La Terre est ronde. Les cartes sont plates. Cette incompatibilité résume tout le problème de la cartographie, et la projection cartographique en est la solution mathématique. Toute projection existante est un compromis assumé : choisir la déformation qui pénalise le moins votre cas d'usage et accepter le reste.
Ce guide explique ce qu'est une projection cartographique, présente les grandes familles, montre pourquoi toutes les cartes web utilisent Web Mercator, et indique quelle projection retenir lorsque la précision compte vraiment.
Pourquoi les projections existent
Le globe est la seule représentation honnête de la Terre. Dès que vous aplatissez la sphère sur une surface en 2D, il faut l'étirer, la déchirer ou la compresser à un endroit. Un résultat mathématique célèbre, le Theorema Egregium de Gauss, démontre qu'il est impossible d'aplatir une sphère sans déformer les distances. Les cartographes ne se demandent donc pas « quelle est la projection parfaite ? », mais « quelle déformation puis-je me permettre ? ».
Toute projection arbitre entre quatre propriétés :
- Forme (conformité) : les angles et les formes locales sont préservés
- Surface (équivalence) : les régions apparaissent à leurs tailles relatives réelles
- Distance (équidistance) : les distances depuis un ou deux points sont exactes
- Direction (azimutalité) : les directions depuis un point sont exactes
Aucune projection ne préserve les quatre. La plupart en conservent une et déforment les autres de manière contrôlée.
La projection de Mercator
Gerardus Mercator a publié sa projection en 1569. Il s'agit d'une projection cylindrique qui enveloppe la Terre dans un cylindre tangent à l'équateur, puis le déroule. Sa propriété clé est la conformité : en tout point de la carte, les angles sont préservés, ce qui signifie qu'un cap constant à la boussole (une loxodromie) est représenté par une ligne droite. C'est ce qui rendait Mercator parfaite pour la navigation maritime. Un capitaine pouvait tracer une ligne droite, lire un cap et le suivre.
Le coût est une déformation brutale des surfaces. Plus vous vous éloignez de l'équateur, plus la projection étire les éléments. Le Groenland paraît aussi grand que l'Afrique (alors que l'Afrique est 14 fois plus vaste). L'Antarctique apparaît comme une masse géante le long du bord inférieur. La Russie et le Canada semblent énormes face aux pays équatoriaux.
C'est pour cela que Mercator est critiquée dans l'éducation et le journalisme : elle fausse la représentation mentale de la taille réelle des pays. Plusieurs projections alternatives, comme Gall-Peters et Equal Earth, ont été conçues précisément pour corriger ce défaut sur les cartes du monde destinées au grand public.
Web Mercator et les raisons de sa victoire
En 2005, Google a lancé Google Maps avec une projection Mercator légèrement modifiée, désormais appelée Web Mercator (EPSG:3857). Web Mercator se distingue de Mercator classique sur un point pratique : elle traite la Terre comme une sphère parfaite plutôt que comme l'ellipsoïde plus précis (WGS84). Les calculs sont ainsi plus rapides et les serveurs de tuiles peuvent découper le monde en une pyramide propre de tuiles carrées.
Web Mercator domine le web pour une raison opérationnelle : toutes les cartes web peuvent partager la même grille de tuiles globale. Le niveau de zoom 0 correspond à une seule tuile couvrant le monde entier. Le niveau 1 en compte quatre. Le niveau n en compte 4^n. Le panoramique et le zoom se réduisent à charger un autre ensemble de petites tuiles image ou vectorielles. Toute l'expérience de la « slippy map » qui fait tourner Google Maps, Apple Maps, OpenStreetMap, MapAtlas et toutes les cartes web embarquées que vous avez utilisées repose sur cette hypothèse.
Les compromis de Web Mercator sont réels mais acceptables pour la plupart des cas d'usage produit :
- Même déformation des surfaces que Mercator (le Groenland paraît toujours immense)
- Coupe les pôles autour de 85,05 degrés de latitude (parce que les calculs tendent vers l'infini aux pôles)
- Légère imprécision par rapport à un véritable modèle ellipsoïdal
Pour une carte de navigation, une carte immobilière ou une carte de zone de livraison, rien de tout cela n'est gênant. Pour analyser les régions polaires, comparer les surfaces des pays via une carte choroplèthe ou tout cas où la surface compte, Web Mercator est le mauvais outil.
Les autres grandes familles de projections
Projections équivalentes
Les projections équivalentes (equal-area) préservent la taille relative des régions. Ce sont les formes qui sont déformées à la place. C'est le bon choix pour toute carte thématique où le lecteur compare des surfaces (densité de population, occupation des sols, résultats électoraux par pays).
Projections équivalentes courantes :
- Mollweide : carte du monde de forme ovale, adaptée aux visualisations thématiques globales
- Equal Earth : projection de 2018, conçue pour paraître naturelle tout en préservant les surfaces
- Albers Conic : standard pour les États-Unis contigus et les régions de moyenne latitude similaires
- Gall-Peters : célèbre pour son positionnement explicitement anti-Mercator dans les contextes éducatifs
Projections conformes
Les projections conformes préservent les angles et les formes locales. Mercator est la plus connue, mais beaucoup d'autres sont calibrées pour des régions spécifiques :
- Lambert Conformal Conic : standard pour les cartes aéronautiques et les systèmes de coordonnées State Plane américains
- Stereographic : préserve les cercles, utilisée pour les régions polaires et les cartes de petite zone
Projections équidistantes
Les projections équidistantes préservent les distances le long de lignes spécifiques. La projection Azimuthal Equidistant, lorsqu'elle est centrée sur un point, restitue avec précision toutes les distances et directions depuis ce point. C'est la projection utilisée sur le drapeau des Nations Unies (centrée sur le pôle Nord).
