être appliqué que sur des sites de faible étendue.
Pourquoi mélanger hauteurs ellipsoïdales et orthométriques pose-t-il problème dans les travaux de terrain et de SIG ?
Drainage, nivellement, cotes d'inondation et tout ce que gouverne la pesanteur doivent être calculés sur des altitudes orthométriques, faute de quoi le projet est simplement faux. Les volumes sont plus indulgents car un décalage constant s'annule entre deux surfaces du même type de hauteur, mais mélanger une surface ellipsoïdale et une surface orthométrique introduit une erreur systématique sur tout le site.
Comment la confusion entre hauteur ellipsoïdale et orthométrique survient-elle généralement en pratique ?
Un vol drone traité avec un appui GNSS ressort en ellipsoïdal, tandis qu'un levé antérieur nivelé sur repères est orthométrique. Les deux sont correctement géoréférencés et s'ouvrent sans avertissement, donc la séparation du géoïde s'infiltre silencieusement dans la comparaison, apparaissant comme une carte de différences uniformément biaisée.
Sources
Gardez un seul système de coordonnées par projet dans STREAM
Windows natif · entièrement hors ligne · bêta gratuite