L'emploi de la sonde dans la cartographie

La représentation des profondeurs sur les cartes

Le zéro des cartes

Sur les cartes marines, les sondes sont les profondeurs indiquées sur les cartes, qui sont mesurées à partir d'un niveau de référence dit zéro des cartes.
Depuis les débuts de l'utilisation des sondes pour l'établissement des cartes marines le zéro des cartes est choisi par chaque pays en fonction de critères très différents.
Aujourd'hui l'Organisation Hydrographique Internationale recommande que le niveau 0 soit "choisi assez bas pour que la mer ne descende que rarement au-dessous de lui". En France, en dehors de quelques exceptions, "le zéro des sondes est voisin du niveau des plus basses mers".

Les lignes de niveau.

Les lignes de niveau ou isobathes sont les lignes joignant des points de même profondeur.
On doit éviter d'utiliser l'expression lignes de sonde, que l'on retrouve pourtant dans certains manuels de navigation.
L'expression ligne de sonde ne doit être retenue que pour désigner le tracé de la route suivie par le navire qui a effectué les sondages (Il est vrai, pour compliquer encore les choses que l'expression ligne de sonde est également employée pour désigner le filin marqué de repères qui soutient le plomb de sonde).

Les grandes expéditions de découverte

Grâce aux relevés portés à la connaissance des cartographes par les journaux de bord et les relations de voyage, les cartes donnent aux navigateurs des informations pratiques sur les particularités des rivages et des accès aux ports ou aux abris.

L'étude systématique des abords des terres explorées par des personnels qualifiés permet d'établir une cartographie marine qui met en évidence les éléments indispensables à la navigation que sont la profondeur de l'eau, l'aspect des rivages et la composition des fonds.

La reconnaissance et la description des rivages s'appuient sur l'emploi de la sonde. Dans les grands voyages de découverte l'utilisation systématique de l'instrument permet de déterminer la profondeur et la nature des fonds aux abords des côtes nouvellement atteintes.

Le récit d'une reconnaissance faite pendant le voyage de La Pérouse le 18 octobre 1785, à l'île de La Trinité* (ilha da Trindade), permet d'apprécier les méthodes employées par les officiers ou les ingénieurs embarqués pour établir les cartes des côtes et des approches de territoires mal connus.

…Le lieutenant Boutin, accompagné du géologue Lamanon¹ et de l'ingénieur Monneron² fut aussi détaché dans un canot ; mais il avait l'ordre de ne pas descendre si la biscayenne** de l'« Astrolabe » était arrivée avant lui. En conséquence, il ne s'approcha que jusqu'à une portée de fusil du rivage. Il sonda la rade, et la sonde lui rapporta un fond de roc, mêlé d'un peu de sable. L'ingénieur Monneron dessina le fort tout aussi bien que s'il avait été sur la plage, et Lamanon constata que les rochers n'étaient que du basalte ou des matières fondues, restes de quelques volcans éteints. L'île n'offre aux yeux qu'un roc presque stérile ; on ne voit de la verdure et quelques rares arbustes que dans les gorges étroites des montagnes...

F. Valentin, Voyages et aventures de La Pérouse (1856)

* L'île de La Trinité, tenue à cette époque par les Portugais, appartient à un petit archipel de l'océan atlantique sud, à 715 km du continent sud-américain (20° 31' S – 29° 19' W).

** Une biscaïenne est une chaloupe de bord à deux mâts.

Carte marquée de points de sondes
(1762)

L'utilisation des sondes à main pour la connaissance des grandes profondeurs (bathymétrie)

Des grandes découvertes jusqu'au milieu du XIX^e siècle le matériel ne permet pas de mesurer les grandes profondeurs. Ainsi, pendant son tour du monde Magellan tente en vain de mesurer la profondeur du Pacifique car ses lignes plombées ne dépassent pas 800 mètres.

Les mesures des grandes profondeurs à la sonde se heurtent aux difficultés méthodologiques pour sentir le contact du plomb avec le fond ou pour maintenir la verticalité du filin en déterminant précisément l'influence des frottements de l'eau.

Aussi les mesures effectuées par James Clark Ross³ dont la sonde atteint 4 000 m au large du cap de Bonne-Espérance (1840) ou celles d'Henry Mangles Denham⁴, qui pense avoir sondé jusqu'à 14 000 m dans l'Atlantique Sud (1852), ne doivent être prises que comme des résultats d'expériences.

Les difficultés méthodologiques sont petit à petit levées dans la seconde moitié du XIX^e siècle par une série d'améliorations de la sonde des grandes profondeurs (sonde bathymétrique).

En 1854 John Mercer Brooke⁵ invente le sondage à plomb perdu et en 1868 Charles Wyville Thomson⁶ remplace la corde par un fil en acier qui réduit les frottements dans l'eau. Des prélèvements peuvent dès lors atteindre jusqu'à 3 500 m de profondeur.

Au XX^e siècle le sondeur électro-acoustique fait progresser l'étude des grandes profondeurs.

En utilisant l'effet piézo-électrique démontré par les frères Curie⁷ Paul Langevin⁸ met au point durant la première guerre mondiale le SONAR (SOund Navigation And Ranging, système de navigation et de télémétrie par écho sonore).

L’utilisation de la piézo-électricité posait le problème d’utilisation de tensions électriques élevées en milieu humide. Elle a été rapidement remplacée par la magnétostriction durant la première moitié du vingtième siècle puis par l’électrostriction durant le dernier quart du vingtième siècle.

Surtout connu pour ses applications pour la biologie marine et la pêche ou pour la guerre sous-marine le SONAR permet de réaliser des mesures en continu avec le navire en route. Il contribue à améliorer grandement la navigation maritime, la connaissance des grands fonds et l'établissement d'une cartographie précise.

Les sondeurs à ultra-sons sont aujourd'hui d’un usage quasi universel, même sur de petites embarcations de plaisance.

1. Jean Honoré Robert de Paul de Lamanon, dit Robert de Lamanon, botaniste, physicien et météorologue, membre de l'expédition La Pérouse, décédé à Tutuila. (1752 – 1787)

2. Paul Mérault de Monneron, officier du génie, ingénieur en chef de l'expédition La Pérouse, décédé à Vanikoro. (1748 – 1788)

3. James Clark Ross, explorateur polaire et naturaliste britannique. (1800 – 1862)

4. Henry Mangles Denham, commandant en chef de l'escadre du Pacifique de la Royal Navy. (1864 - 1866). Spécialisé dans les travaux hydrographiques il effectua entre 1852 et 1861 d'importants travaux d'enquête et de cartographie autour de l'Australie et dans le Pacifique sud-ouest. (1800 – 1887)

5. John Mercer Brooke marin, ingénieur et scientifique américain. Il contribue à la création du câble transatlantique. (1826 – 1906)

6. Charles Wyville Thomson, naturaliste écossais, spécialiste de la vie dans les grandes profondeurs. (1830 – 1882)

7. Pierre et Jacques Curie, physiciens français (Pierre 1859 – 1906 ; Jacques 1855 – 1941).

8. Paul Langevin, physicien français (1872 – 1946)