Références verticales

Tous les éléments portés sur une carte marine sont positionnés sur un plan horizontal de référence comme le NAD27 (North American Datum de 1927) ou le NAD83 (North American Datum de 1983). En plus de s'inscrire dans un plan horizontal de référence, toutes les cartes doivent également être situées sur un axe vertical.

Pour que les profondeurs indiquées sur une carte soient utiles à la navigation, il faut qu'elles soient établies par rapport à un niveau de basses eaux appelé niveau de référence, ou zéro hydrographique. Généralement, le zéro des cartes (zéro hydrographique) est choisi de manière à ce que le niveau d'eau soit rarement inférieur et la profondeur rarement moindre que ce qui est indiqué sur la carte. Les trois critères suivants restreignent un peu plus ce choix :

  1. si bas que le niveau de l'eau ne tombera pratiquement jamais au-dessous,
  2. pas assez bas pour que les profondeurs indiquées sur la carte soient irréalistes, et
  3. il doit varier graduellement d'une région à une autre et d'une carte adjacente, de façon à éviter les discontinuités importantes.

Sur la plupart des cartes côtières canadiennes, la surface correspondant à la basse mer inférieure grande marée (BMIGM) a été adoptée comme zéro des cartes, mais l'expression " plus basse marée normale " a été conservée sur les cartes car elle recouvre une variété d'autres possibilités de zéro des cartes sur les cartes plus anciennes.

Le choix d'un zéro des cartes est généralement plus difficile pour les eaux intérieures que pour les eaux côtières car les eaux intérieures ne bénéficient pas de l'influence stabilisatrice que l'immense réservoir océanique exerce sur le niveau moyen de l'eau. Alors qu'un enregistrement du niveau de l'eau pendant un mois, sur un site côtier, fournit suffisamment de renseignements sur la marée pour que l'on puisse établir un zéro des cartes raisonnablement précis, il peut être nécessaire d'utiliser des données recueillies pendant de nombreuses années pour connaître les fluctuations saisonnières et séculaires du niveau moyen de l'eau et déterminer le zéro des cartes pour les lacs et les cours d'eau. Généralement, dans les eaux non soumises aux marées, le zéro des cartes (zéro hydrographique) est fixé de façon à être en dessous de la surface de l'eau environ 95 % du temps. Un autre critère utilisé; selon lequel le niveau moyen journalier de l'eau ne doit " jamais " être inférieur de plus de 0.2 m au zéro des cartes pendant la saison de navigation.

Dans un lac ou une rivière, le niveau d'eau change constamment sous l'effet des variations de l'apport et de la décharge ou des conditions météorologiques. Dans bien des bassins hydrographiques, et c'est le cas dans les Grands Lacs, les périodes sèches et humides semblent survenir dans des cycles qui s'étalent sur plusieurs années et donnent lieu à des périodes correspondantes de crue et d'étiage. Le zéro hydrographique doit être choisi en fonction des années d'étiage et peut sembler pessimiste les années où les eaux sont hautes. Pour la plupart des lacs, le zéro hydrographique se situe sur un plan horizontal pour l'ensemble du plan d'eau. Sur une rivière, il forme un plan incliné dont la pente correspond approximativement à celle de la surface des eaux en période d'étiage.

Dans les eaux non soumises aux marées, on assigne fréquemment au zéro hydrographique une altitude prise dans un système de référence verticale donné. Dans les Grands Lacs, l'altitude de référence du niveau des eaux et du zéro hydrographique est actuellement établie en fonction du Système de référence international des Grands Lacs de 1985 (Fig. 1. SRIGL 1985). Les systèmes de référence verticale antérieurs de cartographie des Grands Lacs sont, notamment, le SRIGL 1955, le USLS 1903 (levé hydrographique américain de 1903) et le USLS 1935.

Figure 1 : SRIGL 1985

Il faut établir un nouveau système de référence tous les 25 à 30 ans environ pour tenir compte des déplacements relatifs de la croûte terrestre dans la région des Grands Lacs. Le SRIGL 1985 a été introduit en janvier 1992 en remplacement du système précédent, le SRIGL 1955. Puisque le plan de référence du zéro hydrographique n'a pas changé, les profondeurs et les altitudes indiquées par les cartes sont les mêmes pour les deux systèmes. L'altitude de référence du zéro hydrographique est toutefois légèrement différente.

Les cartes marines sont également basées sur une ligne correspondant au niveau des plus hautes eaux, appelée laisse des hautes eaux pour les lacs et les rivières et laisse de haute mer pour les mers et les océans, qui sert à définir certaines caractéristiques verticales ainsi que la rive sur une carte. La laisse de hautes eaux est fixée à un niveau au-dessus duquel l'eau s'élève rarement. Dans ses cartes du lac Ontario et du lac Érié, par exemple, le SHC établit la laisse de hautes eaux à 1,3 mètre au-dessus du zéro hydrographique.

Tels qu'ils sont représentés sur une carte, les fonds se situent en dessous du zéro hydrographique, un récif à fleur d'eau au niveau de celui-ci, une élévation découvrante entre le zéro hydrographique et la laisse des hautes eaux et, enfin, une hauteur au-dessus de cette dernière.

Ce système est représenté sous forme graphique à la page 36 de la carte 1, Signes conventionnels et Abréviations (Fig. 2 et 3), qui explique les symboles et les termes figurant sur les cartes marines.

Figure 2 : Eaux à marée
Figure 2 : Eaux à marée
Figure 3 : Eaux sans marée
Figure 3 : Eaux sans marée

Dans les eaux où l'action des marées se fait sentir, les hauteurs libres et les altitudes sont données par rapport à la laisse de haute mer. Le relief des îles, les hauteurs libres et l'altitude des phares sont indiqués en fonction de la pleine mer supérieure, grande marée (Fig. 2). Dans les eaux non soumises aux marées, comme celles des Grands Lacs, le relief des îles, les hauteurs libres et l'altitude des phares sont indiqués en fonction du zéro hydrographique (Fig. 3). Il est donc nécessaire de connaître le niveau réel de l'eau par rapport au zéro hydrographique pour apporter une correction aux hauteurs et aux profondeurs indiquées sur les cartes. Sur une carte des eaux intérieures, par exemple, une hauteur libre fixée à 9 mètres ne sera que de 8 mètres si le niveau de l'eau se situe à 1 mètre au-dessus du zéro hydrographique.

Figure 4 : Niveau moyean mensuel de l'eau
Figure 4 : Niveau moyean mensuel de l'eau

Les stations marégraphiques (eaux à marée) et limnimétriques (eaux sans marée) sont référencées par rapport aux mêmes niveaux de référence que ceux utilisés pour les cartes. Pour montrer aux navigateurs quelle peut être l'amplitude des fluctuations du niveau d'eau, un hydrogramme (Fig. 4) indiquant le niveau moyen de l'eau et les extrêmes de chaque mois, en fonction des relevés passés, est inclus sur les cartes des eaux non soumises aux marées. Il est possible d'obtenir des informations récentes sur les niveaux d'eau dans les Grands Lacs par l'intermédiaire des bulletins sur les moyennes mensuelles, des moyennes hebdomadaires fournies dans le cadre des bulletins radiodiffusés à l'intention des navigateurs.