La carte de Cassini, aussi appelée carte de l'Académie, est le premier ensemble de cartes géométriques établi à l'échelle du royaume de France au par plusieurs membres de la famille Cassini, principalement César-François (Cassini III) et son fils Jean-Dominique (Cassini IV). Quatre générations de Cassini se sont succédé pour réaliser ce travail. On pourrait donc aussi parler de la « carte des Cassini ».
Première entreprise de cartographie topographique à l'échelle de la France entière, la carte de Cassini constitue à l'époque une véritable innovation et une avancée technique décisive. C'est la première cartographie qui s'appuie sur une triangulation géodésique dont l'établissement a pris plus de soixante ans. La carte ne localise que vaguement les habitations ou les limites des marais et forêts, mais le niveau de précision du réseau routier est tel qu'en superposant des photographies satellite orthorectifiées aux feuilles de la carte de Cassini, on obtient des résultats remarquables. L'échelle adoptée est d'une ligne pour cent toises, soit 1/, alors que la carte d'état-major du est au 1/ et les cartes topographiques actuelles de l'IGN au 1/.
Le travail sur plusieurs décennies des Cassini a laissé son empreinte sur le terrain : on trouve aujourd'hui des toponymes comme « Signal de Cassini », qui marquent les lieux où ont été effectuées les mesures à l'époque. Ces points de repères correspondent aux sommets des nombreux triangles formant la trame de la carte.
De nos jours, les chercheurs de différentes disciplines consultent les feuilles de la carte de Cassini, soit sous leur forme originale , soit sous forme numériqueSection Liens externes. Elle intéresse particulièrement les archéologues, les architectes, les paysagistes, les historiens, les géographes, les généalogistes professionnels ou amateurs et les écologues, dès lors qu'ils ont besoin de connaître l'état antérieur du territoire qu'ils étudient. Elle intéresse aussi les chasseurs de trésors.
Origines
Projets de Colbert (1666-1668) La carte de Cassini, première carte topographique de France, trouve ses origines sous le règne de , avec la création de l'Académie des sciences (1666) et les projets du ministre Jean-Baptiste Colbert (1619-1683) concernant la marine royale et la défense des côtes françaises.
Or, à ce moment, la géographie du royaume n'est connue que de façon approximative. Les distances entre villes sont généralement estimées en journées de chevauchée, sans mesure précise des distancesSur l'imprécision et les erreurs des cartes : ..
Triangulation de Paris à Amiens par Jean Picard (1668) En 1668, Colbert indique à l'Académie des sciences qu'il « désirait que l'on travaillât à faire des cartes géographiques de la France plus exactes que celles qui ont été faites. ».
L'astronome et géodésien Jean Picard dit l'abbé Picard (1620-1682) effectue alors une première triangulation en France, de Paris à Amiens, le long de sa méridienne, qui va précisément de la ferme de Malevoisine à Champcueil (actuelle Essonne) à Sourdon près d'Amiens. Il établit ainsi les fondements de sa carte particulière des environs de Paris pour laquelle il supervise les levées réalisées par l'ingénieur David du Vivier. (sources : )..
vignette|La Carte de France corrigée présentée à l'Académie des sciences en 1682.
Établissement d'une carte du littoral par Picard et La Hire (1674-1682)
Dans les années 1671-1673, Louis XIV demande à l'Académie de « dresser une carte de toute la France avec la plus grande exactitude possible ».
L'abbé Picard et le mathématicien Philippe de La Hire (1640-1718) effectuent alors un relevé astronomique des latitudes et longitudes des villes du littoralLes observations de l'abbé Picard (source : )., travail qui permet de tracer les contours d'une carte de France corrigée (sans utiliser des relevés par triangulation), présentée à l'Académie des sciences en 1682.
La triangulation du royaume (1681-1783) vignette|La méridienne de Paris et la carte de France, 1718.
