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LA TOPOGRAPHIE

Prparer par Dr.Ing.Jean A. Doumit

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1. Introduction ........................................................................................................................................................ 5

a. Travaux topographiques ................................................................................................................................. 5

b. Le leve topographique .................................................................................................................................... 6

c. Les calculs topometriques .............................................................................................................................. 6

d. Les dessins topographiques ou la cartographie .............................................................................................. 6

e. Projects damenagement ................................................................................................................................. 6

f. Implantations .................................................................................................................................................. 6

g. Suivi et contrle des outrages ......................................................................................................................... 6

2. Leve des details .................................................................................................................................................. 7

a. Leve des details planimetriques ...................................................................................................................... 7

b. Reconnaissance ............................................................................................................................................... 7

c. Techniques de leve ......................................................................................................................................... 7

d. Leve du relief .................................................................................................................................................. 8

e. Tacheometrie automatique ............................................................................................................................. 8

f. Leve des details par GPS ................................................................................................................................ 9

g. Nivellement .................................................................................................................................................. 13

3. La topomatique ................................................................................................................................................. 14

a. Automatisation des observations .................................................................................................................. 14

b. Travail au point lev ou implante ................................................................................................................. 14

c. Gestion des donnees ..................................................................................................................................... 14

d. Visualisation graphique ................................................................................................................................ 14

e. Traitement en temp reel ................................................................................................................................ 15

f. Standartisation ................................................................................................. Error! Bookmark not defined.

g. Nuages de points 3D par laser scanner ......................................................................................................... 15

4. Travaux topographiques specifiques ................................................................................................................ 15

a. Batiments ......................................................................................................... Error! Bookmark not defined.

I. Leve dinterieur ........................................................................................................................................ 15

II. Leve des facades ....................................................................................................................................... 15

III. Le GPS dans le monde de la construction ............................................................................................ 15

5. Photogrammetrie ................................................................................................. Error! Bookmark not defined.

a. Photogrammtrie arienne ............................................................................................................................ 17

b. Photogrammtrie par satellite ....................................................................................................................... 19

c. Photogrammtrie terrestre ............................................................................................................................ 19

6. La lasergrammetrie ........................................................................................................................................... 23

1. Dfinitions .................................................................................................................................................... 23

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2. Terminologie ................................................................................................................................................ 23

3. Les avantages de cette technologie ............................................................................................................... 23

4. Les contraintes lies cette mthode dacquisition ...................................................................................... 24

5. Domaine dapplication ................................................................................................................................. 24

6. Le lidar.......................................................................................................................................................... 24

7. Formes et dimensions de la terre ...................................................................................................................... 25

b. Coordonnees geographiques ......................................................................................................................... 26

c. Historique du systeme Libanais .................................................................................................................... 26

8. Systems de projection ....................................................................................................................................... 27

a. Caracteristiques generals .............................................................................................................................. 27

b. Les systems Lambert .................................................................................................................................... 27

c. Projection UTM (Universal Transverse Mercator) ....................................................................................... 28

d. Triangulation ................................................................................................................................................ 28

9. Observations topographiques ........................................................................................................................... 29

a. Angles ........................................................................................................................................................... 29

b. Distances ....................................................................................................................................................... 29

c. Denivelees .................................................................................................................................................... 29

d. GPS (global Positioning System) ................................................................................................................. 29

10. Precision des observations ............................................................................................................................ 29

a. Definitions ....................................................................................................... Error! Bookmark not defined.

b. Erreurs parasites ou fautes ............................................................................................................................ 30

c. Erreurs systematiques ................................................................................................................................... 30

d. Erreurs accidentalelles .................................................................................................................................. 30

e. Precision .......................................................................................................... Error! Bookmark not defined.

11. La carte ......................................................................................................................................................... 30

a. La carte topographique ................................................................................................................................. 31

b. Decoupage ....................................................................................................... Error! Bookmark not defined.

c. Exactitude ..................................................................................................................................................... 31

d. Orographie .................................................................................................................................................... 32

12. Mesure des distances et des angles ............................................................................................................... 33

a. Mesurage stadimetrique (traditionnel) .......................................................................................................... 33

b. Mesurage electronique .................................................................................................................................. 34

c. Mesurages des angles ................................................................................................................................... 35

13. Chronologie et systme des travaux topographiques au Liban..................................................................... 37

a. Reconnaissance ............................................................................................................................................. 37

b. Project ........................................................................................................................................................... 37

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Bibliographie ............................................................................................................................................................ 38

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Cours de topographie

1. Introduction a. Travaux topographiques

La godsie cest la science qui tudie la forme de la terre, elle regroupe lensemble des techniques ayant pour but de dterminer les positions planimtriques et altimtriques dun certain nombre de points godsique et repres de nivellement. La topographie est lart de la mesure puis de la reprsentation sur un plan ou une

carte des formes et dtails visibles sur le terrain, quils soient naturels (notamment

le relief) ou artificiels (comme les btiments, les routes, etc.). Son objectif est de

dterminer la position et laltitude de nimporte quel point situ dans une zone

donne, quelle soit de la taille dun continent, dun pays, dun champ ou dun

corps de rue.

La topographie sappuie sur la godsie qui soccupe de la dtermination

mathmatique de la forme de la Terre (forme et dimensions de la Terre,

coordonnes gographiques des points, altitudes, dviations de la verticale)

La topographie et la technique qui a pour objet lexcution, lexploitation et le contrle des observations concernant la position planimtrique et altimtrique, la forme, les dimensions et lidentification des objets gographiques. La planimtrie est la reprsentation en projection plane de lensemble des dtails deux dimensions du plan topographique.

Laltimtrie est la reprsentation du relief sur un plan ou une carte.

Les travaux topographiques peuvent tre classes en six grandes catgories suivant lordre chronologique de leur excution.

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Figure 1.1: pyramide de chronologies des travaux topographiques

b. Le lev topographique Cest lensemble des oprations destines recueillir sur le terrain les lments du sol ncessaires ltablissement dun plan ou dune carte. La phase dun lev topographique utilise les valeurs numriques de tous les lments planimtriques et altimtriques est appele topomtrie, la topomtrie est la technique de lev ou dimplantation.

c. Les calculs tonomtriques Ils traitent numriquement les observations dangles, de distances et de dniveles, pour fournir les coordonnes rectangulaires planes: abscisse X, ordonne Y et les altitudes des points du terrain ainsi que les superficies.

d. Les dessins topographiques ou la cartographie La cartographie cest lensemble des tudes et oprations scientifiques, artistiques et techniques intervenant partir dobservations directes ou lexploitation dun document en vue dlaborer des cartes, plans et autres moyens dexpression et donne une classification des cartes en fonction de leur chelle et de leur finalit:

1/1 000 000 a 1/500 000 Cartes gographiques

1/250 000 a 1/100 000 Cartes topographiques petite chelle

1/50 000, 1/25 000, 1/20 000 Cartes topographiques moyenne chelle

1/10 000 Cartes topographiques grande chelle

1/5000 Plans topographiques dtude, plans durbanisme

1/1000,1/500 Plans parcellaires, cadastraux urbanisme

1/200 Plans de voirie, dimplantation, de lotissement

1/100 Plan de proprit, plans de masse

1/50 Plans darchitecture, de coffrage, etc.

