Finalité de la topographie
La
topographie a pour objectifs principaux d’établir des cartes et des plans sur
lesquels sont représentées toutes les informations ayant trait à la topographie
de terrain et à ses détails naturels et artificiels. Ces documents permettront
de s’orienter sur le terrain ou d’étudier un projet de construction.
Est
proposée ci-après une classification des cartes en fonction de leur échelle et
de leur finalité.
Echelles |
Finalité
|
|
1 / 1 000 000 à 1 / 500
000
|
Cartes géographiques
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1 / 250 000 à 1 / 100
000
|
Cartes topographiques à
petite échelle
|
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1 / 50 000, 1 / 25 000,
1 / 20 000
|
Cartes topographiques à
moyenne échelle
|
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1 / 10 000
|
Cartes topographiques à
grande échelle
|
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1 / 5 000
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Plans topographiques
d’étude,
plans d’urbanisme
|
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1 / 2 000
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Plan d’occupation des
sols (POS), descriptifs parcellaires
|
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1 / 1 000, 1 / 500
|
Plans parcellaires,
cadastraux urbains
|
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1 / 200
|
Plans de voirie,
d’implantation, de lotissement
|
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1 / 100
|
Plans de propriété,
plans de masse
|
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1 / 50
|
Plans d’architecte, de
coffrage, de détails, …
|
Comment atteindre ces objectifs
1.2.1. Etablissement de cartes à petite échelle
La
première opération consiste à réaliser des prises de vue aériennes (avion ou
satellite), puis de transcrire ces informations sur papier. Comme tous les
détails de terrain ne sont pas visibles sur un cliché (certains étant cachés par des constructions ou de la végétation, etc.),
il faut effectuer des mesures sur le terrain (exemple, tracé d’un chemin
forestier).
On cherche de plus en plus à associer aux
cartes des informations thématiques (exemple, associer à une parcelle de
terrain le nom du propriétaire, la surface, …) ; cela ouvre la voie aux
systèmes de traitement numérique des clichés en association avec des banques de
données : les systèmes d’information géographiques ou SIG.
1.2.2. Etablissement de cartes à grande échelle
2. Géodésie - Cartographie
2.1. Définitions
Þ
Topométrie
(opération de mesurer) : c’est l’ensemble des techniques permettant
d’obtenir des éléments métriques indispensables à la réalisation d’un plan
(mesures sur le terrain, suives de nombreux calculs).
Þ
Topographie
(opération de décrire) : c’est la science qui donne les moyens de
représentation graphique ou numérique d’une surface terrestre ; en
topographie, le terrain est représenté in situ, alors qu’en topométrie les
calculs et reports sont des phases ultérieures au travail sur le site.
Þ
Géodésie :
c’est la science qui étudie la forme de la terre ; par extension, ce sont
les techniques permettant de déterminer les points géodésiques et repères de
nivellement.
Þ
Cartographie :
ensemble des études et opérations intervenant dans l’élaboration de cartes et
plans.
Þ
Canevas :
ensemble de points connus en planimétrie et/ou altimétrie avec une précision
homogène.
Þ
Ellipsoïde : volume
engendré par la rotation d’une ellipse autour d’un de ses 2 axes ; le
terre est un ellipsoïde tournant autour de l’axe des pôles.
Þ
Méridien :
intersection de la terre avec un plan contenant l’axe des pôles (ellipse).
Þ
Parallèle :
intersection de la terre avec un plan perpendiculaire à l’axe des pôles
(cercle).
2.2. Formes et dimensions de la terre
Pour
obtenir une carte (par exemple, carte au 1 / 25 000 de l’IGN),
on se heurte au problème de la représentation plane de la « sphère »
terrestre.
La terre
est légèrement déformée ; elle présente, par rapport à son rayon moyen de
6 367 km, un « tassement » de 11 km au niveau des
pôles et un « renflement » de 11 km au niveau de l’équateur.
Elle a l’aspect d’un ellipsoïde dont l’axe de rotation est celui des pôles.
Il
n’existe pas un ellipsoïde global unique. En France, l’ellipsoïde de référence
est celui de Clarke, dont les caractéristiques sont :
·
grand axe (rayon sur la
ligne de l’équateur) : 6 378, 24920 km,
·
petit axe (suivant les
parallèles passant par les pôles) : 6 356,515 km.
Autres ellipsoïdes : système
WGS 84 (World Geodetic System 1984) est la référence utilisée par le GPS,
système European Datum 1950 (ellipsoïde de Hayford, projection de Mercator).
Un point
sur l’ellipsoïde est repéré par sa :
·
longitude :
c’est l’angle formé par le méridien du lieu et le méridien d’origine ;
elle s’exprime en degré et elle est comprise entre 0° et 180° Est ou
Ouest ; le méridien d’origine international est celui de Greenwich ;
·
latitude :
c’est l’angle que fait la verticale du lieu avec le plan de l’équateur ;
elle s’exprime en degré et est comprise entre 0° et 180° Nord ou Sud.
Un
système géodésique est défini par :
·
un ellipsoïde (Clark pour
la France),
·
un système de
représentation plane (Lambert en France),
·
un point fondamental dont
les coordonnées sont déterminées par des mesures astronomiques (réseau
géodésique).