Projet de « châssis géographique » de Picard (1681) 100 px|vignette|gauche|Cassini I. En 1681, l'abbé Picard présente à l'Académie son « projet pour faire un châssis géographique pour toute la France… présenté à Monseigneur Colbert ». Ce châssis doit comporter « une grande traverse » triangulée qui irait de Dunkerque à Perpignan et une autre ligne « qui contournerait le royaume suivant les frontières et les côtes », en liaison avec la première.
Après la mort de Picard en 1682, Louis XIV « ordonne aux Mathématiciens de l'Académie des Sciences de continuer l'entreprise et de prolonger vers le Septentrion & vers le Midi jusques aux confins du Royaume, une ligne méridienne qui passât par le milieu de l'Observatoire de Paris ».
Détermination de la méridienne Dunkerque-Paris-Perpignan (1683-1718 et 1739) La détermination précise du tracé de la méridienne de Paris (qui est une fraction du méridien de Paris) allant de Dunkerque à Perpignan est réalisée par Giovanni Domenico Cassini (Cassini I, 1625-1712) puis par son fils Jacques (Cassini II, 1677-1756).
Elle est achevée seulement en 1718, du fait de nombreux reports. Elle constitue la première ligne du futur « châssis » triangulé (ou canevas) qui va couvrir le territoire du royaume. Elle sera vérifiée en 1739 par Nicolas Louis de Lacaille et César-François Cassini (Cassini III, 1714-1784)Voir « La Méridienne vérifiée » sur Gallica : accès en ligne.
Mise au point d'un premier canevas géodésique (1733-1744) En 1733, au bout de quinze ans, le contrôleur général des finances, Philibert Orry, décide de lancer la triangulation et la cartographie de tout le royaume. C'est le véritable point de départ de la carte de France des Cassini. Dans un premier temps, est établie une triangulation partielle du royaume, le long de la méridienne de Paris et de sept autres lignes qui lui sont parallèles ou perpendiculaires (carte ci-contre) :
vignette|Premier canevas de grands triangles de référence de la future carte de Cassini, 1744.
deux lignes parallèles géométriquement à la méridienne (ce sont donc des fractions de cercles de la sphère terrestre, mais pas des fractions de méridien), disposées de part et d'autre de la méridienne, la première passant aux environs de Nantes, la seconde (assez indéfinie dans un premier temps) passant aux environs de Lyon ; cinq lignes perpendiculaires à la méridienne (grands cercles de la sphère terrestreSur la figure, les perpendiculaires théoriques sont en rouge et les parallèles déformées par la projection employée sont en trait fin noir.) : une ligne Brest-Strasbourg passant par Paris, au nord une ligne passant par Amiens, au sud, trois autres perpendiculaires au niveau d'Orléans, de Lyon et de Bayonne.
100 px|vignette|gauche|Cassini II(Jacques)
Chronologie de la triangulation initiale du royaume :
1733-1734 : ligne Brest-Paris-StrasbourgVoir les articles dans l'Histoire de l'Académie royale des Sciences sur Gallica : Paris - St Malo et Paris - Strasbourg. ; les principaux intervenants sont Giovanni Domenico Maraldi, Cassini II et ses fils, et d'autres géographes (Jean Delagrive, François Chevallier et pour une moindre part Outhier).
1736 : ligne de Nantes à Saint-Malo (abbé Outhier).
En ce qui concerne les littoraux (« Les côtes & les frontières méritaient bien un examen particulier, aussi ont-elles été déterminées par une chaîne de triangles non interrompue, espèce de fortification géométrique qui assure de la manière la plus inaltérable l'étendue actuelle de ce royaume ».), la triangulation a lieu de 1736 à 1738 : 1736-37 : côtes de Normandie et de Bretagne ; 1737 : côtes du Poitou, d'Aunis (La Rochelle), de Saintonge et de Gascogne ; 1737 : côtes de Picardie, d'Artois et de Flandre (de Saint-Valery à Dunkerque) ; 1737-38 : et côte méditerranéenne (de Port-Vendres à Antibes, à la frontière avec le comté de Nice).