e. Project damnagement Ce sont le projet qui modifient la planimtrie el laltimtrie dun terrain: amnagements fonciers comme remembrement, lotissements avec ltude de voirie, traces routiers, gestion des eaux: drainage, irrigation, canaux, fosses, etc.

f. Implantations Les projets damnagement sont tablis gnralement partir de donnes topographiques, qui doivent tre raliss sur le terrain. Le topographe implante, autrement dit met en place sur le terrain, les lments planimtriques et altimtriques ncessaires cette ralisation.

g. Suivi et contrle des outrages Les ouvrages dart une fois construits demandent souvent un suivi, intervalles de temps plus ou moins rguliers suivant leur destination: digues, ponts, affaissements, etc. les travaux topographiques correspondants dbouchent gnralement sur les mesures des variations des coordonnes XYZ

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2. Lev des dtails a. Lev des dtails planimtriques

Parmi la multitude dobjets gographiques susceptible dintresser le topographe, on peut distinguer les dtails artificiels: cltures, btiments, etc. et les dtails naturels: cours deau, bois, etc. Le choix des points lever est essentiellement fonction du plan a tablir: plan foncier pour lequel la limite prime, plan topographique qui dresse ltat des lieux en planimtrie et altimtrie, plans techniques: lotissement, drainage, etc. plans de rcolement qui contrlent la normalit des travaux, etc.

b. Reconnaissance La reconnaissance est prpar en recherchant la documentation disponible: points godsiques et de canevas densemble, repres de nivellement, photographies ariennes et autres, cartes, plans divers, archives, etc. ltude de ces documents permet au topographe de se faire une premire ide du chantier, dimaginer un canevas, denvisager la ou les techniques de lev des dtails mettre en uvre. Ltablissement du croquis, lchelle estime, ncessite de mesurer sommairement:

Les distances Pas ou double pas pour les plus courtes en parcours facile, Mesureur a fil perdu, Jumelles lectroniques;

Les angles horizontaux Boussoles mains, Echelle dangles Jumelles lectroniques;

Les dniveles: Clinomtres qui donnent langle dinclinaison et la pente, Jumelles lectroniques;

c. Techniques de lev Equerre optique

Lquerre a prisme, ou querre optique, est constitue de deux prismes pentagonaux superposes de telle manire que deux de leurs faces perpendiculaires soient dans un mme plan vertical; elle est tenue la main, son axe vertical tant descend au sol laide dun fil plomb.

Aligner un point entre deux points donnes, en avanant ou reculant par rapport lalignement jusqu ce que les images des deux jalons observes dans les prismes soient en concidence.

Elever une perpendiculaire une extrmit dune ligne donne, en maintenant lquerre la verticale de ce point et en faisant par un aide un jalon, observe en vise directe, dans le prolongement de limage de lautre extrmit de la ligne vue dans le prisme; si le point de station est entre les deux extrmits de lalignement, loperateur bnfice de limage en concidence dans lautre prisme, la manipulation tant la mme.

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Rayonnement

Un point rayonne depuis une station dinstrument est celui dont on a mesur les coordonnes polaires: angle horizontale et distance horizontale.

Figures 2.1: rayonnement

Si le rayonnement peut complter un lev par abscisses et ordonnes ou par multilateration, en levant des dtails proches au thodolite et la roulette par exemple, il est dabord la technique de lev planimtrique privilgie du topographe, du fait notamment des performances des tachomtres lectroniques (M. Barbant, 2003).

d. Lev du relief Sur un plan, le relief est figure par des points cotes et des courbes de niveau.

Les points cotes, obtenus par nivellement direct, indirect ou GPS selon la prcision recherche, prcisent notamment les lignes caractristiques naturelles: crtes, thalwegs, changements de pente par exemple, et artificielles: axes des voies, hauts

et bas talus, etc. ainsi que les dtails qui prsentent un intrt particulier comme le fil deau ou laxe dun passage niveau. Le dessin manuel des courbes de niveau tient compte des lois de la

gomorphologie; en consquence, lever le chevelu de manire quentre deux points de crte C ou de thalweg T conscutive la pente constante autorise linterpolation. Entre les lignes caractristiques, raliser un semis de points de manire pouvoir ensuite interpoler les courbes entre des couples de points situes sur la ligne de plus

grande pente (M. Barbant, 2003).

e. Tachomtrie automatique Un tachomtre lectronique est la combinaison dun thodolite lectronique et dun distance mtre; le disatancemetre infrarouge est double par laser pulse visible, dont la porte varie de 600 m au plus sans rflecteur, a 7500 m sur un prisme. Le tachomtre lectronique permet le stockage pralable des donnes alphanumriques, lenregistrement et la recodification des mesures, les calculs et le dessin en temps rel sur lcran dun ordinateur.

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Masures corriges automatiquement, aprs introduction de la constant additionnelle et de la somme algbrique, de rduction a lellipsode.

Figures 2.2: station totale robotique

Depuis le dbut des annes 1990, la servi-motorisation permet au topographe travaillant seul de commander linstrument a une distance par radio depuis les points levs ou implantes sur lesquels le rflecteur est place. Recherche et par suite automatique du rflecteur, qui amliorant la prcision et augmentent la productivit (M. Barbant, 2003).

f. Lev des dtails par GPS Le but du GPS est de fournir un utilisateur terrestre, voiture, avion, bateau, sa position, sa vitesse et sa synchronisation instantane dans un systme de rfrence mondial en tout lieu et tout instant. Pour raliser ce but, il est ncessaire de pouvoir observer en permanence quatre satellites GPS simultanment; pour cela, on dispose dune constellation de 24 satellites repartis sur six plans orbitaux une altitude denviron 20 200 km

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Figure 2.3: la constellation GPS

Les satellites reoivent des informations de cinq stations de contrle situes au sol figure 9.4 le positionnement et la synchronisation des satellites sont assurs par un pilotage permanent depuis cinq stations de contrle terrestres, la station principale est celle de Colorado Springs, situe aux Etats-Unis.

Figure 2.4: Stations de contrle et de pilotage du systme GPS

Les rcepteur des usagers utilisent donc les signaux des satellites pour calculer leur propre position (Smilles, J.Lagofun, 1999).

Les rcepteurs de navigation et de topomtrie sont trs diffrents:

Les rcepteurs de navigation fonctionnent seuls. Ils mesurent des distances partir de la mesure du temps de trajet de londe de lmetteur au rcepteur; cette mesure est malheureusement peu precise, ils se prsentent sous forme de petits appareils portables, ils donnent en temps rel la position du rcepteur a 100 m prs.

Les rcepteurs godsiques figure 9.5 sont destins un fonctionnement en mode diffrentiel ncessitant deux rcepteurs. Dans ce mode, les calculs de position sont gnralement effectues aprs les mesures.

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Figures 2.5: Rcepteur godsique

Les distances sont calcules par des mesures sur la phase des ondes, ces mesures sont prcises. Chaque rcepteur est donc constitue dune antenne, associe un trpied de manire pouvoir stationner a la vertical dun point et dun calculateur distinct, relie par cble lantenne. Ce dernier enregistre des mesures des intervalles de temps rguliers. La mise en station doit placer lantenne au-dessus de loperateur pour viter que ce dernier ne constitue un obstacle ou masque entre le satellite et le rcepteur lors de ses dplacements autour de lantenne (Smilles, J.Lagofun, 1999).

