TP / TP SOSE 1005 Initiations aux Géosciences. Déroulement du semestre Semaines banalisées DS...

TP / TP SOSE 1005Initiations aux Géosciences

Déroulement du semestre

Semaines banalisées DS

(Pas de TD/TP)

SEMAINE 45

L'examen de TP (par groupe, en salle de TP) aura lieu la semaine 50 ou 51 selon les groupes

Déroulement du semestre

1. Le Contrôle Continu : • Un seul et unique DS: semaine 45

• Il portera sur le contenu des TD (et pas sur les cours !!)

2. L' Examen de TP (avant les vacances de Noël):

• Par groupe, en salle de TP

• Créneaux de TP habituels

• Examen d'1h20 sur le contenu des TP

3. Le DS terminal (janvier):

• Examen d'1h20 en amphi sur le contenu des cours

EVALUATIONS : Particularités des Géosciences (SOSE 1005)

Déroulement du semestre

EVALUATIONS : Particularités des Géosciences (SOSE 1005)

Cœfficients :

Epreuves Durées Coefficients

Examen de TP 1h20 0,3

DS (Contrôle Continu) 1h20 0.3

DS terminal (Examen de cours) 1h30 0,4

Déroulement du semestreTD en ligne sur Ulysse

Déroulement du semestreSites "Gros Cailloux"

• Un site en "vrai"

RU1Site

"gros cailloux"

Déroulement du semestreSites "Gros Cailloux"

• Un site internet associé

TP 1 : SOSE 1005Surfaces planétaires et Topographie

Surfaces planétaires et Topographie

Introduction: La Topographie, la science des reliefs

• Topographie (gr. Topos : lieu): description et/ou technique de représentation de la

configuration "physique" d'un lieu. Elle comprend entre autres:• Hydrographie : représentation de l'eau sous toutes ses formes (mer, lacs, fleuves, … )• Toponymie : les noms des lieux • Orographie (gr. Oros : montagnes): représentation des reliefs• ….

Topographie: description et technique de représentation des formes d'un terrain sur une carte

En Géosciences :

Surfaces planétaires et Topographie

Introduction: La Topographie, la science des reliefs

1. Comment mesure-t-on les reliefs des surfaces planétaires (planètes telluriques) ?

2. Comment représente-t-on ces reliefs ?

Surfaces planétaires et Topographie

1. Comment mesure-t-on les reliefs ? ….. sur Terre

Deux principales techniques complémentaires:1. mesures in situ (méthodes géométriques)2. mesures à distance (méthodes dites de télédétection)

Principe : placer les points des reliefs terrestres

dans un repère cartésien

leur donner des coordonnées x,y et z (altitude)

Si mesures faites pour de nombreux points on parle de nivellement

Surfaces planétaires et Topographie

1. Comment mesure-t-on les reliefs ? ….. sur Terre

1. 1. mesures in situ

• Le nivellement direct ou géométrique : On mesure de proche en proche l'altitude (et la position x,y) de nombreux points sur le terrain

Outils :Niveau optique

Mire graduée

Surfaces planétaires et Topographie

1. Comment mesure-t-on les reliefs ? ….. sur Terre

1. 1. mesures in situ

• Le nivellement direct ou géométrique : On mesure de proche en proche l'altitude (et la position x,y) de nombreux points sur le terrain

Procédure : Cheminement

Surfaces planétaires et Topographie

1. Comment mesure-t-on les reliefs ? ….. sur Terre

1. 1. mesures in situ

• le nivellement indirect ou trigonométrique : On mesure des angles et des distances. Par calculs trigonométriques on en déduit les différences d'altitudes (dénivelé)

Outils : • Théodolite (ancien)• Tachéomètre + GPS (moderne)

Mire optique(prisme)

Surfaces planétaires et Topographie

1. Comment mesure-t-on les reliefs ? ….. sur Terre

1. 2. mesures à distance (méthodes dites de télédétection)

• La photogrammétrie : On détermine les coordonnées x,y,z de points à partir de couples stéréoscopiques de photos aériennes (effet de parallaxe)

2 photos d'une même zone prises sous un angle différent

Surfaces planétaires et Topographie

1. Comment mesure-t-on les reliefs ? ….. sur Terre

1. 2. mesures à distance (méthodes dites de télédétection)

• RADAR interférométrique : mission SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) – Février 2000

Mesure de distances basée sur le temps de parcours aller-retour d'ondes RADAR (ondes électromagnétiques).

Ici, mesure de la distance entre la navette (dont la position est connue) et le relief terrestre.

Altitude de ces points

• résolution x,y : 30 m• précision Z : +/- 16 m

Surfaces planétaires et Topographie

1. Comment mesure-t-on les reliefs ? ….. sur Terre

1. 2. mesures à distance (méthodes dites de télédétection)

• RADAR interférométrique : mission SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) – Février 2000

Couverture des données SRTM

Le Mont St Helens vue par SRTM(couleur = altitude)

Surfaces planétaires et Topographie

1. Comment mesure-t-on les reliefs ? ….. sur Terre

1. 2. mesures à distance (méthodes dites de télédétection)

• Le LIDAR (Light Detection and Ranging):

Mesure de distances basée sur le temps de parcours aller-retour d'un faisceau LASER (lumière).

Ici, on mesure par balayage la distance entre un avion (dont la position est connue) et de nombreux points au sol.

