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COURS DE TOPOGRAPHIE BTS/LP1GC ESA-TOGO RESUME Comme son nom l'indique, ce docu

COURS DE TOPOGRAPHIE BTS/LP1GC ESA-TOGO RESUME Comme son nom l'indique, ce document est un guide qui accompagne les étudiants de 1ère année génie civil de l'Ecole Supérieur des affaires (ESA-TOGO) dans leur formation en topographie dans le cadre des travaux pratiques initiés par la direction Ce document est une mise en forme des cours théorique et pratiques opérationnelles qu'il faut faire pour l'utilisation du niveau, de l’équerre optique et d’une chaîne dans un levé et calculs topographique. Cours de M. APPOH Kofi Mawududzi Ecole Supérieure des Affaires COURS DE TOPOGRAPHIE 2018-2019 COURS DE M. APPOH KOFI MAWUDUDZI 1 Généralités et Nivellement COURS DE TOPOGRAPHIE 2018-2019 COURS DE M. APPOH KOFI MAWUDUDZI 2 1. Généralités La topographie (du grec topos = lieu et graphein = dessiner) est la science qui permet la mesure puis la représentation sur un plan ou une carte des formes et détails visibles sur le terrain, qu'ils soient naturels (notamment le relief et l'hydrographie) ou artificiels (comme les bâtiments, les routes, etc.). Son objectif est de déterminer la position et l'altitude de n'importe quel point situé dans une zone donnée, qu'elle soit de la taille d'un continent, d'un pays, d'un champ ou d'un corps de rue. La détermination des coordonnées et de diverses caractéristiques de points dans l’espace occupe une place importante dans la plupart des études à buts environnementaux. L’objectif de ces déterminations est généralement l’étude de l’aspect géographique des interrelations entre les divers paramètres ou indicateurs relevés. L’objet de ce cours est de balayer l’ensemble des méthodes et techniques à la disposition des bureaux d’études pour acquérir des informations à la fois géométriques et thématiques sur des objets tri-dimensionnels, qui composent nos paysages urbains et naturels. Il ne s’agit évidemment pas de former des topographes chevronnés, mais bien de donner une culture technique de base pour permettre d’une part un dialogue avec les professionnels et d’autre part, lorsque c’est nécessaire, la mise en œuvre de protocoles de mesures simples. 1.1. Une carte, un plan La première question que doit se poser le cartographe ou le topographe est la suivante: quelles sont les informations que l’on souhaite obtenir du terrain ? Ceci doit permettre de définir le plus petit objet qui devra être visible sur la carte ou le plan, conditionnant ainsi l’échelle du document. On en détermine ainsi la teneur en information. Quelques exemples pour illustrer ces propos : nous partirons du principe que le plus petit détail aisément discernable, ainsi que la précision de report manuel, ne peuvent être inférieurs au dixième de millimètre. Ainsi, nous obtenons les relations suivantes entre les échelles 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’échelle 1/mb d’un document est souvent qualifiée de deux façons différentes et contradictoires: L’une qualifie le coefficient d’échelle mb, et l’autre, le rapport d’échelle. Dans la suite, on se limitera à la seconde qui a le plus souvent cours dans les administrations et les fournisseurs de données. COURS DE TOPOGRAPHIE 2018-2019 COURS DE M. APPOH KOFI MAWUDUDZI 3 1.2. Un panel de techniques et méthodes Afin de décrire le terrain, on dispose de tout un panel de techniques et méthodes qu’il s’agit maintenant d’étudier, dans les grandes lignes. Le propos est, comme précisé plus haut d’en connaître les principes, le moyen de les mettre en œuvre efficacement pour des travaux restreints, de savoir quand faire appel à un professionnel et d’avoir avec lui un langage commun. Nous verrons comment choisir l’appareil et la technique adaptés au problème qui se pose, aux contraintes de précision de l’étude. 2. Notions géodésiques de base Sans entrer excessivement dans les détails, nous rappelons ici les grandes notions de géodésie sur les systèmes, les surfaces de référence, les grandes familles de projection cartographique… 2.1. Quelques définitions Les définitions qui suivent sont principalement tirées et inspirées de la notice technique de l’Institut Géographique National, intitulée : Notions géodésiques nécessaires au positionnement géographique (IGN, 2000). 2.1.1. Les paramètres essentiels La mise en œuvre de la géodésie et des techniques qui en sont dérivées nécessitent l’existence d’un jeu de paramètres essentiels : • un système géodésique de référence • un réseau géodésique de points matérialisés 2.1.2. Le système géodésique Un système géodésique (ou datum géodésique) est un repère 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 COURS DE TOPOGRAPHIE 2018-2019 COURS DE M. APPOH KOFI MAWUDUDZI 4 Les coordonnées géodésiques du point M ne sont pas des valeurs objectives mais bien dépendantes d’un modèle théorique. Un point de la croûte terrestre est considéré fixe par rapport au système géodésique, malgré les petits déplacements qu’il peut subir (marée terrestre, surcharge océanique, mouvements tectoniques). Ainsi, il apparaît la nécessité de disposer d’une surface de référence : l’ellipsoïde. 