Mthodes dobservation Statique : en mode statique les rcepteurs, positionnes chaque extrmit de la ligne de base, restent stationnaires pendant les observations de faon enregistrer suffisamment de signaux pour permettre la rsolution. Les mthodes statiques sont longues mais sont les seules qui fournissent la prcision ncessaire en canevas densemble.

La statique: la statique est la mthode GPS classique pour les mesures de lignes de base suprieures 15 km, la statique est utilise pour ltablissement de rseaux godsiques couvrant de grandes tendues. Des sessions dau moins deux heures, rptes si ncessaire, permettent dobtenir la prcision optimale pour ces travaux godsiques.

La statique rapide: la statique rapide est la mthode la plus oprationnelle pour la ralisation dun canevas de densification, avec des lignes de base limites 15 km, pour une prcision centimetrique.cette methode est actuellement la solution GPS utilisable en milieu urbain ou en zone de

couvert vgtal. Le mode cinmatique Un rcepteur fixe tant en A, point connu ou inconnu, un rcepteur mobile, gnralement une antenne monte sur une canne tlescopique, est positionne en B.

Aprs une premire phase dinitialisation statique sur un point connu ou inconnu, le rcepteur mobile possde suffisamment de donnes pour rsoudre les ambigits et donc calculer sa position en relative par rapport au rcepteur fixe;

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pour le calcul final des coordonnes WGS84, il suffit qua un moment donne de la chaine cinmatique le rcepteur mobile pass sur un point connu, ou quun des points A ou B soit connu.

Figure 2.6: GPS cinmatique

En statique rapide, il existe deux mthodes de mesures: 1. Le stop and go (marche arrt) qui une mthode trs proche de celle du lever

de dtails avec une station totale. Loperateur enregistre les informations en sarrtant sur des points fixes et se contente de maintenir le contact avec les satellites pendant les dplacements;

2. La trajectographie ou le rcepteur mobile enregistre les informations en permanence, toutes les seconds par exemple, ce qui permet de tracer la

trajectoire du mobile. On peut ainsi dessiner la trajectoire du vhicule et dterminer sa vitesse moyenne entre deux mesures (Smilles, J.Lagofun, 1999).

Les masques

Lors de la phase dacquisition, il faut que lantenne capte au moins quatre satellites.

Le systme GPS prvoit une visibilit en tout point du globe de quatre satellites mais en absence dobstacles appels masques figure 9.7

Figure 2.7: les masques en GPS

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La prsence invitable de masques peut faire qu un moment donne lantenne capte moins de quatre satellites; la mesure est alors interrompue.

g. Nivellement 1. Le dveloppement technologique des appareils de nivellement fait apparaitre

deux volutions essentielles: lintroduction des compensateurs automatiques puis lapparition des niveaux numriques. Ci-aprs, est rappele lvolution technique de niveaux:

Le niveau lunette fixe: la lunette est fixe par rapport au corps du niveau et une nivelle torique de directrice parallle laxe de la lunette permet le calage horizontal de la vise.la nivelle torique trs sensible, est rgle avant chaque vise;

Le niveau automatique: lintroduction dun mcanisme est base sur lquilibre dun liquide qui effectue automatiquement le rglage fin de la ligne de vise lhorizontale. Cest le principe de la grande majorit des appareils vendus actuellement;

Le niveau numrique figure 9.8, les lectures sur mire sont automatises par un systme de dcodage dune mire a codes-barres; lappareil lit automatiquement le fil niveleur et la distance station-mire; ces valeurs sont

affiches et peuvent tre mmorises sur un support informatique.

Figure 2.8: niveau digitale

Cela augmente la productivit de loperateur et limine les fautes de lectures et de retranscription des lectures.

La lecture sur la mire est prise en charge par un systme de reconnaissance dune portion de code barre lue sur une mire spcifique. Limage de la mire est utilise est minorise dans lappareil. Le principal avantage est dliminer toute faute de lecture ou de retranscription due loperateur, et de pouvoir enchainer directement les mesures de terrain par un traitement informatique (Smilles, J.Lagofun,

1999).

2. Le laser de nivellement Ces laser permettent de matrialiser un plan horizontal par rotation du faisceau laser, cest dire la rotation dun prisme autour de la diode mettrice qui reste fixe, la vitesse de rotation est rglable, parfois par tlcommande. Quelques-unes des applications possibles sont les suivantes:

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Le guidage dengins de terrassement: un capteur place sur la lame de la niveleuse permet de la positionner a une cote altimtrique prcise, la porte de ces appareils est de lordre de 400 m.

Limplantation de repres de nivellement, contrle de nivellement: le laser est stationne sur un point quelconque; loperateur dtermine sa hauteur de station par rapport un point de rfrence daltitude connue

Figure 2.9: Guidage dengins ou nivellement par un laser tournant

3. La tonomtrique La tonomtrique Topographie + informatique, est le terme que je propose pour dsigner les spcificits de la topographie de lan 2000, au vu de limportance et de rapidit des dveloppements de linformatique.

a. Automatisation des observations Les tachomtres et niveaux lectroniques effectuent la vise et le mesurage sans intervention du topographe, il peut se consacrer la saisie et au traitement de donnes thmatiques, les oprations de mesurage complexes, rptitives, prcises, tant entirement automatises.

b. Travail au point lev ou implante Depuis le point lev ou implante le topographe, travaillant seul, pilote a distance le systme de mesurage, dclenche les mesures, code et enregistre les rsultants et donnes complmentaires, contrle numriquement et graphiquement en temps rel.

c. Gestion des donnes La dtermination gomtrique dun point tant dsormais rapide et facile, les donnes complmentaires prennent de plus en plus dimportance. Le topographe saisit sur le terrain toutes les donnes gomtriques descriptives, les donnes thmatiques et topologiques, tout en exploitant celles existantes quil a charges pralablement dans linstrument.

d. Visualisation graphique Lautomatisation des mesures et leurs traitements numriques et graphiques en temps rel fournissent, sur cran graphique tactile dordinateur de terrain, les rsultants du lev et de la saisie des informations complmentaires. Les avantages des anciens levs la planchette sont ainsi retrouvs avec ces tablettes lectroniques graphiques: contrle de lavancement et de la qualit des travaux, confrontation visuelle des rsultants avec le terrain sous les yeux, correction des oublis et des manques, reprsentation simple adapte lutilisateur

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de donnes complexes, codage facile; ils se cumulent avec ceux propres aux implantations et la mise en uvre de SIG.

e. Traitement en temps rel Les ordinateurs, munis de fonctions graphiques et de communication volues, que le topographe emporte sur le terrain sont charges de progiciels complexes et trs performants.