Altitude de ces points à très haute résolution

•résolution x,y : 25 cm•précision Z : +/- 10 cm

Surfaces planétaires et Topographie

1. Comment mesure-t-on les reliefs ? ….. sur Terre

1. 2. mesures à distance (méthodes dites de télédétection)

• Le LIDAR (Light Detection and Ranging):

Retrait de la végétation par traitement numérique

Surfaces planétaires et Topographie

1. Comment mesure-t-on les reliefs ? ….. sur Terre

1. 3. Sous la mer

• Sondeur multifaisceaux (SMF):

Mesure de distances basée sur le temps de parcours aller-retour d'une onde acoustique (son)

Ici, on mesure par balayage la distance entre le bateau (dont la position est connue) et le fond de la mer.

Mesurer la profondeur

Bathymétrie•résolution x,y : 100m à 25 cm•précision Z : +/- 5m à +/- 10 cm

Surfaces planétaires et Topographie

1. Comment mesure-t-on les reliefs ? ….. sur Terre

1. 3. Sous la mer

• Sondeur multifaisceaux (SMF):

Mesure de distances basée sur le temps de parcours aller-retour d'une onde acoustique (son)

Ici, on mesure par balayage la distance entre le bateau (dont la position est connue) et le fond de la mer.

Mesurer la profondeur

BathymétrieBathymétrie du canyon de Capbreton

•résolution x,y : 100m à 25 cm•précision Z : +/- 5m à +/- 10 cm

Surfaces planétaires et Topographie

1. Comment mesure-t-on les reliefs ? ….. ailleurs

1. 3. Les surfaces planétaires

• Sondes spatiales systèmes embarqués :

Tout dépend de la planète et de son atmosphère

• Venus : atmosphère épaisse et "opaque"

Système RADAR de la sonde MAGELLAN (1989-94)

SAR (Synthetic Aperture Radar)

Exemple de topographie sur Venus (fausses couleurs)

Surfaces planétaires et Topographie

1. Comment mesure-t-on les reliefs ? ….. ailleurs

1. 3. Les surfaces planétaires

• Sondes spatiales systèmes embarqués :

Tout dépend de la planète et de son atmosphère

• Mars : atmosphère fine et transparente

Système LASER de la sonde Mars Global Surveyor(2000 – 2010)

MOLA (Mars Orbiter Laser Altimeter)

Topographie complète de Mars

Surfaces planétaires et Topographie

1. Comment mesure-t-on les reliefs ? ….. ailleurs

1. 3. Les surfaces planétaires

• Sondes spatiales systèmes embarqués :

Tout dépend de la planète et de son atmosphère

• Lune : Pas d'atmosphère

LOLA (Lunar Orbiter Laser Altimeter) Sonde Lunar Reconnaissance Orbiter (2009 - .)

• Mercure : Atmosphère très ténue

MLA (Mercure Laser Altimeter)Sonde MESSENGER (2008 -.)

Topographie complète de MarsMercure et MESSENGER

Topographie lunaire

Surfaces planétaires et Topographie

Introduction: La Topographie, la science des reliefs

1. Comment mesure-t-on les reliefs des surfaces planétaires (planètes telluriques) ?

2. Comment représente-t-on ces reliefs ?

Surfaces planétaires et Topographie

2. Comment représente-t-on les reliefs ? 2.1. Les cartes topographiques

3 informations relatives aux reliefs sur les cartes topographiques :

• Courbes de niveau

• Points cotés

• Estompage

Surfaces planétaires et Topographie

2. Comment représente-t-on les reliefs ? 2.1. Les cartes topographiques

Courbes de niveau : lignes qui relient des points de même altitude

• Ces lignes imaginaires sont projetées sur la carte pour représenter le relief

• Courbes espacées à intervalle régulier d'altitude

EquidistanceEx : 100 m, 50 m, 10 m

Surfaces planétaires et Topographie

2. Comment représente-t-on les reliefs ? 2.1. Les cartes topographiques

Courbes de niveau : lignes qui relient des points de même altitude

Courbes maîtresses

Surfaces planétaires et Topographie

2. Comment représente-t-on les reliefs ? 2.1. Les cartes topographiques

Points cotés : points remarquables pour lesquels l'altitude est indiquée sur la carte

Ex. : sommets, cuvettes, croisements, bâtiments…

Surfaces planétaires et Topographie

2. Comment représente-t-on les reliefs ? 2.1. Les cartes topographiques

Estompage : effet d'ombrage, comme si le relief de la carte était éclairée par le Nord-Ouest (coloris gris de certains versants)

Impressionde vue 3D

Surfaces planétaires et Topographie

2. Comment représente-t-on les reliefs ? 2.1. Les représentations 3D

Rendues possibles grâce à 2 développements relativement récents :

• Les MNT (Modèles Numériques de Terrain)

• Les SIG (Systèmes d'Information Géographique)

Surfaces planétaires et Topographie

2. Comment représente-t-on les reliefs ? 2.1. Les représentations 3D

• Les MNT (Modèles Numériques de Terrain) : fichiers numériques à maille régulière contenant les coordonnées x, y , z des points d'une surface planétaire

X

Y

Z

Surfaces planétaires et Topographie

2. Comment représente-t-on les reliefs ? 2.1. Les représentations 3D

• Les SIG (Systèmes d'Information Géographique): logiciels permettant de manipuler, traiter et présenter tous types de données géoréférencées (i.e. dont on connaît les coordonnées)

GoogleEarth est un SIG grand public

Surfaces planétaires et Topographie

2. Comment représente-t-on les reliefs ? 2.1. Les représentations 3D

• Un MNT intégré dans un SIG permet diverses représentations 2D ou 3D de la topographie

MNT représenté en point 3D

Le même: altitude codée en couleur et effet d'ombrage 3D