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Cours de Géodésie-Topographie Par J.P.FOKOU, Géomètre-Topographe Cycle de Licen

Cours de Géodésie-Topographie Par J.P.FOKOU, Géomètre-Topographe Cycle de Licence professionnelle en Cartographie, Topographie et SIG (Système d’Informations Géographiques) 0 COURS DE GEODESIE-TOPOGRAPHIE : (Cycle de Licence professionnelle en Cartographie-Topographie-SIG) Par Jean paul FOKOU, Géomètre-Topographe Email : rjpfokou@yahoo.fr; Tél :(237)77583219 Cours de Géodésie-Topographie Par J.P.FOKOU, Géomètre-Topographe Cycle de Licence professionnelle en Cartographie, Topographie et SIG (Système d’Informations Géographiques) 1 INTRODUCTION GENERALE 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 inter-relations 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 et d’établissement des cartes ou plans topographiques simples. Dans une première partie, nous rappellerons les notions géodésiques de base nécessaires à la compréhension de ce cours. Nous nous intéresserons ensuite aux méthodes de détermination directes de la topométrie classique : la planimétrie, le nivellement direct et indirect. Nous évoquerons rapidement les notions de précision et d’erreur de mesure, de calculs topométriques et de dessin topographique. Enfin, nous présenterons les grandes caractéristiques du système GPS, ses capacités et ses modes d’exploitation. OBJECTIFS ACADEMIQUES Ce cours devra permettre à l’étudiant :  D’être capable de lire et d’interpréter les cartes ou plans topographiques ;  d’utiliser des appareils de topographie, de réaliser des levés topographiques et d’en dresser les plans ;  d’acquérir des savoirs et savoir-faire nécessaires pour relever sur terrain des mesures et ensuite les retranscrire sur un support afin de les exploiter. Cours de Géodésie-Topographie Par J.P.FOKOU, Géomètre-Topographe Cycle de Licence professionnelle en Cartographie, Topographie et SIG (Système d’Informations Géographiques) 2 GENERALITES ET DEFINITIONS La géodésie est une des sciences de base nécessaires au topographe. Sa maîtrise n’est pas indispensable : elle relève du domaine du spécialiste mais un aperçu centré sur les incidences de la forme et des caractéristiques de la terre sur la topographie est indispensable. Ceci permet d’introduire et de justifier les problèmes de projection plane et leurs incidences sur la carte de base, les choix de points et de surfaces de référence pour un système de coordonnées général, etc. Mais, définissons dans un premier temps, le vocabulaire de base. Topométrie : du grec topos signifiant le lieu et métrie signifiant l’opération de mesurer. C’est donc l’ensemble des techniques permettant d’obtenir les éléments métriques indispensables à la réalisation d'un plan à grande ou très grande échelle. Ces éléments nécessitent différentes mesures sur le terrain, suivies de nombreux calculs, schémas et croquis. C’est un domaine vaste qui demande de nombreuses compétences auxquelles l’outil informatique est aujourd’hui indispensable. Topographie : association de topos et de graphein qui, en grec, signifie décrire. C’est donc la science qui donne les moyens de représentation graphique ou numérique d’une surface terrestre. La nuance entre ces deux techniques réside dans le fait qu’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. Topologie : c’est la science qui analyse les lois générales de la formation du relief par les déformations lentes des aires continentales appelées mouvements épirogéniques, atténués ultérieurement par les actions externes : érosion due à la mer, au vent, à la glace, à l’eau et à la neige. Géodésie : c’est la science qui étudie la forme de la terre. Par extension, elle regroupe l’ensemble des techniques ayant pour but de déterminer les positions planimétriques et altimétriques d’un certain nombre de points géodésiques et repères de nivellement. Le Levé Topographique : C’est l’ensemble des opérations destinées à recueillir sur le terrain les éléments nécessaires à l’établissement d’un plan ou d’une carte. Un levé est réalisé à partir d’observations : actions