Les contrles automatiques de cohrence des donnes et la vrification des rsultants en temps rel suppriment le post-traitement, modifiant, pour ne pas dire remplaant, la chronologie traditionnelle des travaux topographiques: mesures de terrain exploites ensuite au bureau (Smilles, J.Lagofun, 1999).

f. Standardisation La grande diversit des instruments et mthodes de topographie conduit le topographe mettre en uvre le systme le plus adapte ses besoins du moment, sous rserve quun changement ultrieur de procdes puisse se faire sans perte de donnes et sans dlai. En outre la mise en uvre de tout systme doit tre simple et intuitive, de manire permettre le passage de lun lautre sans un long apprentissage prolonge par un entrainement continu.

g. Nuages de points 3D par laser scanner A la pointe de la technologie, le laser scanner numrise en 3D, en quelques minutes, les milliers de points dune scne: Carrefour, ouvrage dart, btiment, etc. Les nuages de points, rendus dtailles et colores, peuvent tre utiliss directement pour visualisation ou mesure point par point, ou encore convertis avec les logiciels

de traitement adaptes en plans, contours, profils, etc. (Smilles, J.Lagofun ,1999).

4. Travaux topographiques spcifiques a. Btiments

I. Lev dintrieur Les mesures sont prises avec un lasermetre, qui a dsormais supplante le ruban, par diagonal, cest dire en mesurant outr les dtails: portes, fentres, etc. Les cotes primtriques de chaque pice et les diagonales qui joignent deux angles opposent de faon fixer la direction des murs. Mesurer au moins une diagonal de faon pouvoir fixer la direction des murs au report, le choix de cette diagonal dpendant de la progression suivie partir de la base ou du primtre initial; mieux mesurer plusieurs diagonales;

II. Lev des faades Un nombre limit de points parfaitement identifies, notamment laide dun dtecteur laser autorisant le travail diurne, est aisment rayonne sans rflecteur courte distance, en 3D, surtout si la prcision recherch nest pas trs grande. III. Le GPS dans le monde de la construction Le GPS centimtrique temps rel amliore sensiblement la prcision des mthodes traditionnelles de contrle de verticalit des structures de grande taille, plus de 60 m car la prcision ne se dgrade pas avec la hauteur. Les systmes GPS de haute prcision permettent de placer trs prcisment les piliers: lordinateur de bord guide loperateur par lintermdiaire dun cran

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graphique convivial, des inclinomtres et contrleurs de profondeur interfaces vrifient le positionnement en temps rel. La mise en place de grandes structures prfabriques de bton ou dacier est ralise par GPS avec prcision, rapidit et scurit (M. Barbant, 2003).

5. Photogrammtrie La photogrammtrie est la technique qui a pour but de dterminer la dimension, les positions et les formes dobjets partir de clichs photogrammetriques.la photogrammtrie arienne, apparue au cours de la premire Guerre mondiale, a prcde la photogrammtrie terrestre, les deux sont dveloppes depuis 1925 environ, pour atteindre la fin de ce sicle des performances qui la rendent irremplaable dans de nombreux domaines, en particulier la topographie.

Figure: 5.1 photographies ariennes (Smilles, J.Lagofun, 1999)

La photogrammtrie est une technique permettant dobtenir une reprsentation du terrain lchelle en trois dimensions a partir de simples photographies. Ces dernires peuvent tre prises au sol-restitution de faades, de btiments, etc. partir dun avion ou encore partir dun satellite. On parle de photogrammtrie car les clichs obtenus sont restitues a une chelle donne, fonction de la focale de lobjectif de prise de vue et de la distance lObject photographie: par exemple, la hauteur de lavion au-dessus du sol pour prises de vues ariennes. Lors dune champagne de photogrammtrie arienne, les clichs sont donc effectues de sorte quil y ait un recouvrement longitudinal de lordre de 60% entre deux prises de vue conscutives. Lobservation dune zone de terrain est faite en diffrentes passes avec recouvrement transversal de lordre de 20 25 %(Smilles, J.Lagofun, 1999).

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Figure 5.2: Mission de photographie arienne

On peut donc voir en relief partir de deux photographies. Il reste rgler les problmes de mesure directe sur les clichs, de mise lchelle en planimtrie et de mesure de laltimtrie.

a. Photogrammtrie arienne On sait que pour obtenir une carte on procde dabord lexcution dun canevas constitue de points dtermines en coordonnes et de repres connus en altitude. Ce canevas permet de procder lexploitation de photographies ariennes. La prise de vues ariennes ncessite lutilisation de chambres mtriques de prise de vues. Les formats courants des clichs sont 18 x 18 ou 23 x 23 cm. Lchelle des clichs et la hauteur de vol dpendent de lchelle du plan que lon dsire obtenir, et de la distance focale f de la chambre de prise de vues. Par exemple, pour les plans de villes a 1/2000, les photographies sont gnralement prises 1/8000. Si la distance focale f est 210 mm, la hauteur de vol sera tre gale 0.210 x 8000= 1680m. Cette hauteur de vol est ralise par le pilote au moyen dun altimtre. (Lapointe, Meyer, 1994)

Figure 5.3: photographie la vertical du point M (Smilles, J.Lagofun, 1999)

Entre bandes parallles le recouvrement est de lordre de 15%, ce qui assure une

couverture totale de la surface du sol. De deux conscutives dune mme bande un

recouvrement de 60%.

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Figure 5.4: clichs de photographie arienne avec les zones de recouvrement

Le passage de la photographie la reprsentation de terrain seffectue laide dappareils de restitution photogrammtrie. Cette opration est appele restitution. Afin de permettre la mise en place des clichs pour assurer leur restitution, il est ncessaire de dterminer en coordonnes et en altitude quatre points de repres de couple de clichs. Cette opration pralable est appele stereopreparation. On distingue trois mthodes de restitution:

La mthode analogique, ou la restitution du terrain sopre par procdes

optiques et mcanique avec un appareil restituteur.

Figure 5.5: appareille photogrammtrie universelle topo carte (N.Oucova, 2006)

1 station, 2 oculaire, 3 appuis gauche et droite des clichs, 4 articulation des

clichs pour obtenir le stereomodel, 5 coordinatograph, 6 coordimetre,

La mthode analytique, le sujet photographie est reconstitue par les points

laide dun programme de calcul sur ordinateur.

Figure 5.6: appareille photogrammtrie analytique

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La mthode numrique, ou la photographie est numrique ou digitale la

restitution se fait laide des logiciel informatique.

b. Photogrammtrie par satellite Lobservation de la terre peut tre effectue trs haute altitude: cest le domaine des satellites. Dans ce cas le terme de photographie est impropre: il sagit plutt dacquisition de donnes numriques par tldtection. Lacquissions dinformations seffectue au moyen dune bande de 6000 capteurs ou dtecteurs qui collectent la lumire du soleil rflchie par la terre. Chaque capteur collecte la lumire dun quart de surface terrestre dau moins 10 m de cote, soit une bande de 60 km de large au sol. Ces informations numriques sont diffuses directement vers les stations de contrle au sol ou stockes sur le satellite pour une diffusion ultrieure. Lavantage du satellite est trs grande surface observe de 60 x 60 a 117 x 117 km2, ce qui permet dobtenir rapidement une cartographie petite chelle (Smilles, J.Lagofun, 1999).

Figure 5.7: couverture maximale et diversement latral dune camera

c. Photogrammtrie terrestre La photogrammtrie terrestre est largement utilis dans divers domaines: la gologie, la foresterie, l'agriculture, la mdicine, l'architecture et l'tude des monuments architecturaux (N.Oucova, 2006).