Les frontières terrestres sont triangulées en 1740Référence principale ..
Ce canevas initial probablement terminé autour de 1740 est publié seulement quatre ans plus tard. Elle est connue comme la « carte de 1744 », bien que son intitulé officiel soit beaucoup plus long.
La carte de 1744 (« carte des principaux triangles ») vignette|La carte de 1744, sans ses marges.
100 px|vignette|gauche|Cassini III Non datée, son intitulé est Nouvelle carte qui comprend les principaux triangles qui servent de fondement à la Description géométrique de la France. Levée par ordre du Roy par Messrs. Maraldi et Cassini de Thury, de l'Académie royale des Sciences. Son échelle approximative est de 1 : .
C'est la carte officielle qui suit l'article de Cassini de Thury Sur la description géométrique de la FranceVoir l'article dans ..
Elle comporte, comme précédemment, la Méridienne, mais avec trois parallèles et, maintenant, sept perpendiculaires, ce qui forme sur le territoire des pseudo-carrés d'environ toises (≈ km) de côté ; de plus, les côtes et les frontières y sont définies ainsi que leur triangulation. « Il a fallu pour l'exécution de ce projet, former sur le terrain près de 800 triangles [en tout 814 triangles réduits dans le plan horizontal], tous liés les uns aux autres et qui se terminent à 19 [plutôt 17 ou 18] bases qui servent de preuves aux vérifications ». Les instruments et les méthodes employés pour la triangulation sont ceux de l'époque ; on les retrouve sous leur vocable propre (quart de cercle, secteur) et dans l'étude des méridiennes géodésiques. Sur la carte sont aussi localisés un grand nombre de villes, bourgs, châteaux, etc., déterminés géométriquement. Dans les marges sont indiquées les distances à l'Observatoire de Paris de 440 villes, fanaux et montagnes ; plus tard y seront ajoutées latitude et longitude des lieux considérés.
Les axes de référence pour rapporter la position des points géodésiques sont respectivement la méridienne de Paris (axe des y) et sa perpendiculaire menée depuis l'Observatoire de Paris (axe des x). La Projection cartographique est de type cylindrique transverse, non conforme, calculée sur la sphère terrestre.
Cette carte sera accompagnée des détails des opérations de triangulation effectuées avec les angles de chaque triangle, la longueur des côtés, le résultat des calculs. Ce travail existe sous différentes formes, dans différents ouvrages ou manuscrits que l'on peut trouver à l'Observatoire de Paris, à la Bibliothèque nationale de France, à l'IGNVoir ..
Cette triangulation initiale et homogène de la France « exécutée par une main savante » forme ce qu'on peut appeler le réseau géodésique de premier ordre. C'est à partir de ces grands triangles que pourra se poursuivre le détail de la France en complétant les milieux des espaces non triangulés.
Pour le futur, dans un premier temps, Cassini, à travers Grandjean de Fouchy, invite « les évêques, les magistrats, les seigneurs et même les particuliers à achever le détail des endroits qui restent à lever » pour faire de nouvelles cartes particulières, mais – il insiste – en « s'assujettissant à l'échelle et aux positions de la carte générale », comme l'ont déjà fait « les de la Société royale des Sciences de Montpellier pour la carte du Languedoc ou M. l'abbé Outhier pour les plans des diocèses de Bayeux et de SensVoir les travaux de l'abbé Outhier à la BnF : accès en ligne. ; les plans des forêts du Roi ou les cartes particulières des frontières du royaume, qui ont été levées pour les camps des armées du Roi ».
Dans un deuxième temps, à la fin de son article Sur la description géométrique de le France – édité en 1749 –, Cassini prend le contre-pied de ce qu'il écrit quelques pages avant : « Nous nous réservons de donner, dans la suite, des Cartes particulières de la France, où l'on placera tous les lieux principaux qui sont tant dans l'intérieur que dans les limites du royaume. »
Achèvement de la triangulation du royaume (1747-1783)