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La mesure de l'altitude et de la dénivelée



L'altitude est l'élévation verticale, hauteur (d'un point) par rapport au niveau moyen de la mer. (Larousse)

Le dénivelé ou la dénivelée est la différence d'altitude entre deux points (Larousse). On l'assimilera souvent au cumul des dénivelées enregistrées au cours d'un parcours.

Les appareils GPS peuvent utiliser trois manières différentes pour mesurer une altitude et calculer la dénivelée lors de vos déplacements :

l'altitude GPS

Cette altitude est calculée à partir des données fournies par les satellites. On pourrait penser que le résultat obtenu est donc aussi précis que la position GPS. C'est vrai en ce qui concerne l'altitude mais cette méthode est sans doute la plus imprécise en ce qui concerne la dénivelée. Cette imprécision est due à la méthode de calcul mais surtout à l'erreur faite sur le positionnement. En caricaturant, si vous roulez sur une route au bord d'un précipice et que le positionnement horizontal est fait à 10m près, il est fort probable que le point calculé se trouve au fond du précipice et pas sur la route ! d'où une erreur possible de plusieurs dizaines de mètres.

Une autre source d'erreur est la fréquence à laquelle les mesures sont prises. Imaginons que votre GPS calcule un point toutes les 60 secondes. Vous aurez parcouru environ 300m à 20km/h. S'il y a un trou ou une bosse dans ces 300m, le GPS ne les verra pas ! Même dans un relief pas très prononcé, l'erreur cumulée peut rapidement être importante. Cela explique aussi en partie que sur un même parcours, tous les GPS n'enregistrent pas tous la même dénivelée puisqu'ils ne mémorisent pas tous les mêmes points.

La précision de la mesure de l'altitude par GPS est de l'ordre de 10m (si l'on reste immobile quelques instants). On voit donc que le GPS donnera une altitude correcte en toutes circonstances (à 10m près environ) mais nous donnera une indication de la dénivelée souvent très mauvaise.


l'altitude sur carte

Pour utiliser cette méthode, il faut avoir, au préalable, chargé la carte des altitudes de la zone dans laquelle on se déplace. Il s'agit d'un fichier (.VHR) qui recense sur toute la zone des "carrés" de 90m de coté. L'appareil saura se situer sur l'un des carrés et pourra donc indiquer l'altitude du centre du carré (l'altitude est la même pour tout le carré). Cette méthode, disponible par exemple dans l'appli ViewRanger, permet de disposer d'une approximation de l'altitude sans avoir recours à aucun réseau. Cette méthode offre une meilleure précision que le GPS. Malgré tout, si la méthode est très fiable en plaine, elle ne l'est plus du tout en montagne.


l'altitude barométrique

C'est la méthode la plus fiable de détermination de l'altitude car elle est totalement dissociée du positionnement. Le principe est assez simple : on connait la pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer (1013Hpa) et l'on va mesurer la pression atmosphérique effective qui existe à l'endroit où l'on se situe. Un calcul permet d'en déduire l'altitude à laquelle on se trouve puisque l'on sait comment varie la pression atmosphérique en fonction de l'altitude. Le résultat sera très précis tant que les conditions météorologiques ne varient pas. En effet, on sait qu'il existe des anticyclones ou des dépressions qui font varier fortement la valeur des pressions atmosphériques. La température fait également varier la pression, c'est la raison pour laquelle tout système de mesure barométrique dispose d'un thermomètre pour effectuer les corrections.

Il est donc nécessaire de calibrer le système au départ de chaque sortie. Sur certains appareils, on a mis en mémoire une altitude de référence de départ. On mesure la pression au démarrage de l'appareil et celui-ci l'associe avec la valeur de l'altitude préenregistrée. C'est très pratique lorsque l'on part toujours du même endroit. On peut également disposer d'un réglage manuel que l'on utilisera lorsqu'on passera à proximité d'une borne géodésique sur laquelle l'altitude est gravée. Cette dernière façon de faire permet de se "recaler" si on n'a pas pu calibrer son appareil au démarrage. Lorsque les variations de pressions sont trop importantes au cours de la sortie (en cas de dépression brutale par exemple), l'indication d'altitude pourra être fausse. Par contre la dénivelée qui se calcule toutes les n secondes ne sera pas fausse car la variation de pression sur des temps très courts n'est pas significative.

On peut donc dire qu'avec cette méthode on peut avoir des erreurs sur la détermination de l'altitude (pour des sorties longues). Par contre, le calcul de la dénivelée sera très fiable car la fréquence de calcul est en général très élevée.