Avec la photogrammtrie terrestre convergente, il est ais et extrmement rapide de mesurer faades, fouilles archologiques ou infrastructures techniques. Les architectes ont, depuis fort longtemps, approfondit les lois de la perspective :

la Renaissance italienne connaissait dj lart dtablir des plans et des lvations dun difice daprs des vues perspectives. La photographie entra dans une phase pratique quaprs la guerre de 1870 sous limpulsion dAlbrecht Meydenbauer. Cest cet architecte quest du le nom de photogrammtrie .il pensait que la photographie lui permettait dobtenir, en tous points du monument et sans discontinuit, une image perspective gomtriquement exacte . Relves photogrammtries ddifices ou dlments architecturaux de grandes dimensions

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Figure 5.8: Relves photogrammtries ddifices ou dlments architecturaux de grandes dimensions.

Le redressement est une mise en perspective geometrique de limage photographique et du plan etabli a lechelle desiree. Principe du redressement photographique. A la mise en perspective gomtrique du clich et du plan, sajoute une projection donnant, sur un support sensible place sur le plan. Les trois plans (cliche, objectif, projection).

Les photographies redresses peuvent tre assembles sous forme dune photo plan : on peut ainsi obtenir limage totale dun lment architectural de peu de relief qui na pu tre enregistre quen plusieurs.

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Figure 5.9:appareilles de redressement des cliches photographique.

Mthodes photogrammtries traitant des couples de clichs, mthode strophotographie. Cette mthode des intersections permet une reconstitution de ldifice dans un espace trois dimensions et offre la possibilit dtablir des plans et des coupes aussi bien que des lvations.

Figure 5.10:appareilles de prise de vue strophotographie.

Dans la figure 5.10, le schma dune prise de vues strophotogrammtrie dans le

cas normal, les axes optiques font un angle droit avec la base qui est-elle mme

parallle au plan de rfrence du relve.

Mthode de prise de vue par photo thodolite

Le Photo thodolite est utilise pour dterminer la position de repres sur le

monument, ces repres forment le canevas sur lequel sappuiera la restitution.

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Figure 5.11: Photo thodolite

Le cliches photographique dune photo thodolite est restitue laide de canevas des points de repre mesure en X, Y et Z.

Figure 5.12: Canevas des points de repre dterminent sur le monument dans un systme de

rfrence X Y Z.

La photogrammtrie terrestre numrique La photogrammtrie terrestre numrique, utilise les photographies numrique et laide des logiciels informatiques le redressement des photographies et fait.

Plusieurs logicielles de photogrammtrie se trouve dans le marches les plus rcentes entre eux sont par exemple le Digicode, Photo modeler et plusieurs, ces programmes calibres les

photographies numriques prise par des appareilles ordinaires et laide de ces programmes la cration des formes tridimensionnelle est trs facile.

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6. La lasergrammetrie

1. Dfinitions

La lasergrammtrie est une science ou une technique en plein essor qui exploite la technologie des scanners laser 3D (mesure laser haute densit, sans contact et longue porte). Un scanner 3D lve plusieurs millions de points en trois dimensions en quelques minutes, la mesure laser pouvant tre couple une prise de vue photogrammtrie numrique. Les technologies les plus rpandues sont la triangulation (mission dun point laser et enregistrement de son image dans un capteur), la mesure du temps de vol

(mission dune impulsion laser et enregistrement du temps aller-retour) et le mesure par diffrence de phase (mission dun rayon modul en frquence par une onde harmonique).

Selon les mthodes, les appareils offrent des portes variant de quelques mtres plus dun kilomtre, des prcisions allant du dixime de millimtre quelques centimtres, et des vitesses dacquisition allant de 500 plus de 1000 000 points la seconde.

2. Terminologie

("laser" + " gamma " ,crit ou dessin, + " mtron ", mesure) mais dautres termes sont aussi dusage dans cette nouvelle activit professionnelle : scannage 3D, 3D laser scanning, Lidar terrestre (light dtection and ranging), laseromtrie, laser 3D, etc.

3. Les avantages de cette technologie

un volume dinformation en 3D dune extrme densit

une grande rapidit dacquisition : plusieurs millions de points peuvent tre numriss en quelques heures.

chelle dacquisition 1/1 : les distances peuvent tre mesures directement en 3D dans le nuage de points.

lassurance de ne commettre aucun dommage sur lobjet pendant le relev : les mesures se font sans contact physique, laide dun laser de classe I (eye safety) ou II.

la possibilit d'accder virtuellement des parties inaccessibles physiquement : les mesures au laser sans rflecteur peuvent tre ralises plusieurs centaines de mtres du monument.

une plus grande libert dexploitation des mesures. Le relev devient plus objectif et se rapproche du document photographique

une documentation rvolutionnaire, un archivage 3D des monuments et sites scanns : les donnes acquises pourront tre exploites avec prcision mme si lobjet scann venait tre endommag ou dtruit.

La possibilit de piloter le capteur distance : via un cble rseau ou une connexion sans fil, le scanner est pilot depuis un ordinateur portable.

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4. Les contraintes lies cette mthode dacquisition

Les scanners 3D enregistrent tout ce quils voient, y compris les objets parasites : la vgtation, les passants, les cbles lectriques, la pluie, la poussire. Pour obtenir un modle propre, il faut dmarrer le traitement par une phase de nettoyage.

La technologie complte a un cot trs lev. Le montant de linvestissement est encore de lordre de 100.000 175.000 euros HT pour un capteur et un logiciel de traitement.

Elles doivent tre installes sur des ordinateurs puissants (stations graphiques), dont le cot est aussi prendre en compte. Cela engendre un problme de diffusion des donnes 3D (http://www.lasergrammetrie.net).

5. Domaine dapplication

Ingnierie industrielle (Site nuclaire, installation technique complexe...)

Levs terrestres complexes ou inaccessible (Glissement de terrain, Ponts, Ouvrages dArts, Carrires, Digues)

Opration dAmnagements, Urbanisme (Simulation 3D rapide, exhaustive et raliste de projets damnagements urbains, Elaboration dortho photos, de coupes avec une rsolution de quelques MM.)

Patrimoine, Hritage culturel (Modlisation en 3D de monument du patrimoine national (dans le cadre de projet dclairage ou de rnovation),Plan lvation de faade, orthophotoplans, coupes, plans de niveaux complexes (http://www.cms.fr).

6. Le lidar

Le LIDAR ou "Lights Dtection And Ranging" est construit sur le principe de

l'mission d'un signal lumineux discret ou continu vert, ultraviolet ou infrarouge et

de la rception de sa portion rflchie par tout objet intercept, dans le chemin

inverse. Le LIDAR est donc la fois un instrument et une mthode de dtection

fonde sur les proprits gomtriques des objets tudier. Il appert que,

gnralement, la source mettrice d'un LIDAR est un laser, un LIDAR mont sur

plate-forme aroporte -incluant un hlicoptre- est souvent appel un ALS

("Airborne Laser System").

Les LIDAR montes sur avion

Le LIDAR est monte sur un avion ou un hlicoptre pour balayer les surface

et les plaintes pour le but de la construction en 3D du modeler rel du terrain.

