cours de topographie

Cours de Topographie et de Topométrie Chapitre 1
1. Introduction générale
Ladétermination des coordonnées et de diverses caractéristiques de pointsdans l’espace occupe une place importante dans la plupart des études àbuts environnementaux. L’objectif de ces déterminations estgénéralement l’étude de l’aspect géographique des inter-relations entreles divers paramètres ou indicateurs relevés.
L’objet de ce coursest de balayer l’ensemble des méthodes et techniques à la dispositiondes bureaux d’études pour acquérir des informations à la foisgéométriques et thématiques sur des objets tri-dimensionnels, quicomposent nos paysages urbains et naturels. Il ne s’agit évidemment pasde former des topographes chevronnés, mais bien de donner une culturetechnique de base pour permettre d’une part un dialogue avec lesprofessionnels et d’autre part, lorsque c’est nécessaire, la mise enoeuvre de protocoles de mesures simples.
Dans une première partie,nous rappellerons les notions géodésiques de base nécessaire à lacompréhension de ce cours. Nous nous intéresserons ensuite aux méthodesde détermination directes de la topométrie classique : le nivellementdirect et indirect, la triangulation et ses déclinaisons. Nousévoquerons rapidement les notions de précision et d’erreur de mesure.Enfin, nous présenterons les grandes caractéristiques du système GPS,ses capacités et ses modes d’exploitation. Nous terminerons par unaperçu rapide des méthodes de télédétection pour la génération de plansd’information géographique.
1.1. Une carte, un plan pour quoi?
Lapremière question que doit se poser le cartographe ou le topographe estla suivante : quelles sont les informations que l’on souhaite obtenirdu terrain ? Ceci doit permettre de définir le plus petit objet quidevra être visible sur la carte ou le plan, conditionnant ainsil’échelle du document. On en détermine ainsi la teneur en information.Quelques exemples pour illustrer ces propos : nous partirons duprincipe que le plus petit détail aisément discernable, ainsi que laprécision de report manuel, ne peuvent être inférieurs au dixième demillimètre. Ainsi, nous obtenons les relations suivantes entre leséchelles classiques des documents et le type de détails représentés :
• Plan de maison → 1/50
• Plan de corps de rue (murs, égouts, trottoirs…) → 1/200 à 1/500
• Plan de lotissement, d’occupation des sols, cadastre → 1/1000 à 1/2000
L’échelle1/mb d’un document est souvent qualifiée de deux façons différentes etcontradictoires : l’une qualifie le coefficient d’échelle mb, etl’autre, le rapport d’échelle. Dans la suite, on se limitera à laseconde qui a le plus souvent cours dans les administrations et lesfournisseurs de données.
1.2. Un panel de techniques et méthodes
Afinde décrire le terrain, on dispose de tout un panel de techniques etméthodes qu’il s’agit maintenant d’étudier, dans les grandes lignes. Lepropos est, comme précisé plus haut d’en connaître les principes, lemoyen de les mettre en oeuvre efficacement pour des travaux restreints,de savoir quand faire appel à un professionnel et d’avoir avec lui unlangage commun. Nous verrons comment choisir l’appareil et la techniqueadaptés au problème qui se pose, aux contraintes de précision del’étude.
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Cours de Topographie et de Topométrie Chapitre 1
2. Notions géodésiques de base
Sansentrer excessivement dans les détails, nous rappelons ici les grandesnotions de géodésie sur les systèmes, les surfaces de référence, lesgrandes familles de projection cartographique…
2.1. Quelques définitions
Lesdéfinitions qui suivent sont principalement tirées et inspirées de lanotice technique de l’Institut Géographique National, intitulée :Notions géodésiques nécessaires au positionnement géographique (IGN,2000).
2.1.1. Les paramètres essentiels
La mise en oeuvre de lagéodésie et des techniques qui en sont dérivées nécessitent l’existenced’un jeu de paramètres essentiels :
• un système géodésique de référence
• un réseau géodésique de points matérialisés
2.1.1.1. Le système géodésique
Un système géodésique (ou datum géodésique) est un repère affine possédant les caractéristiques suivantes :
• le centre O est proche du centre des masses de la Terre
• l’axe OZ est proche de l’axe de rotation terrestre
• le plan OXZ est proche du plan méridien origine
Lescoordonnées géodésiques du point M ne sont pas des valeurs objectivesmais bien dépendantes d’un modèle théorique. Un point de la croûteterrestre est considéré fixe par rapport au système géodésique, malgréles petits déplacements qu’il peut subir (marée terrestre, surchargeocéanique, mouvements tectoniques). Ainsi, il apparaît la nécessité dedisposer d’une surface de référence : l’ellipsoïde.
2.1.1.2. Le réseau géodésique
Unréseau géodésique est un ensemble de points de la coûte terrestre (telsque des piliers, des bornes…) dont les coordonnées sont définies,estimées par rapport à un système géodésique. Plusieurs types deréseaux sont distingués :
• les réseaux planimétriques
• les réseaux de nivellement
• les réseaux tridimensionnels géocentriques
Pour résumer :