Méridien d'origine (Greenwich)

Le méridien de Greenwich est un méridien d'origine , une ligne de référence géographique qui passe par l' Observatoire royal de Greenwich , à Londres , en Angleterre. De 1884 à 1974, le méridien de Greenwich a été le méridien d'origine de référence international, utilisé dans le monde entier pour la mesure du temps et la navigation. La norme actuelle, le méridien de référence IERS , est basée sur le méridien de Greenwich, mais s'en distingue légèrement. Ce méridien d'origine (alors parmi d'autres ) a été établi pour la première fois par Sir George Airy en 1851. En 1883, l' Association géodésique internationale a officiellement recommandé aux gouvernements d'adopter le méridien de Greenwich comme méridien d'origine de référence international. En octobre de l'année suivante, à l'invitation du président des États-Unis , 41 délégués de 25 nations se sont réunis à Washington, D.C. , aux États-Unis, pour la Conférence internationale sur les méridiens . Cette conférence intergouvernementale a choisi le méridien passant par Greenwich comme méridien d'origine standard mondial. ​​Cependant, la France s'est abstenue lors du vote, et les cartes françaises ont continué à utiliser le méridien de Paris pendant plusieurs décennies.

Le plan du méridien de Greenwich contient le vecteur de gravité local au niveau de l' instrument du cercle de transit d'Airy ( laser vert pointant vers le nord dans le ciel nocturne londonien .

Les systèmes de navigation par satellite indiquent que le repère du méridien de Greenwich ne se situe pas exactement à la longitude zéro (0 degré, 0 minute et 0 seconde), mais à environ 5,3 secondes d'arc à l'ouest du méridien, ce qui signifie que ce dernier apparaît à 102 mètres à l'est. Par le passé, ce décalage a été attribué à l'établissement de méridiens de référence pour les systèmes de localisation spatiale tels que le WGS-84 (sur lequel repose le GPS) ou à l'apparition progressive d'erreurs dans le processus de chronométrage du Bureau international du temps . Cependant, cet écart correspond (à l'erreur de mesure près) à la déviation verticale entre les coordonnées géodésiques (définies à l'aide d'un ellipsoïde de référence et utilisées dans la plupart des applications astronomiques) et celles définies par des mesures astronomiques (basées sur la

Avant l'établissement d'un méridien d'origine international commun, la plupart des pays maritimes établissaient leur propre méridien d'origine , passant généralement par l'observatoire national ou un autre point de repère du pays concerné. En janvier 1851, l'Observatoire royal de Greenwich établit le méridien d'origine de la Grande-Bretagne.

Au XIXe siècle, les astronomes et les géodésiens s'intéressaient aux questions de longitude et de temps, car il leur incombait de les déterminer scientifiquement et ils les utilisaient constamment dans leurs études. L' Association géodésique internationale , qui avait couvert l'Europe d'un réseau de longitudes fondamentales, s'intéressa à la question d'un méridien d'origine internationalement reconnu lors de sa septième conférence générale à Rome en 1883. En effet, l'Association fournissait déjà aux administrations les bases des levés topographiques et aux ingénieurs les repères fondamentaux pour leurs nivellements. Il semblait naturel qu'elle contribue à la réalisation de progrès significatifs en navigation, en cartographie et en géographie, ainsi qu'au service des grandes institutions de communication, des chemins de fer et du télégraphe. D'un point de vue scientifique, pour être candidat au statut de méridien d'origine international, le promoteur devait satisfaire à trois critères importants. D'après le rapport de Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero , l'observatoire devait posséder un observatoire astronomique de premier ordre, être relié directement par des observations astronomiques à d'autres observatoires voisins et être intégré à un réseau de triangles d'observation de premier ordre dans le pays environnant. Quatre grands observatoires répondaient à ces exigences : Greenwich, Paris , Berlin et Washington. La conférence conclut que l'observatoire de Greenwich correspondait le mieux aux conditions géographiques, nautiques, astronomiques et cartographiques qui avaient guidé le choix d'un méridien d'origine international, et recommanda aux gouvernements de l'adopter comme étalon mondial. La conférence espérait en outre que, si le monde entier s'accordait sur l'unification des longitudes et des temps par le choix du méridien de Greenwich par l'Association, la Grande-Bretagne pourrait répondre favorablement à l'unification des poids et mesures en adhérant à la Convention du Mètre .

En 1884, la Conférence internationale du méridien (réunissant des représentants gouvernementaux) s'est tenue à Washington, D.C., afin d'établir un méridien unique internationalement reconnu. Le méridien choisi était celui qui passait par le cercle d'Airy à Greenwich et devint le méridien d'origine du monde pendant un siècle. En 1984, il fut remplacé dans ce rôle par le méridien de référence IERS qui, à cette latitude, se situe à environ 102 mètres à l'est du méridien de Greenwich.

Aux alentours de la conférence de 1884, des scientifiques effectuaient des mesures pour déterminer la déviation de la verticale à grande échelle. On pourrait s'attendre à ce que des fils à plomb placés en divers endroits, prolongés vers le bas, passent tous par un seul point, le centre de la Terre, mais ce n'est pas le cas, principalement parce que la Terre est un ellipsoïde et non une sphère. Les fils à plomb prolongés vers le bas ne coupent même pas tous l'axe de rotation de la Terre ; cet effet, beaucoup plus faible, est dû à la répartition inégale de la masse terrestre. Pour rendre les calculs possibles, les scientifiques ont défini des ellipsoïdes de révolution, imitant plus fidèlement la forme de la Terre, modifiés pour une zone particulière ; un ellipsoïde publié constituait une bonne base de référence pour les mesures. La différence entre la direction d'un fil à plomb (ou verticale) et une ligne perpendiculaire à la surface de l'ellipsoïde de révolution ( la normale à cet ellipsoïde ) en un observatoire donné, correspond à la déviation de la verticale.

Lors de la construction du cercle de transit d'Airy, un bassin à mercure a servi à aligner le télescope sur la perpendiculaire. Le cercle était ainsi aligné sur la verticale locale, légèrement déviée de la normale (ou perpendiculaire) à l'ellipsoïde de référence utilisé pour définir la latitude et la longitude géodésiques dans le Système international de référence terrestre (ITRF), quasi identique au système WGS84 utilisé par le GPS . Bien que la verticale locale d'Airy, définie par le centre de gravité apparent de la Terre, pointe toujours vers le méridien céleste moderne (l'intersection du plan du méridien de Greenwich avec la sphère céleste), elle ne passe pas par l'axe de rotation terrestre. De ce fait, le méridien zéro de l'ITRF, défini par un plan passant par l'axe de rotation terrestre, se situe à 102,478 mètres à l'est du méridien de Greenwich. Une analyse de Malys et al. (2015 ) montre que ce décalage entre le méridien de Greenwich et le méridien zéro s'explique par cette seule déviation de la verticale. D'autres sources possibles de décalage, proposées par le passé, sont inférieures à l'incertitude actuelle sur la déviation de la verticale, localement. La longitude astronomique du méridien de Greenwich a été déterminée à 0,19 sidérale ) avant le transit à travers le « méridien visé » , reposent sur une incompréhension. L'explication de Malys et al ., en revanche, est plus documentée et plus juste.