Les appareilles terrestres

Les appareilles terrestres sont les appareilles fixes et mobiles, fixes sur un

trpied ou sur une voiture.

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Figures 6.1: scanner fixe et scanner mobile

Ils sont utiliss pour les levs des rues et des monuments historiques.

7. Formes et dimensions de la terre a. Gode et ellipsode

En apparence la terre a la forme dune sphre. En fait, elle est lgrement dformer par la force centrifuge introduite par sa rotation autour de laxe des ples. Elle a donc laspect dun ellipsode de rvolution dont le petit axe b est laxe de rotation (laxe des ples). La surface des mers et ocans au repos recouvrant toute la terre est appele gode, le gode, niveau des mers prolonge sous les continents, est donc la surface de rfrence pour la dtermination des altitudes, autrement dit la surface de niveau zro.

Figure 7.1: forme de lellipsode du gode et de la sphre.

La surface la plus proche du gode est un ellipsode de rvolution, la terre tournant autour de laxe des ples, cette rotation engendre un cercle quatorial de rayon a Il nexiste pas un ellipsode global unique mais plusieurs ellipsodes locaux dfinis pour chaque pays, au Liban on utilise lellipsode dfinie en 1880 par Clarke et dont les caractristiques modifies par rapport lellipsode initial, sont les suivant: Demi-grand axe: a= 6378,24920 km

Demi-petit axe: b= 6356,51500 km

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Figures 7.2: ellipsode de rvolution (Smilles, J.Lagofun, 1999)

Cest lellipsode de rfrence actuellement utilise comme surface de projection pour ltablissement de cartes et plans.

b. Coordonnes gographiques Les coordonnes gographiques dun point M, qui permettent de le positionner sur lellipsode sont :

La longitude godsique , angle du Meridian du lieu avec la mridienne origine: mridien de lobservatoire de Greenwich, longitudes de 0o a 180o Est ou Ouest pour le systme international.

La latitude godsique est langle que fait la normale en un point lellipsode avec le plan de lquateur.

Figure 7.3: coordonnes gographiques (M. Barbant, 2003)

c. Historique du systme Libanais En 1799, Napolon Bonaparte a commenc sa campagne militaire pour la conqute de l'gypte, la Palestine et la Syrie. La Carte d'Egypte et de Syrie a t publie par le Dpt de la Guerre en 1808. L'ersatz niveau de rfrence est fond sur des observations astronomiques au Caire et Jrusalem, et a t rfrenc l'ellipsode Plessis o le demi-grand axe a = 6, 375,738.7 m L'expdition franaise du Liban (1860-1861) a t faite aprs le massacre de chrtiens en Syrie et au Liban. Les premires cartes de la Turquie, ont t sur la projection Bonne aussi, mais la projection d'origine a t la finale de la coupole de Aya Sofia.

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Lellipsode Bonne turc ottoman de la Syrie, utilis de 1909 1923, a eu une projection de la latitude d'origine = 28 58 '50.8188 "N et le mridien central = 39 36' Est de Greenwich. Le rseau godsique a t calcul sur la Clarke 1880 o un ellipsode = 6, 378,249.2 m, et, selon le Service Gographique de lArme, d'origine prs de Constantinople (Istanbul). Le 1:200,000 - chelle de la carte gnrale de l'Asie mineure a t publi en 1911 sous la direction du Service de la carte de la Turquie.

Les franais ont crs le Bureau topographique du Levant en 1918, et aprs 1920, la chane de triangulation a t tendue vers l'est le long de la frontire nord de la Syrie avec la Turquie l'Irak. La brigade topographique a t commande par le lieutenant-colonel Perrier, il a organis et les observations de la cration d'une origine astronomique pour une rfrence dans la valle de la Bekaa au Liban. Bekaa, c'est l'origine pour les observations astronomiques.

Le pilier de la latitude a t observe par le capitaine Volont en 1920.Les coordonnes ont t dfinie pour un pilier construit l'Observatoire de Ksar o la latitude = 28 58 '50.8188 ". Longitude = 35 53' 25.26" Est Greenwich, avec un centre de projection tadmour (Deir el zor) en syrie, la triangulation a t calcul sur la ellipsode de Clarke 1880, En 1922, les Travaux du Cadastre et d'amlioration Agricole des Etats, de Syrie et du Liban sous le Mandat Franais tablis SCHEMA DE LA PROJECTION STROGRAPHIQUE qui est fonde sur la projection strographique oblique. Le Latitude d'origine = 34 12 'N, le mridien central = 39 09' Est de Greenwich.

8. System de projection a. Caractristiques gnrales

Un systme de projection est un systme de reprsentation plane, correspondance entre un point de lellipsode et ses coordonnes gographiques et , avec les coordonnes planes rectangulaires X, Y de ce mme point dans le repre orthonorm de la projection. Les systmes de projection peuvent tre classes en trois groupes:

Les systmes conformes qui conservent les angles; ce sont les plus utilises

Les systmes quivalents qui conservent les surfaces;

Les systmes quidistance qui conservent les distances;

b. Les system Lambert En 1772 Lambert publia les bases mathmatiques dune projection conique conforme que lon peut schmatiser par le dveloppement en plan dun cne de sommet S tangent lellipsode. Les mridiens sont des droites concourante en S, sommet du cne et image du pole; Les parallles sont reprsents par des cercles concentriques de centre S et de rayon R,

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Figures 8.1: reprsentation conique directe (S.Milles, J.Lagofun, 1999)

c. Projection UTM (Universal Transverse Mercator) En reprsentation de Mercator, la terre est considre spherique.la projection seffectue sur un cylindre daxe passant par les ples et tangent a lquateur. Les mridiens sont des droites parallles, quidistantes et perpendiculaires lequateur.les parallles sont des droites perpendiculaires aux mridiens. Le systme WGS 84 (World Godsique System 1984) : Systme godsique mondial, rvision de 1984) est le systme godsique associ au GPS ; il s'est rapidement impos comme une rfrence "standard" pour la cartographie. Les prcdentes ralisations taient: WGS 72 (associ au systme TRANSIT), WGS 64 et WGS 60.

Un systme godsique ne doit pas tre confondu avec un type de projection: il dfinit une reprsentation du gode terrestre.

d. Triangulation Un rseau de points connus en planimtrie est ncessaire pour effectuer la majorit des travaux de topographie. Ce nest pas indispensable dans le cas o le travail sera effectu en repre local (petits chantiers ou chantiers isoles).la direction daffaires gographique au Liban a implante un rseau de points dits godsiques sur laquelle on distingue la triangulation du 1er, 2nd ,3eme et 4eme ordre.

La dtermination des points godsiques sest faite par la mthode de triangulation, qui consiste mesurer les angles et quelques cotes des triangles accoles dont les sommets sont les points godsiques. La triangulation godsique consiste dterminer les coordonnes X et Y des sommets de triangles accoles dont on mesure les angles et un certain nombre de

ctes. Lorientation dune base est faite par dtermination astronomique.

Figure 8.2: chaine de quadrilatres

Les calculs sont effectus dans le systme de projection choisit. Le progrs de linformatique ont permis dobtenir des rsultants beaucoup plus homognes.

