Questions et réponses sur les nouvelles coordonnées

Qu’est-ce qu’un cadre de référence ou qu’appelle-t-on coordonnées? Pour vous, nous avons rassemblé les questions les plus souvent posées sur le changement de cadre de référence et sur les nouvelles coordonnées.

Le système de coordonnées de la Suisse a été établi en 1903, d’où le nom de CH1903 qui lui a été attribué. Dans les années 1990 et grâce aux systèmes de positionnement par satellites et plus particulièrement au système américain GPS (Global Positioning System), la mensuration nationale de la Suisse a pu être améliorée. Dans la mensuration nationale de 1995 (LV95) l’Office fédéral de topographie a déterminé les coordonnées des points fixes avec une précision centimétrique. Avec celles-ci, ce sont aujourd’hui des mensurations de précision centimétrique qui peuvent être réalisées dans la Suisse entière. Des écarts de l’ordre du mètre peuvent exister entre les coordonnées nouvellement déterminées et les anciennes valeurs. Afin d’écarter tout risque de confusion, de nouvelles désignations ont été introduites pour les coordonnées dans la nouvelle mensuration nationale. Le nouveau système de coordonnées s’appelle CH1903+. Le remplacement s’effectue canton par canton et doit être achevé en 2016.

MN signifie «mensuration nationale», tandis que 03 et 95 indiquent l’année durant laquelle la mensuration nationale a débuté ou s’est conclue. Le cadre de référence actuel MN03 (datant de 1903) se fonde sur des mesures effectuées il y a plus d’un siècle. La nouvelle mensuration nationale a été réalisée dans les années 1990 et a été achevée en 1995. Elle forme la base du nouveau cadre de référence MN95 (mensuration nationale 1995).

Des milliers de points fixes de mensuration sont répartis à travers la Suisse, leur position et leur altitude étant connues et définies sous la forme de coordonnées. Ces points concrétisent le système de coordonnées sur le terrain et forment le «cadre de référence» pour toutes les mensurations effectuées en Suisse. Toutes les données à référence spatiale, aussi bien celles de la mensuration officielle, de l’aménagement du territoire ou du domaine de la construction que celles des systèmes d’information géographique, sont ajustées dans ce cadre. Le cadre de référence de la nouvelle mensuration nationale MN95 est défini par 31 stations réceptrices des signaux des satellites, en fonctionnement permanent, et par 200 points fixes dont les coordonnées ont été déterminées avec une précision centimétrique par des mesures GPS. En collaboration avec les cantons, l’Office fédéral de topographie swisstopo a mis au point des méthodes de calcul permettant de convertir toutes les coordonnées du cadre de référence MN03 vers le nouveau cadre MN95.

Les coordonnées permettent de décrire la position de points et d’objets sur le terrain, sur des cartes ou sur des plans. Des coordonnées sans équivoque nous permettent d’indiquer à d’autres personnes où nous nous trouvons et où un objectif donné est localisé. Elles sont également utilisées, en arrière-plan, dans les équipements de navigation dont les automobiles sont pourvues. Les valeurs des coordonnées précisent l’écart (mesuré en mètres sur le terrain) séparant un point donné de chacun des deux axes de coordonnées. Ils sont orientés, à partir d’un point fondamental, du sud vers le nord pour l’un et de l’ouest vers l’est pour l’autre.

L’origine de la projection cartographique – origine des coordonnées ou «point fondamental» – est le point d’intersection de ses deux axes de coordonnées. En Suisse, ce point fondamental se trouve à l’ancien observatoire astronomique de Berne. A partir de lui, les coordonnées, exprimées en mètres, sont comptées positivement vers l’est (axe y) et le nord (axe x).

Projection cartographique  (projection cylindre conforme à axe oblique)
Projection cartographique (projection cylindre conforme à axe oblique)

La projection cartographique sert à reproduire la surface courbe et tridimensionnelle de la Terre sur une surface plane et bidimensionnelle, la carte. Cette reproduction s’effectue selon des règles géométriques et s’appuie sur des formules mathématiques. L’origine de la projection cartographique est l’origine des coordonnées, le point fondamental en lequel les axes de coordonnées principaux se croisent. Un réseau de lignes perpendiculaires entre elles (le quadrillage) figure sur les cartes nationales. Ces lignes facilitent la détermination des coordonnées sur les cartes.

