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TOPOGRAPHIE & SIG 3ème Année G.Civil Mr. Moustapha BALLAK 2021 - 2022 —————————

TOPOGRAPHIE & SIG 3ème Année G.Civil Mr. Moustapha BALLAK 2021 - 2022 ————————————————————————————————————————————— UNIVERSIAPOLIS - UNIVERSITÉ INTERNATIONALE D'AGADIR Bab Al Madina, Qr Tilila, B.P. 8143, Agadir. Tél : 0528 230 230 / 0528 22 32 10 Fax : 0528 22 33 68 Cours Topographie & SIG G.Civil E-POLYTECHNIQUE ————————————————————————————————————————— 1 2021 - 2022 PLAN DU COURS : ELEMENT I : TOPOGRAPHIE CHAPITRE I : NOTIONS DE BASE CHAPITRE II : PROCEDES TOPOGRAPHIQUES A. Notion préliminaires B. Procédés topographiques pour le levé planimétrique C. Procédés topographiques pour le levé altimétrique D. Courbes de niveau et Plan coté E. Implantation F. Profils ELEMENT II : SIG  Introduction au SIG  Acquisition et Intégration des données  Représentation de l’information géographique (la cartographie)  Domaine D’utilisation des SIG BIBLIOGRAPHIE Cours Topographie & SIG G.Civil E-POLYTECHNIQUE ————————————————————————————————————————— 2 2021 - 2022 ELEMENT I : TOPOGRAPHIE CHAPITRE I : RAPPELS ET NOTIONS DE BASE La topographie nécessite un état d’esprit où la rigueur, la précision, la clarté et la conscience professionnelle sont indispensables. 1. Terminologie : Le mot TOPOGRAPHIE est formé à partir de deux mots grecs : «Topos» qui signifient lieu et «graphie» qui signifie écrire, donc écrire à propos d’un lieu. La topographie consiste à représenter graphiquement un lieu sur le papier. L’opération correspondante s’appelle le levé topographique, technique qui a pour objet l'exécution, l'exploitation et le contrôle des observations concernant la position planimétrique et altimétrique. 1.1. La planimétrie : La planimétrie est la représentation en projection plane de l’ensemble des détails à deux dimensions du plan topographique. La planimétrie est la partie de la topographie rassemblant toutes les opérations effectuées à l’aide de mesures horizontales. 1.2. Le plan topographique : Le plan topographique est la représentation exacte obtenue par projection, sur un plan horizontal, de tous les points caractéristiques situés sur le terrain. 1.3. L‘ altimétrie : L’altimétrie est la partie de la topographie rassemblant toutes les opérations effectuées à l’aide de mesures verticales. Elle représente le relief sur un plan ou une carte. 1.4. Altitude d’un point : Hauteur de ce point par rapport au niveau moyen des eaux de la mer. Cours Topographie & SIG G.Civil E-POLYTECHNIQUE ————————————————————————————————————————— 3 2021 - 2022 1.5. Cote d’un point : Hauteur d’un point par rapport à un plan horizontal de référence. 1.6. La dénivelée : Lorsque deux piquets sont à une côte, la différence (entre ses deux côtes) représente la dénivelée Elle est égale :  Soit à la différence des altitudes de ces deux points  Soit à la différence des côtes de ces deux points  Soit à la différence des lectures effectuées sur les mires placées sur ces deux points. Le dessin topographique, architectural est un des moyens permettant d’informer ou de s’informer. Pour situer un point il faut repérer ses coordonnés sur 3 axes : Celui des X : la largeur Celui des Y : la longueur Et des Z : l’altitude Cours Topographie & SIG G.Civil E-POLYTECHNIQUE ————————————————————————————————————————— 4 2021 - 2022 Réalisation d’un ouvrage Positionner cet ouvrage sur le sol En plan En altitude Planimétrie Altimétrie Ruban Théodolite Niveau et mire La topographie permet d’effectuer ces mesures avec la précision nécessaire. 1.7. 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 à travers les différents modes d'acquisition des données. Un levé est réalisé à partir d’observations : actions d’observer au moyen d’un ou plusieurs instruments permettant des mesures 1.8. Les calculs topographiques : Ils exploitent numériquement les observations de distances, d’angles et de dénivelées, pour fournir les coordonnées rectangulaires planes : abscisse X, ordonnée Y et les altitudes Z des points du terrain. Les calculs topo- métriques exploitent ces valeurs pour déterminer les distances, dénivelées non mesurées, afin de permettre notamment les implantations. Cours Topographie & SIG G.Civil E-POLYTECHNIQUE ————————————————————————————————————————— 5 2021 - 2022 