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9. Observations topographiques Les images topographiques des points S, A, B du terrain (M. Barbant, 2003).

Figures 9.1: observations topographiques

Sont les points s, a, b, projections orthogonales suivant des verticaux rectilignes et

parallles sur le plan horizontal, daltitude zro. Les points s, a, b est assure en planimtrie par leur coordonnes rectangulaires X et Y.

a. Angles Langle horizontal A est mesure dans le cercle horizontale du thodolite dans le sens des aiguilles dune montre; Langle vertical est gnralement langle znithal V compte de 0 200 gons.

b. Distances La distance directe ou distance suivant la pente Dd est la longueur du segment de

droite joignant de points de lespace. La distance horizontale Dh cest la longueur du segment sur le plan horizontale

c. Denivelees La dnivele entre deux points S et A par exemple est la diffrence des altitudes de ces deux points.

Elle est mesure par nivellement direct ou indirect, laide dun niveau, thodolite ou tachomtre.

d. GPS (global Positioning System) Systme de radio positionnement mondial par satellites, utilise initialement pour le

canevas, il permet la dtermination des points de dtail en XYZ.

10. Prcision des observations a. Dfinitions

Observation: cest laction dobserver au moyen dun instrument permettant des mesures.

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Mesurage direct, mesurage dune distance avec un ruban par exemple. CHANAGE : Mesure directe des distances au moyen d'un ruban (remplaant l'ancienne chane d'arpenteur). Le chanage peut tre fait plat : ruban pos sur le sol ou par ressauts horizontaux.

Chainage en gradin: Procd de CHANAGE, en terrain en pente, consistant porter des longueurs de raban tendu horizontalement par ressauts successifs l'aide d'un FIL A PLOMB.

On dit aussi CHANAGE PAR RESSAUTS. Mesurage indirect, mesurage dune distance en utilisant des formules mathmatiques. La correction est la valeur quil faut ajouter algbriquement au rsultat brut du mesurage pour obtenir le rsultat corrige.

b. Erreurs parasites ou fautes Incertitudes souvent grossires provenant de linattention ou dun oubli de loperateur; pour dceler les fautes, que lon est toujours susceptible de commettre, on pratique des contrles.

c. Erreurs systmatiques Une erreur systmatique est une erreur qui reste constant en valeur absolue et en signe ou qui varie selon une loi dfinie quand les conditions changent. Elles proviennent en gnral de dfauts de construction ou de rglage des instruments, elles sajoutent systmatiquement les unes aux autres, on en connat gnralement la cause et leur ordre de grandeur.il faut seulement les liminer, ou en diminuer limportance car leur effet se compose par voie daddition.

d. Erreurs accidentelles Lerreur accidentelle est celle qui varie de faon imprvisible en valeur absolue et en signe lorsquon effectue un grand nombre de mesurages de la mme valeur dune grandeur dans les conditions pratiquement identiques. Les erreurs accidentelles ne peuvent tre calcules davance ni limines par mode opratoire.

e. Prcision La prcision dun instrument de mesurage est la qualit qui caractrise son aptitude donner des indications proche de la valeur vraie de la grandeur mesure; cest la qualit globale de linstrument du point de vue des erreurs, la prcision dautant plus grande que les indications sont plus proches de la valeur vraie. En

topographie, la prcision dun instrument est gnralement caractrise par lcart-type annonce par le constructeur.

11. La carte La cartographie est lensemble des techniques graphiques intervenant partir de lves originaux ou de documents divers en vue de llaboration et de la production des cartes.

Les diffrents travaux qui aboutissent la carte de base sont dans lordre chronologique:

Godsie;

Nivellement;

Prise de vue arienne;

Compltement topographique;

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Rdaction de la carte de base;

Rdaction des cartes drives;

Reproduction et tirages. a. La carte topographique

Une carte topographique est une carte chelle rduite reprsentant le relief dtermin par altimtrie et les amnagements humains d'une rgion gographique de manire prcise et dtaille sur un plan horizontal Les autres cartes chelle plus grande et les plans de ville ne sont pas des cartes topographiques car ils ne respectent pas l'chelle de rduction pour reprsenter les routes. En effet, l'usage principal de ces cartes routires et des plans est le reprage d'un trac routier. Nanmoins, le fond de carte et de plan contient des informations topographiques parfaitement reprsentes, comme la vgtation de surface, le relief, etc.

Au Liban, la carte topographique de base est celle de la direction des affaires

gographique a larme libanaise au 1/20 000 (1 cm sur la carte reprsente 20 000 cm, soient 200 mtres sur le terrain). La limite de valeur d'chelle entre le plan et la carte est le 1/10 000 (le plan : 1/200, 1/250, 1/500, ..., 1/5 000 ; la carte : 1/10 000,

1/20 000, ..., 1/1 000 000 et moins encore).

b. Dcoupage Le dcoupage des feuilles de la carte de base lchelle 1/20 000 est constitu de 121 cartes qui forment tous le territoire Libanais.

Les cartes topographiques a chelle 1/200 000 faites par les Russe en 1985 dont le dcoupage est forme de 6 cartes et les cartes lchelle de 1/100 000 faites en 1983 de dcoupage 15 cartes. Compte tenu de lchelle, les dtails sont reprsents sous forme de signes conventionnels; la rdaction cartographique des cartes topographiques est faite en 4 couleurs:

Noir pour la planimtrie;

Bleu pour lhydrographie, cest dire la reprsentation des eaux;

Orange pour les routes et lorographie, expression cartographique du relief qui dcoule des lois de la gomorphologie, laquelle le dcrit et lexplique;

Vert pour la vgtation. A partir de la carte de base, document cartographique le plus dtaille issu directement des observations godsiques, photogrammtries et topographiques, on tablit des cartes drives par gnralisation, autrement dit par slection et schmatisation des dtails. Les cartes thmatiques montrent sur fond topographique des phnomnes qualitatifs ou quantitatifs: cartes gologiques, de population, etc.

c. Exactitude Une carte doit tre: Fidle, cest dire reprsenter le terrain sans confusion ni omission; Figurer le relief laide de conventions et artifices; Exacte; image conventionnelle qui ne peut tre rigoureusement semblable au terrain, son exactitude est la fois positionnelle et relationnelle.

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Lexactitude positionnelle correspond des centres de signes conventionnels situes a leurs places exactes par rapport au quadrillage de rfrence, alors que lexactitude relationnelle tient essentiellement compte de la disposition relative des

phnomnes les uns par rapport aux autres. Sous ces rserves, la prcision dun point est fonction de celle du systme de projection, du canevas godsique, des donnes topographiques, de la rduction cartographique et surtout de ltat des reproductions et tirages.

d. Orographie Lexpression cartographique du relief, ou orographie, est faite par lintermdiaire de points cotes, courbes de niveau et des signes conventionnels.

Points cotes

Exactitude positionnelle, altitude arrondie au mtre. Courbes de niveau

Une courbes de niveau est une ligne qui relie les points conscutifs de mme altitude du terrain; elle est donc contenue tout entier dans un mme plan horizontal et par consquent projete sans dformation sur le plan topographique. Lquidistance est la diffrence daltitude des plans horizontaux de deux courbes conscutives; constant pour une feuille, elle est en fonction de lchelle et du relief, gale 5m le plus souvent pour la carte de base.