Système de coordonnées nationales CH1903 de la mensuration nationale MN03, en vigueur jusqu'à présent
Système de coordonnées nationales CH1903 de la mensuration nationale MN03, en vigueur jusqu’à présent

Les valeurs des coordonnées ont été artificiellement relevées. Jusqu’à présent, le point fondamental avait pour coordonnées (dans MN03) les valeurs suivantes (à six chiffres): y = 600'000 m (Est) et x = 200'000 m (Nord). Avec l’introduction des nouvelles coordonnées (MN95), ces valeurs compteront désormais sept chiffres et seront désignées par les lettres E et N: E = 2'600'000 m (Est) et N = 1'200'000 m (Nord). Trois raisons motivent ce choix: la première consiste à éviter, comme pour la définition précédente, l’apparition de coordonnées négatives au sud et à l’ouest de Berne. La deuxième vise à rendre impossible, comme auparavant, toute confusion entre les coordonnées Est et Nord, du fait de leurs domaines de valeurs respectifs. Quant à la troisième, elle introduit une différence suffisamment marquée (2 et 1 million de mètres) entre les anciennes coordonnées MN03 et les nouvelles coordonnées MN95 pour les distinguer clairement les unes des autres. .

 

Le cadre de référence MN03, créé au début du siècle précédent, ne correspond plus aux possibilités techniques et aux précisions des méthodes de mesure employées de nos jours. Considérées à l’échelle de la Suisse entière, les contradictions sont de l’ordre du mètre. Les méthodes modernes de positionnement par satellite permettent de déterminer aujourd’hui des coordonnées avec une précision centimétrique. Les mesures GPS nous fournissent des coordonnées précises, utilisables dans le monde entier. Jusqu’à présent, il fallait toutefois les ajuster dans le cadre de référence «moins précis» MN03, autrement dit, les dégrader artificiellement pour pouvoir les combiner aux bases de mensuration existantes. Ces travaux sont une charge supplémentaire et des erreurs peuvent par ailleurs en résulter.

Différence entre les coordonnées exprimées dans les cadres de référence MN03 et MN95
Différence entre les coordonnées exprimées dans les cadres de référence MN03 et MN95

Les différences entre le cadre de référence actuel MN03 et le nouveau cadre MN95 sont très variables. A Berne, l’écart est nul; en Engadine, au Tessin et à Genève, il atteint un mètre cinquante. Considérées à l’échelle de la Suisse, les différences se montent à trois mètres au plus.

Il y a 100 ans, les distances étaient mesurées avec une précision bien inférieure à ce qu’elle est aujourd’hui et l’échelle était, pour partie, légèrement altérée. Le point fondamental des deux systèmes de coordonnées (l’ancien et le nouveau) se trouvant à Berne, l’écart augmente logiquement à mesure que l’on s’éloigne de l’origine.

Non, ces différences n’ont rien à voir avec des mouvements tectoniques. Elles résultent simplement d’un gain de précision au niveau des méthodes de mesure. La précision de la mensuration nationale s’est accrue d’un facteur 100 au cours du siècle écoulé, passant du mètre au centimètre sur tout le pays. A titre de comparaison, les mouvements de la croûte terrestre en Suisse sont de l’ordre de 1 mm par an, rapportés à un point de référence librement choisi.

 

La différence la plus évidente réside dans la nouvelle désignation des coordonnées. De nouvelles coordonnées sont attribuées à l’origine de la projection cartographique (point fondamental à Berne):

  • Auparavant: CH1903     y = 600'000 m (Est);       x = 200'000 m (Nord) 
  • Désormais:   CH1903+   E = 2'600'000 m (Est);   N = 1'200'000 m (Nord) 


     Les coordonnées de CH1903 (MN03) comportaient encore six chiffres, les nouvelles coordonnées MN95 (CH1903+) en comptent désormais sept (sans les décimales). La désignation des axes de coordonnées a en outre été clarifiée: E pour Est (East/Ost), N pour Nord (North). Les désignations y et x ont fréquemment fait débat, surtout parce qu’elles inversaient les désignations couramment utilisées en géométrie.

Nouveau système de coordonnées nationales CH1903+ de la mensuration nationale MN95
Nouveau système de coordonnées nationales CH1903+ de la mensuration nationale MN95

Il a été décidé de modifier les valeurs de référence du point fondamental à Berne de 2 resp. 1 million de mètres pour éviter tout risque de confusion entre les coordonnées de la nouvelle mensuration (MN95) et celles de l’ancienne mensuration (MN03). Ainsi, le lien entre les anciennes et les nouvelles coordonnées reste facile à établir.