2.3. Représentation plane de Lambert
Ses
caractéristiques sont :
Þ
la France est divisée en
4 zones étagées du Nord au Sud dont les latitudes centrales sont :
·
55 gon pour la zone
« Nord » dite Lambert I,
·
52 gon pour la zone
« centre » dite Lambert II,
·
49 gon pour la zone
« sud » dite Lambert III,
·
46,85 gon pour la
Corse dite zone Lambert IV.
Þ
le méridien origine est le
méridien de Paris (Observatoire de Paris) ; il est à une longitude de
2,596921296 gon, à l’Est du méridien de Greenwich.
La zone
Lambert II étendue a été créée de manière à obtenir un système de
projection valable sur tout le territoire.
Un
chiffre précédent directement l’ordonnée précise la zone dans laquelle se situe
le point (1 dans la zone I, 2 dans la zone II et 3 dans la
zone III) ; exemple, le point de coordonnées 982 152,25 m
et 3 154 989,65 m est un point de la zone Lambert III, son
ordonnée dans cette zone est 154 989,65 m.
2.4. Lecture de cartes
2.4.1. Définition du Nord
Le Nord
géographique est la direction du méridien du point vers le pôle Nord.
Le Nord magnétique
est la direction de l’aiguille aimantée, c’est-à-dire du champ magnétique
terrestre du moment et du lieu.
Le Nord Lambert
correspond aux ordonnées du quadrillage de ce système de projection.
L’angle entre le Nord
géographique et le Nord magnétique est la déclinaison magnétique.
L’azimut (Az) est
l’angle compté positivement en sens horaire depuis le Nord géographique.
Le gisement (G)
est l’angle compté positivement en sens horaire depuis le Nord Lambert.
Une
carte IGN se lit toujours face au Nord géographique. Le Nord géographique et le
Nord magnétique sont distincts (en 2000, la déclinaison magnétique diminue de
0,12 gon par an).
2.4.2. Renseignements portés en marge d’une carte IGN
Sur une
carte IGN au 1 / 25 000 sont portées en marge de celle-ci, les
renseignements suivants :
Þ
numérotation des feuilles
adjacentes,
Þ
l’échelle extérieure permet
de déterminer les coordonnées géographiques dans le système européen avec comme
origine le méridien de Greenwich (sur les cartes récentes les coordonnées du
système international WGS 84 sont reportées) ;
Þ
l’échelle intérieure sert à
déterminer les coordonnées géographiques en gons rapportées au système géodésique
français (système Lambert avec comme origine le méridien de Paris) ; les
données en noir sont celles du système Lambert de la zone et en bleu celles du
système Lambert II étendu.
Le
découpage d’une feuille au 1 / 25 000 se fait suivant les
méridiens et les parallèles de 0,20 gon en 0,20 gon, représentant une
superficie de 20 x 13 à 15 km.
A
l’intérieur du cadre sont portées les amorces du quadrillage kilométrique
(petites croix noires) de la représentation Lambert de la zone (zone III pour
le Sud de la France)
2.5. Réseaux géodésiques
Ceux
sont des réseaux de points connus en planimétrie (nécessaires pour effectuer la majorité des travaux de topographie).
En
France, le réseau, a été implanté par l’Institut Géographique National (IGN).
Il s’appelle NTF (nouvelle triangulation française) et est constitué de :
Þ
un point géodésique
fondamental : croix du dôme du Panthéon à Paris (coordonnées
géographiques : longitude 0,010693 gon, latitude
54,273618 gon) ;
Þ
bases et stations servant à
réorienter et réajuster les différents réseaux géodésiques ;
Þ
points géodésiques répartis
sur plusieurs réseaux (précision 10 cm) :
·
réseau de premier
ordre : 860 points espacés de 30 km,
·
réseau de deuxième
ordre : 5 000 points espacés de 10 km,
·
réseaux de troisième et
quatrième ordre : 60 000 points espacés de 3 km,
·
réseau
complémentaire : 20 000 points.
Ces
points géodésiques sont matérialisés sur le terrain par un bloc solide en
granit dont la partie émergeant du sol est un cube de 15 cm d’arête ;
sur sa face supérieure horizontale une croix gravée matérialise le repère.
L’IGN publie pour chaque feuille au 1 / 50 000 un répertoire des
points géodésiques. Des mires géodésiques
permettent l’observation éloignée de ces points.
La
précision de la NTF est de l’ordre de 1 cm par km et s’avère aujourd’hui
insuffisante compte tenue des techniques modernes de positionnement (GPS, par
exemple qui donne une précision d’au moins 1 mm par km). De ce fait, un
nouveau réseau géodésique (RGF 93, Réseau Géodésique Français) est en train
de se constituer, il comprendra à terme :
·
un réseau de référence
français (RRF) constitué de 23 sites,
·
un réseau de base français
(RBF) :6 000 points,
·
un réseau de détail
français (RDF) : environ 80 000 points.
L’avantage
principal de ce nouveau réseau est son universalité et son adéquation avec le
système WGS84 du GPS.
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