Figures 11.1: courbes de niveau (M. Barbant, 2003)

Les courbes maitresses, en trait continu pais, situes toutes les cinq courbes partir de laltitude zro.

Les courbes ordinaires, en trait continu moyen;

Les courbes intercalaires, en trait interrompu fin, qui ne sont en fait que des portions de courbes destines prciser un mouvement localisent de terrain que les courbes ordinaires ne font pas apparaitre.

Si les courbes de niveau traduisent assez bien un relief drosion adouci, elles sont par contre beaucoup plus difficiles interprter, quand elles peuvent tre dessines, dans les roches boulis, falaises, etc.; ces reliefs particuliers, souvent localises, sont figures par des signes conventionnels ne permettant par la mesure.

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12. Mesure des distances et des angles a. Mesurage stadimetrique (traditionnel)

Figues 12.1: lectures sur mire (M.Barbant, 2003)

Une lunette stadimetrique est une lunette de thodolite dont le rticule porte deux traits stadimetriques, symetriques par rapport au grand trait horizontal de laxe optique, qui dterminant deux lignes de vise formant dans le plan vertical langle stadimetrique A.

Laxe optique et les deux rayons stadimetriques du thodolite T en station au pont S rencontrent un rgle gradue, appele mire, maintenue vertical au point M. La lecture estime au trait niveleur vaut donc H=0,654m. l1=0,590m, l2=0,717m

Si laxe optique du thodolite est horizontal donc perpendiculaire la mire la distance horizontale Dh= 100( l2-l1) soit 12,7m avec les valeurs prcdents. Avec un axe optique dinclinaison i, ou un angle znithal V

Figure 12.2: distance stadimetrique rduite (M.Barbant, 2003)

La distance horizontale est donc Dh= 100( l2-l1) cos2i ou Dh= 100( l2-l1) sin

2V.

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b. Mesurage lectronique Un IMEL, Instrument de Mesure Electronique des Longueurs ou distance mtre,

est un appareil qui fonctionne le plus souvent par mission dune onde

lectromagntique qui permet la mesure du dphasage de lcho de cette onde

renvoye par un rflecteur.

Figures 12.3: mesure de distance avec un IMEL (S.Milles, J.Lagofun,1999)

Pour mesurer une distance Di entre deux points au moyen dun IMEL, loperateur stationne lappareil sur le point A et on place un miroir a la vertical du point B. Un train dondes est envoy de A' vers B': cest son retour au point A' aprs rflexion sur le miroir B/ qui permet de calculer la distance Di parcourue. La mesure de la distance sera faite par la mesure du dphasage de londe retour par rapport londe aller. Le signal mis par lIMEL est une srie dondes sinusodales dont la longueur donde correspond la distance rectiligne parcourue par londe pendant un temps T appel priode. Le rflecteur ou prisme Cest une diapositive inerte dont la nature dpend de la puissance nergtique renvoyer.

Un rayon lumineux subit trois rflexions successive avant dmerger parallle a lui-mme dans la position symtrique. Le rflecteur est maintenu manuellement au vertical de point laide dune canne tlescopique munie dune nivelle sphrique pour assurer la verticalit.

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Figure 12.4: rflecteur a prisme (M.Barbant, 2003)

c. Mesurages des angles

Le thodolite est un instrument de mesurage des angles, constitue essentiellement

de trois axes concourants et deux goniomtres appels simplement cercles

(M.Barbant, 2003) on distingue:

Figure 12.5: schma du thodolite

Le pivot, ou axe principale, cale verticalement et centre, cest dire

confondu avec la vertical du point au sol;

Laxe de basculement, ou axe de tourillons, perpendiculaire laxe principal

donc horizontal au moment des observations;

Laxe optique de la lunette, perpendiculaire laxe de basculement, balaye

un plan de vise vertical;

Le cercle horizontal, centre sur le pivot, permettra mesure des angles

horizontaux;

Le cercle vertical, ou climtre, centre sur laxe de basculement, autorise la

mesure des angles verticaux.

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Figures 12.6: thodolites optiques et digitales

Les thodolites optiques instruments anciens, avec lesquels loperateur procde une lecture optique en estimant gnralement le milligrade et le decimilligrade pour les thodolites de prcision, le micromtre sert indiffremment au cercle horizontal et au cercle vertical. Une fois le signal pointe avec la lunette, loperateur encadre lindex avant de lire successivement langle horizontal puis langle znithal

Figures 12.7: lectures optiques document Leila, (M. Barbant, 2003)

Les thodolites lectroniques, lecture automatique, le microprocesseur intgre grant le droulement de la mesure et transmettant laffichage cristaux liquides langle horizontal et langle vertical.

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Figure 12.8: lecture lectronique document Leica (M.Barbant, 2003).

Les thodolites lectroniques permettent seulement la lecture digital des angles tandis que les distances sont calcules par mthodes traditionnelles Les appareilles topographique lectronique qui permet de lire digitalement les angles et les distances sont appelle station total ou en anglais total station les marques les plus connues de ces appareilles sont:

Leica, Topcon, Sokkia, Nikkon etc.

13. Chronologie et systme des travaux topographiques au Liban

a. Reconnaissance La premire tape pour commencer un Project cest la reconnaissance ou la situation du Project se fait sur les cartes 20 millimes faites par la direction des affaires gographique de larme Libanaise. Si la ville ou le village ou se situe le Project est lentourage de la capitale de Beyrouth on peut trouver des plans cadastral finale dans le bureau fonciers de ltat dans ce cas les travaux topographique sont trs faciles appliques cause de coordonnes trouves sur les plans cadastraux. Tandis que dans les villages loin de la capitale les travaux topographique pour

ltablissement des plan cadastral ne sont pas encore accomplis cause de la guerre et les problmes politiques, dans ce cas on a recourt des croquis trouves dans le bureau de ltat qui nous aides a trouv les marques limites sur terrain faites par les ancienne brigades topographiques, ce cas rend les travaux topographiques

difficiles.

b. Project Les Project topographies sont:

Le relev, limplantation Le relve cest lopration de collection des donnes, ces donnes sont en forme de coordonnes (x,y,z) ou angles et distances. Parfois le relve doit tre munie dun croquis qui rend le travail ou le dessin de la carte plus facile, par exemple relve des faades des btiments et des ouvrages. La relve ayant pour but la cartographie. Limplantation cest lopration de distribution des donnes, par exemple limplantation des btiments ou de limites parcellaires. Cette opration est faites partir des coordonnes ou de distances et angles. Limplantation a pour but la matriculassions sur terrain.

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Bibliographie

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mesure et de reprsentation. 2287, 1999, 540 p.

M.Barbant. Maitriser la topographie, Des observations au plan. 2, 2003, 542 .

L.Lapointe, G.Meyer. Topographie appliqu aux travaux publics btiments et

levers urbains. 4, 1994, 268 p.

N.Oucova. Godsie pour la restoration,Architecture-C.Moscou 2006, 224 p.

http://www.rgphotographie.ch

http://www.lasergrammetrie.net

http://www.cms.fr

http://aftopo.club.fr/