L’hydrographie est le domaine d’étude qui décrit et cartographie les caractéristiques physiques des plans d’eau, y compris les océans, les mers, les lacs d’eau douce, les rivières et les estuaires. C’est un domaine multidisciplinaire, comprenant des éléments d’océanographie, de cartographie, de géologie marine, d’acoustique et d’autres domaines. La principale préoccupation est la cartographie et la documentation des caractéristiques importantes pour la navigation, la navigation commerciale et la pêche, mais elle traite également de l’exploration pétrolière et gazière, de la défense, de la recherche marine et en eau douce et de la protection de l’environnement. Un levé hydrographique d’une zone d’océan ou d’eau douce peut être réalisé en vue de produire une carte ou une carte détaillant les points d’intérêt, en particulier les dangers pour la navigation tels que les roches immergées, les bancs de sable et les épaves, mais aussi la température, la salinité et le débit de courants. La topographie et la nature du fond marin revêtent une importance particulière en hydrographie.
En mesurant la profondeur de l’eau à des points réguliers et connus, une carte hydrographique peut être préparée. La détermination de la position en termes de latitude et de longitude était, jusqu’à la fin des années 1970, effectuée visuellement, à l’aide de sextants et de méthodes de triangulation, mais depuis lors, des moyens électroniques et le système de positionnement global (GPS) ont été utilisés. Jusqu’aux années 1930, la profondeur de l’eau était mesurée à l’aide de lignes lestées en plomb ou de perches de sondage, après quoi cette méthode lente et imprécise a été largement remplacée par des techniques de mesure acoustique. Ceux-ci utilisent une impulsion sonore envoyée vers le bas depuis un émetteur pour faire écho depuis le sol et un récepteur pour capturer l’écho. Le temps de réception de l’écho combiné à la connaissance de la vitesse du son dans l’eau permet de calculer la profondeur.
Les échosondeurs à faisceau unique (SBES) sont souvent utilisés en hydrographie pour les eaux peu profondes et emploient une seule impulsion sonore étroite pour enregistrer la profondeur la plus faible dans la zone couverte, car cela est de la plus grande importance pour la navigation. Des corrections doivent être apportées aux données brutes pour tenir compte des marées, du mouvement du navire et des variations de la vitesse du son à différentes profondeurs. Les échosondeurs multifaisceaux (MBES), qui utilisent un grand nombre d’impulsions sonores réparties en éventail, offrent une couverture plus complète et sont généralement utilisés en eau profonde. Ceux-ci peuvent produire des cartes très détaillées, mais ils sont plus chers que les SBES et les corrections sont plus compliquées. Le sonar à balayage latéral utilise une source sonore proche du fond marin qui produit des faisceaux sonores presque horizontaux, fournissant des images haute résolution de caractéristiques qui pourraient ne pas apparaître clairement dans les données SBES ou MBES.
La composition du fond marin est importante pour l’ancrage, la construction sous-marine, la pose de pipelines et d’autres activités marines. Les échantillons peuvent être obtenus à partir de carottes, de dragage ou simplement de ramassage de matériaux pour déterminer son type, par exemple du sable, de la boue ou de la roche. La photographie sous-marine est aussi parfois employée. Ces informations, ainsi que les données des relevés de profondeur et des mesures des marées, peuvent être incorporées dans les cartes hydrographiques et nautiques utilisées pour la navigation.
D’autres données non liées à la navigation peuvent être enregistrées par un levé hydrographique à des fins de recherche scientifique. Par exemple, les températures de surface des océans peuvent être mesurées depuis l’espace par des satellites qui enregistrent le rayonnement infrarouge reçu, et les températures souterraines enregistrées par des thermomètres. La salinité peut être considérée comme une mesure de la quantité de matière solide dissoute dans l’eau de mer et est généralement mesurée par la conductivité électrique de l’eau. Les courants océaniques peuvent être mesurés soit à l’aide d’un courantomètre, un appareil qui mesure la force du courant à une profondeur particulière, soit à l’aide d’un profileur de courant acoustique Doppler (ADCP), qui peut enregistrer les courants à différentes profondeurs.
Les services hydrographiques sont fournis par un certain nombre d’organisations. Aux États-Unis, par exemple, il existe l’Office of Coast Survey de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) et au Royaume-Uni, l’Office hydrographique du Royaume-Uni. L’Organisation hydrographique internationale (OHI) a établi des normes internationales pour les levés et les cartes hydrographiques.