Projections de compromis
Les projections de compromis ne préservent aucune propriété de manière exacte, mais équilibrent les déformations pour offrir un rendu naturel. Elles sont prisées pour les cartes de référence générales.
- Robinson : datant de 1963, utilisée par National Geographic pendant des décennies
- Winkel Tripel : standard actuel de National Geographic
- Natural Earth : compromis moderne et épuré, conçu pour le rendu à l'écran
Choisir une projection
Commencez par la question.
- Carte web pour un produit ou pour la navigation : Web Mercator, sans débat
- Carte thématique mondiale (population, climat, élections) : Equal Earth ou Mollweide
- Carte thématique d'un seul pays : choisissez une projection optimisée pour la latitude et la forme de ce pays (Albers pour les États-Unis, Lambert pour l'Europe, etc.)
- Région polaire : Stereographic ou Azimuthal Equidistant
- Carte de navigation : Mercator ou Lambert Conformal Conic
- Carte de référence mondiale à usage général : Winkel Tripel ou Robinson
Un raccourci utile : si vous faites de l'analyse où la surface compte, utilisez une projection équivalente. Si vous intégrez une carte interactive sur une page web, utilisez Web Mercator et n'y pensez plus.
Systèmes de coordonnées et codes EPSG
Chaque projection est identifiée par un code EPSG. Les plus répandus dans la nature :
- EPSG:4326 : WGS84 lat/lng, le format par défaut pour le GPS et la plupart des échanges de données (ce n'est pas vraiment une projection, juste lat/lng sur l'ellipsoïde)
- EPSG:3857 : Web Mercator, utilisée par pratiquement toutes les cartes web
- EPSG:3035 : ETRS89 / LAEA Europe, projection équivalente pour les cartes thématiques européennes
- EPSG:5070 : NAD83 / Conus Albers, équivalente pour les États-Unis contigus
Lorsque des données arrivent sur votre bureau en EPSG:4326 (lat/lng) et que vous devez les afficher sur une carte web, le serveur de tuiles les reprojette en EPSG:3857 à la volée. Lorsque vous avez besoin de calculer des surfaces, reprojetez d'abord vers une projection équivalente locale.
Travailler avec les projections dans MapAtlas
La MapAtlas Maps API sert des tuiles vectorielles et raster en Web Mercator (EPSG:3857), comme tous les autres fournisseurs de cartes web. Lorsque vous chargez un style de base et ajoutez une couche GeoJSON en EPSG:4326, le moteur de rendu gère la reprojection à l'affichage. Pour le travail sur les coordonnées, l'outil de recherche de coordonnées renvoie des lat/lng WGS84 standard (EPSG:4326).
Pour une analyse nécessitant une projection équivalente (calculs de surface exacts, centroïdes précis, densité au kilomètre carré), effectuez la reprojection dans votre pipeline de données avant que celles-ci n'atteignent la carte. Des outils comme PostGIS, GDAL ou Turf.js gèrent la conversion entre codes EPSG.
Une projection cartographique est un outil de pensée, pas une caractéristique de la réalité. Choisissez celle qui correspond à votre question et acceptez ce qu'elle vous demande de céder en échange.
Questions fréquemment posées
Qu'est-ce qu'une projection cartographique ?
Une projection cartographique est une transformation mathématique qui prend des points situés à la surface de la Terre ronde (un ellipsoïde en 3D) et les place sur une surface plane en 2D, comme un écran ou une feuille de papier. Comme il est impossible d'aplatir une sphère sans l'étirer, la déchirer ou la compresser, chaque projection déforme quelque chose : la forme, la surface, la distance ou la direction. Tout l'art consiste à choisir le type de déformation que vous pouvez vous permettre.
Qu'est-ce que la projection de Mercator et pourquoi fait-elle débat ?
La projection de Mercator, conçue par Gerardus Mercator en 1569, conserve localement les angles et les formes, ce qui la rendait excellente pour la navigation maritime. Le compromis est une déformation importante des surfaces à mesure que l'on s'éloigne de l'équateur : le Groenland paraît aussi grand que l'Afrique, alors que l'Afrique est en réalité 14 fois plus vaste. C'est pour cette raison que Mercator est critiquée, en particulier dans le cadre éducatif, car elle fausse la perception des tailles relatives des pays.
Qu'est-ce que Web Mercator et pourquoi toutes les cartes web l'utilisent-elles ?
Web Mercator (EPSG:3857) est une variante de Mercator standardisée par Google en 2005 pour Google Maps. Elle traite la Terre comme une sphère parfaite plutôt que comme un ellipsoïde, ce qui accélère les calculs mais introduit de petites imprécisions. Web Mercator est devenue le standard de fait du web cartographique parce que les serveurs de tuiles peuvent réutiliser une seule pyramide globale de tuiles carrées, ce qui rend le panoramique et le zoom extrêmement rapides. Le coût est la même déformation des surfaces que Mercator classique.
