Pourquoi l'altitude GPS ne correspond pas à la carte

Le GPS mesure une hauteur au-dessus d'un ellipsoïde mathématique lisse ; les cartes donnent l'altitude au-dessus du niveau moyen de la mer (le géoïde) — et les deux surfaces de référence s'écartent de −100 à +85 mètres selon l'endroit. Ajoutez l'erreur verticale naturellement plus grande du GPS, et le désaccord devient normal, pas une panne.

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Deux zéros différents

terrain (vous)géoïde — niveau moyen de la merbosselé : suit la gravité · les cartes mesurent d'iciellipsoïde WGS-84référence lisse · zéro du GPSaltitude (selon les cartes)hauteur GPSl'écart : −100 m … +85 m
Même sommet, deux zéros différents : le GPS compte depuis l'ellipsoïde lisse, les cartes depuis un niveau de la mer bosselé.

« Hauteur » suppose une surface de départ, et il y en a deux en jeu. Les satellites ne peuvent pas sentir où se trouve le niveau de la mer : les hauteurs GPS brutes sont donc mesurées depuis l'ellipsoïde WGS-84 — une sphère aplatie, lisse et idéalisée. Mais le niveau de la mer suit la gravité, et la gravité suit la masse inégale de la planète, ce qui produit la surface bosselée qu'on appelle le géoïde — le zéro des cartes, des panneaux et de l'intuition. L'écart entre les deux surfaces (l'ondulation du géoïde) va d'environ −100 m au sud de l'Inde à +85 m près de la Nouvelle-Guinée. Une hauteur GPS brute peut donc être « fausse » de plusieurs dizaines de mètres tout en étant parfaitement juste : elle répond à une autre question.

Pourquoi le téléphone s'en sort et le navigateur parfois non

Les téléphones récents appliquent la correction du géoïde avant d'afficher une altitude : le nombre lu dans une appli de randonnée est donc généralement une altitude au-dessus du niveau moyen de la mer. L'API de géolocalisation du navigateur, elle, peut laisser passer la hauteur ellipsoïdale brute, ou ne rien donner du tout — d'où des nombres plus étranges sur le web que dans les applis. À la confusion des références s'ajoute l'erreur de mesure ordinaire : comme tous les satellites GPS sont au-dessus de votre horizon, la solution verticale est mal contrainte et son erreur vaut 1,5–3× l'erreur horizontale. Une fixation précise à 5 m à l'horizontale peut honnêtement se tromper de 15 m à la verticale.

Baromètres et modèles de terrain — les deux autres réponses

Téléphones et montres ajoutent un baromètre : excellent en relatif (il sent un escalier de 3 m), mais à la dérive en absolu, puisque la météo déplace la référence d'heure en heure — c'est pourquoi les applis de sport le recalibrent sur le GPS ou sur des points connus. La troisième source est un modèle numérique de terrain (MNT) : une grille d'altitudes du sol issue de levés, comme les données Copernicus derrière notre outil d'altitude. Il répond à « quelle est l'altitude du sol à ces coordonnées » — imbattable sur un sommet, mais il donne le sol même quand vous êtes au dixième étage.

Les confusions classiques, réglées

Altitude négative à la plage : le plus souvent l'écart ellipsoïde/géoïde, parfois la simple erreur verticale — les deux sont normaux. Altitude qui saute de ±10 m alors que vous ne bougez pas : c'est la faible géométrie verticale qui fait son travail ; regardez la tendance, pas les à-coups. L'« altitude » affichée en avion est encore un autre système — une altitude-pression rapportée à une atmosphère standard, et c'est pourquoi les 10 000 m de l'écran du siège ne se comparent à rien de tout ceci. Vocabulaire à garder au clair : l'altitude du terrain, c'est le sol au-dessus du niveau de la mer ; l'altitude, c'est vous au-dessus du niveau de la mer ; la hauteur, c'est vous au-dessus du sol.

Quel nombre faut-il croire ?

Vous êtes au sol et vous voulez la réponse de la carte : le modèle de terrain — c'est ce que la page altitude affiche en premier, avec l'altitude GPS de votre appareil à côté pour comparer. En drone ou en parapente : la fusion GPS/baro, puisque vous n'êtes pas sur le terrain. Pour juger un dénivelé pendant une course : la variation relative du baromètre. Voir 30 m d'écart entre les sources n'est pas un bug à corriger — ce sont trois instruments qui répondent à trois questions différentes, et vous savez maintenant à laquelle chacun répond.

mon GPS affiche la mauvaise altitude hauteur ellipsoïdale et altitude orthométrique

Questions fréquentes

Pourquoi mon altitude GPS change-t-elle alors que je ne bouge pas ?
La géométrie verticale est faible : tous les satellites sont au-dessus de vous, jamais en dessous. La solution verticale oscille donc de quelques mètres même à l'arrêt. Regardez la tendance sur une minute, pas les sauts.
Pourquoi mon altitude est-elle négative au bord de la mer ?
C'est presque toujours l'écart ellipsoïde/géoïde : sous certaines latitudes, l'ellipsoïde passe au-dessus du niveau de la mer, donc une hauteur GPS brute part en négatif. Parfois c'est simplement l'erreur verticale ordinaire. Les deux cas sont normaux.
Faut-il croire le baromètre ou le GPS pour l'altitude ?
Le baromètre est excellent en relatif : il sent un escalier de 3 m. En absolu il dérive, car la météo déplace la référence d'heure en heure. Pour une valeur absolue, prenez le modèle de terrain ou le GPS corrigé du géoïde.

Voir en anglais: Why GPS Altitude Doesn't Match the Map · Français