2.1.3. Le réseau géodésique Un réseau géodésique est un ensemble de points de la croûte terrestre (tels que des piliers, des bornes…) dont les coordonnées sont définies, estimées par rapport à un système géodésique. Plusieurs types de réseaux sont distingués : • les réseaux planimétriques • les réseaux de nivellement • les réseaux tridimensionnels géocentriques Pour résumer : Avec le réseau, une réalisation géodésique nécessite donc la mise en œuvre d’un système géodésique qui peut être résumé par l’ensemble des constantes et algorithmes qui doivent intervenir dans le processus d’estimation des coordonnées. (IGN, 2000) 3. Les appareils topographiques 3.1. Le vocabulaire Ces précisions sémantiques concernent autant les appareils que les méthodes topographiques. Elles se concrétiseront au fil de l’avancée du cours. La géodésie : c’est la science, destinée à l'origine au tracé des cartes, qui s'est attachée à résoudre le problème des dimensions, puis de la forme de la Terre, ce qui fait d'elle, à son origine, la première forme de la géographie moderne. La cartographie est la réalisation et l'étude des cartes géographiques et géologiques. Elle est très dépendante de la géodésie, science qui s'efforce de décrire, mesurer et rendre compte de la forme COURS DE TOPOGRAPHIE 2018-2019 COURS DE M. APPOH KOFI MAWUDUDZI 5 et des dimensions de la Terre. Le principe majeur de la cartographie est la représentation de données sur un support réduit représentant un espace généralement tenu pour réel. L'objectif de la carte, c'est une représentation concise et efficace, la simplification de phénomènes complexes (politiques, économiques, sociaux, etc.) à l'œuvre sur l'espace représenté afin de permettre une compréhension rapide et pertinente. La création de carte débute avec la définition du projet cartographique. La planimétrie mesure, dans toutes leurs parties, les figures géométriques formées par les limites des détails répandus sur le terrain et les projette sur un plan horizontal ; ces détails peuvent être naturels ou artificiels. Avec le nivellement, c'est la principale méthode de mesure et de calcul de coordonnées en topographie. Toutes les opérations de la planimétrie se résument en des mesures de longueurs horizontales ou d'angles dans des plans horizontaux. Un théodolite est un instrument de géodésie complété d’un instrument d’optique, mesurant des angles dans les deux plans horizontaux et verticaux afin de déterminer une direction. Il est utilisé pour réaliser les mesures d’une triangulation : mesure des angles d’un triangle. Axe de visée, axe de collimation : ligne passant par les foyers de l’objectif d’une lunette et le point de mesure en correspondance avec le réticule. Basculement : la lunette du théodolite est tournée de 200 gr autour de l’axe horizontal pour éliminer les erreurs instrumentales. Calage et mise en station : opération effectuée par l’opérateur pour amener l’axe vertical de l’appareil à l’aplomb d’un repère sur le sol. Correction : valeur algébrique à ajouter à une valeur observée ou calculée pour éliminer les erreurs systématiques connues. Croisée du réticule : croix dessinée sur le réticule représentant un point de l’axe de visée. Erreur de fermeture : écart entre la valeur d’une grandeur mesurée en topométrie et la valeur fixée ou théorique. Fils stadimétriques : lignes horizontales marquées symétriquement sur la croisée du réticule. Elles sont utilisées pour déterminer les distances à partir d’une échelle graduée placée sur la station. Hauteur de l’appareil : distance verticale entre l’axe horizontal de l’appareil et celle de la station. Implantation : établissement de repères et de lignes définissant la position et le niveau des éléments de l’ouvrage à construire. Levé : relevé de la position d’un point existant. Lunette : instrument optique muni d’une croisée de réticule ou d’un réticule, utilisé pour établir un axe de visée par l’observation d’un objet de mesure. Mesurage : opérations déterminant la valeur d’une grandeur. COURS DE TOPOGRAPHIE 2018-2019 COURS DE M. APPOH KOFI MAWUDUDZI 6 Nivelle : tube en verre scellé, presque entièrement rempli d’un liquide (alcool) dont la surface intérieure a une forme bombée obtenue par moulage, de sorte que l’air enfermé forme une bulle qui prend différentes positions uploads/Geographie/ cours-de-topographie-bts-lps1.pdf