Il est important, pour tout pays disposant d’une infrastructure moderne, de pouvoir mesurer des coordonnées précises puis de pouvoir les ajuster dans un cadre de référence adapté. On peut aisément imaginer ce qu’il advient lorsque la position d’ouvrages tels que des ponts ou des tunnels est calculée sur la base de données peu précises. Le nouveau cadre de référence revêt également de l’importance lorsqu’il s’agit de combiner nos données à celles de systèmes de positionnement globaux (GPS) ou à celles des États limitrophes. Dans le cas de projets transfrontaliers tels que le réseau routier et ferroviaire européen, de portails de données affranchis des frontières nationales comme celui du lac de Constance ou de grands projets tels qu’AlpTransit, le nouveau cadre de référence est la condition sine qua non de travaux précis et efficaces.

Avec le nouveau cadre de référence MN95, des méthodes de mesure modernes, telles que celles utilisées aujourd’hui, peuvent être mises en œuvre efficacement et simplement, pour partie même par des gens qui ne sont pas du métier. Divers calculs sont simplifiés ou deviennent même superflus; les sources d’erreur sont réduites et le réseau primordial est exempt de toute contradiction. À long terme, le nombre des points fixes devant faire l’objet d’un entretien régulier pourra aussi être restreint, si bien que les coûts d’entretien diminueront. L’intégration, dans des systèmes d’information géographique (SIG) et des banques de données, de données géoréférencées issues de sources différentes s’en trouvera également simplifiée. La mise en relation de nos données avec celles exprimées dans des systèmes de référence globaux ou dans ceux des États limitrophes, qui procèdent eux aussi à de telles adaptations, y gagnera aussi en simplicité.

Des économies pourront être réalisées à terme, puisque les frais de mensuration et de mise à jour seront réduits. Il y a deux raisons à cela: des mesures et des calculs simplifiés d’une part, une limitation des sources d’erreur d’autre part. Il est très difficile, toutefois, de chiffrer concrètement le bénéfice financier et économique qui pourra être retiré du nouveau cadre de référence. Du reste, il ne donnera sa pleine mesure qu’au terme de l’intégration effective de toutes les géodonnées sur l’ensemble du territoire suisse.

Le changement de système de coordonnées et de cadre de référence (passage de CH1903/MN03 à CH1903+/MN95) est prescrit par l’ordonnance sur la géoinformation (RS 510.620), laquelle se fonde sur la loi fédérale du 5 octobre 2007 sur la géoinformation (loi sur la géoinformation, RS 510.62).

Le moment clé du passage aux nouvelles coordonnées est leur introduction dans la mensuration officielle (MO). La MO repose sur une organisation avant tout cantonale, même si elle s’appuie sur des prescriptions fédérales homogènes.

 

Les modifications revêtent de l’importance pour les professionnels de la mensuration et des travaux publics, mais aussi pour tout utilisateur aux exigences de précision submétriques (précision des géodonnées inférieure au mètre). En revanche, elles restent sans influence sur le contenu des cartes, exception faite de la désignation des coordonnées.

 

La nouvelle mensuration et la conversion d’anciennes coordonnées dans le cadre de référence MN95 plus précis exercent aussi une influence sur les coordonnées des points limites. Toutefois, les coordonnées des points limites d’une parcelle sont pratiquement toutes modifiées de la même manière, si bien que les parcelles en tant que telles se retrouvent tout simplement «décalées» – pas en réalité, bien sûr, mais du point de vue de leurs coordonnées ou sur le papier.

Non. Les adaptations éventuelles des inscriptions au registre foncier sont entreprises par les autorités qui en supportent seules la charge financière. Les propriétaires fonciers n’ont à s’occuper de rien et n’ont rien à payer.

Si le nouveau cadre de référence n’était pas introduit, les mensurations très précises réalisées avec des instruments modernes tels que les récepteurs GPS (Global Positioning System) ou les distancemètres électroniques devraient toujours être corrigées afin d’être ajustées à l’ancien cadre de référence MN03 déformé. L’incompatibilité avec les anciennes données suisses touche surtout les géodonnées issues de mesures par satellite et de campagnes de mesures internationales. Une solution de fortune consisterait à équiper les instruments modernes d’un logiciel convertissant en permanence les données mesurées en anciennes coordonnées suisses. Sur le long terme, les solutions de substitution seraient toutefois plus coûteuses (en temps et en argent) et seraient plus facilement sujettes aux erreurs.


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