1.9. Les dessins topographiques : Un dessin topographique est la représentation conventionnelle du terrain à une échelle donnée. Quatre types d'échelle en topographie :  Petite échelle : 100 000 ≤ Echelle  Moyenne échelle : 10 000 ≤ Echelle ≤ 100 000  Grande échelle : Echelle < 10 000, en général 1/5000, 1/2000, 1/1000  Très grande échelle : s’appliquant plutôt au 1/500, 1/250, 1/100, 1/50 1.9.1. Echelle d’un plan ou d’une carte : On appelle échelle le rapport de proportionnalité qui permet de passer des longueurs mesurées sur le plan, aux distances réelles. Comme il n’est pas toujours possible de représenter un objet ou une pièce en grandeur réelle ; il est donc nécessaire d’agrandir ou de réduire leurs dimensions. Ce rapport de réduction ou d’agrandissement se nomme L’ECHELLE. Une carte représente une surface très étendue généralement à une échelle très petite. Un plan représente une surface plus restreinte et à une échelle très grande. 1.9.2 Rôle d’une échelle : Réduire ou agrandir de façon constante et rationnelle les dimensions d’un objet, d’une pièce, d’une construction, d’un plan. Cours Topographie & SIG G.Civil E-POLYTECHNIQUE ————————————————————————————————————————— 6 2021 - 2022 1.9.3 Expression d’une « Echelle » : Lorsqu’un plan est dessiné à l’échelle, cela signifie que les distances réelles et les dimensions mesurées sur le plan, exprimées dans la même unité, sont proportionnelles. Echelle = Dimension plan / Dimension réel Dimension réel = Dimension du dessin / Echelle Dimension du dessin = Dessin réel × Echelle L’échelle peut s’exprimer de trois façons :  Fraction (ech : 1/200)  Rapport (ech : cm/m)  Décimale (ech : 0.01) Quelques exemples d’échelles :  Plan de situation :1/200ème  Plan de masse : 1/1000ème Plan Réel terrain Rapport Décimal 1/50 ème 1 cm 50 cm 2 cm par m 0.02 par m 1/100 ème 1 cm 100 cm 1 cm par m 0.01 par m 1/200 ème 1 cm 200 cm 5 mm par m 0.005 par m 1/250 ème 1 cm 250 cm 4 mm par m 0.004 par m 1/500 ème 1 cm 500 cm 2 mm par m 0.001 par m Cours Topographie & SIG G.Civil E-POLYTECHNIQUE ————————————————————————————————————————— 7 2021 - 2022 3. 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… 3.1. Quelques définitions : 3.1.1. Les paramètres essentiels : La mise en œuvre de la géodésie (la science qui mesure et représente la surface terrestre) et des techniques qui en sont dérivées nécessitent l’existence d’un jeu de paramètres essentiels : 1. un système géodésique de référence. 2. un réseau géodésique de points matérialisés. 3.1.1.1. Le système géodésique : Un système géodésique (ou datum géodésique) est un repère affine 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 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. Cours Topographie & SIG G.Civil E-POLYTECHNIQUE ————————————————————————————————————————— 8 2021 - 2022 3.1.1.2. Le réseau géodésique : Un réseau géodésique est un ensemble de points de la coûte 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. 3.1.2. Les surfaces : Plusieurs surfaces sont à considérer lorsque l’on s’intéresse au positionnement géodésique. La première est bien évidemment la surface topographique. C’est elle qui joue le rôle d’interface entre partie solide et partie liquide ou gazeuse de la Terre. C’est elle que nous connaissons le mieux, d’un point de vue sensoriel et physique, elle est l’objet de nombreuses sciences et techniques. Le géoïde est la seconde surface à considérer. Elle se définit comme la surface équipotentielle du champ de pesanteur. L’accélération de pesanteur (g) lui est donc normale en tout point. Une excellente réalisation physique de cette surface équipotentielle est la surface moyenne des mers et océans. Mais sous les continents, l’accès à cette surface ne peut être qu’indirect. On retiendra donc la réalité physique indéniable de cette surface tout en gardant à l’esprit les difficultés que nécessite sa détermination. Cours Topographie & SIG G.Civil E-POLYTECHNIQUE ————————————————————————————————————————— 9 2021 - 2022 L’altitude Orthométrique Enfin, l’ellipsoïde de révolution représente la dernière surface. Modèle mathématique défini pour faciliter les calculs et pour qu’il soit le plus près possible du géoïde, il peut être local ou global, selon le champ d’application uploads/Geographie/ cours-topographie-et-sig-2022.pdf