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Concept
Géoïde
Résumé
Un géoïde est une surface équipotentielle de référence du champ de pesanteur terrestre.
Un géoïde est déterminé à terre par nivellement géométrique en utilisant aussi les mesures de gravimétrie ; les repères de nivellement des marégraphes sont, si possible, rapportés à un géoïde, en pratique la surface de référence du nivellement terrestre, « géoïde du nivellement terrestre ». En mer, le même géoïde peut être prolongé à l'aide de mesures gravimétriques. Un argument important pour l'utilisation d'un géoïde en tant que référence pour la marée est le fait que la référence verticale des modèles mathématiques utilisés pour simuler la dynamique des océans est une équipotentielle du champ de pesanteur. En tout point la verticale locale est perpendiculaire au géoïde. Une erreur très courante consiste à le confondre avec la surface moyenne océanographique (SMO). Ces deux surfaces doivent en effet être distinguées car la SMO est, par rapport au géoïde, affectée par des phénomènes, qualifiés ici de « météorologiques et océaniques ». Le géoïde de référence qui en résulte a la forme d'un ellipsoïde, légèrement déformé, aplati au niveau des pôles d'environ 0,335 %. C'est une représentation de la surface de la Terre plus précise que l'approximation sphérique ou ellipsoïdale.
Sur la Terre, tout point subit une accélération de la pesanteur . Cette accélération dérive d'un potentiel gravitationnel , tel que :
Les surfaces où le potentiel de pesanteur est constant sont des équipotentielles de pesanteur. Un géoïde est une surface équipotentielle de pesanteur proche du niveau moyen des mers. Cette surface peut être moyennée ou données en fonction du temps (les masses internes de la Terre et les océans bougent en permanence).
Comme l'orientation du champ de pesanteur varie à la surface de la Terre, un géoïde ne se superpose pas rigoureusement avec un ellipsoïde. La forme d'un géoïde est en effet « déformée », à cause de l'inégale répartition des masses à la surface et dans les profondeur du manteau terrestre et à l'intérieur.
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