d’observer au moyen d’un instrument permettant des mesures ; par extension, « les observations » désignent souvent les résultats de ces mesures. Cours de Géodésie-Topographie Par J.P.FOKOU, Géomètre-Topographe Cycle de Licence professionnelle en Cartographie, Topographie et SIG (Système d’Informations Géographiques) 3 La phase d’un levé topographique, ou d’une implantation, qui fournit ou utilise les valeurs numériques de tous les éléments planimétriques et altimétriques est appelée topométrie ; Généralement, la topométrie est la technique de levé ou d’implantation mise en œuvre aux grandes et très grandes échelles. Lever de détails : Le lever(ou levé) de détails est l’ensemble des opérations intervenant dans un lever topographique et consistant à déterminer à partir des points du canevas d’ensemble, polygonal ou de détails, la position des différents objets d’origine naturelle ou artificielle existant sur le terrain. Le levé, nom donné au document résultant d’un lever, est destiné, éventuellement après traitement numérique, à l’établissement de plans graphiques ou numériques : c’est la phase de report. Les calculs topométriques : Ils traitent numériquement les observations d’angles, de distances et de dénivelées, pour fournir les coordonnées rectangulaires planes : abscisse X, ordonnée Y et les altitudes Z des points du terrain, ainsi que les superficies ; en retour, les calculs topométriques exploitent ces valeurs pour déterminer les angles, distances, dénivelées non mesurées, afin de permettre notamment les implantations. Cartographie : c’est l’ensemble des études et opérations scientifiques, artistiques et techniques intervenant à partir d’observations directes ou de l’exploitation d’un document en vue d’élaborer des cartes, plans et autres moyens d’expression. Ci-après, est donnée une classification des cartes en fonction de leur échelle et de leur finalité : Echelle Finalité 1/1 000 000 à 1/500 000 Cartes géographiques 1/250 000 à 1/100 000 Cartes topographiques à petite échelle 1/50 000, 1/25 000 (base), 1/20 000 Cartes topographiques à moyenne échelle (IGN) 1/10 000 Cartes topographiques à grande échelle 1/5 000 Plans topographiques d’étude, plans d’urbanisme Cours de Géodésie-Topographie Par J.P.FOKOU, Géomètre-Topographe Cycle de Licence professionnelle en Cartographie, Topographie et SIG (Système d’Informations Géographiques) 4 1/2 000 Plans d’occupation des sols (POS), descriptifs parcellaires 1/1 000, 1/500 Plans parcellaires, cadastraux urbains, de lotissement 1/200 Plans de voirie, d’implantation, 1/100 Plans de propriété, plans de masse 1/50 Plans d’architecture, de coffrage, etc. Canevas : c’est l’ensemble des points connus en planimétrie et/ou en altimétrie avec une précision absolue homogène. Une carte, un plan pour quoi? 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 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. Cours de Géodésie-Topographie Par J.P.FOKOU, Géomètre-Topographe Cycle de Licence professionnelle en Cartographie, Topographie et SIG (Système d’Informations Géographiques) 5 I- 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… Cours de Géodésie-Topographie Par J.P.FOKOU, Géomètre-Topographe Cycle de Licence professionnelle en Cartographie, Topographie et SIG (Système d’Informations Géographiques) 6 I-1 Généralités I-1-1 Buts But scientifique: Le but originaire de la géodésie est l’étude de la forme de la terre. But utilitaire: Pour répondre à son but scientifique la géodésie amène à déterminer les coordonnées de certains nombres de points sur la surface de la terre. Hormis leur utilisation scientifique ces points servent de charpente pour l’élaboration des cartes. La géodésie regroupera donc tous les moyens mis en œuvre pour déterminer les coordonnées de ces points. I-1-2 Les formes de la terre Hypothèse de la terre sphérique: Auparavant les ancêtres croyaient que la terre était plate. Il a fallu attendre ensuite jusqu’en 1600 pour s’apercevoir que la terre n’était pas une sphère parfaite. Le manque de moyens pour mesurer uploads/Geographie/ cours-de-topographie-mouture-pdf.pdf