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1 NOTES DU COURS DE TOPOGRAPHIE (BAC2 GEOLOGIE) 1 2 CONTENU DU COURS DE TOPOGRA

1 NOTES DU COURS DE TOPOGRAPHIE (BAC2 GEOLOGIE) 1 2 CONTENU DU COURS DE TOPOGRAPHIE Année d’études : BAC2 Géologie Titulaire : Professeur Dr SEBAGENZI MWENE NTABWOBA I. Objectifs éducationnels – intermédiaire d’intégration de : A la fin du cours de Topographie, l’étudiant doit être capable de : 1. – Appliquer les principes d’élaboration d’une carte topographique.  Dresser une carte topographique ;  Tracer et interpréter un profil topographique. En conséquence, il doit pouvoir établir la chronologie des différentes opérations de Planimétrie et d’Altimétrie. 2. Manipuler les principaux appareils et instruments de mesures planimétriques et altimétriques. Ceci implique qu’il doit être capable de :  Décrire les principaux appareils et instruments de mesure de distance et de dénivelé (tachéomètre, niveau, nivelle à fiole etc…) ;  Exécuter correctement une opération de pointé en station ; II. Stratégie éducative Pour atteindre ces objectifs, le mode d’intervention sera de préférence mixe : Exposé magistral, Démonstrations, Jeu de rôle, Exercices pratiques et Travaux guidés, Sorties sur terrain. III. Stratégie éducative Pour atteindre ces objectifs, le mode d’intervention sera de préférence mixte : Exposé magistral, Démonstrations, Jeu de rôle, Exercices pratiques et Travaux guidés, Sorties sur terrain. III. Stratégie d’évaluation  Evaluation formative pour améliorer l’action du processus éducatif ;  Evaluation sommative à la fin du cours ; 3 IV. Les Pré-requis Pour bien assimiler le cours, l’étudiant est supposé avoir suivi les enseignements suivants : Géométrie place, Mathématiques, Trigonométrie. V. Le contenu Introduction – Généralités : Définitions, But de la Topographie. Chap. I Notions de géodesie 1.1 Introduction 1.2 Géoïde terrestre 1.3 Ellipsoïde de référence Chap. II La planimétrie 2.1 Les instruments de mesure : présentation et description. Les méthodes et procédés utilisés : traçage des alignements ; 2.2 Mesure des distances 2.2.1 Mesures direct : types de mesurages, problèmes et résolution. 2.2.2 Mesurages indirect : problèmes pratiques et résolution. 2.3 Mesure des angles Méthodes par répétition, Méthode par rétération, Méthodes stadimétrique. 2.4 Canevas planimétriques 2.4.1 La triangulation : principe et établissement. 2.4.2 Les repères et signaux : descriptions et utilisation ; 2.5 Les coordonnées rectangulaires planes : notions de quadrant, compensation des angles, calcul de gisement (cheminement ouvert, cheminement fermé). 2.6 Lever d’un point par la méthode angulaire par intersection. 2.7 Lever d’un point par la méthode angulaire par relèvement ; Chap. III L’Altimétrie 3.1 Les instruments de mesure de dénivellés : présentation et description. 3.2 Nivellement géométrique : nivellement simple, nivellement composé 3.3 Nivellement trigonométrique : principe et méthode 3.4 Nivellement barométrique : principe et méthode 3.5 Précision des nivellements 4 Chap. IV Etablissement d’une carte topographique 4.1 Points côtés et Courbes de niveau 4.2 Techniques de lecture d’une carte topographique 4.3 Profil topographique : signification et interprétation IV. Bibliographie Berchimans, 1973 : - Cours de topographie et Photogrammétrie, 2ème graduat Géologie ; Centre de formation KDL, 1974 : Cours de topographie Raymond d’Hollander, 1971 : - Topographie générale. Tome 1 et 2 Ed. Eyrolles Paris V. 5 CHAP. I GENERALITES 1.1 NOTIONS DE GEODESIE ET DE TOPOGRAPHIE 1.1.1 Définitions La GEODESIE est la science qui a pour objet l’étude de la figure de la Terre et la mesure de ses dimensions. La TOPOGRAPHIE est la science dont l’objet est de représenter la surface physique de la terre sur une surface plane ou horizontale. Elle englobe dont toutes les techniques de levé utilisées dans le but d’élaborer des cartes et des plans d’un terrain assez étendu, à l’échelle relativement petite en supposant la Terre plane. La TOPOMETRIE résume l’ensemble de travaux effectués sur le terrain pour procéder à des relevés métriques nécessaires à l’établissement d’une carte. Une CARTE est la représentation sur un plan d’une partie de la surface de la Terre. Cette représentation est faite en réduisant les dimensions réelles suivant un facteur de réduction appelé échelle. Si la réduction est faible, le facteur de réduction est relativement grand ; par contre si elle est forte, le facteur de réduction est petit. Exemple : 1/500.000 ou 1 : 500.000 l’échelle est dite petite. Selon l’échelle, les cartes sont classées en : a. Cartes géographiques dont les échelles sont très petites. Exemple 1/1.000.000 ; 1/2.000.000 b. Cartes chorographiques dont les échelles varient entre 1/200.000 et 1/1.000.000 ; c. Cartes topographiques dont les échelles sont plus grandes que 1/200.000. Elles sont établies à partir de travaux réalisés directement sur le terrain ; Les cartes topographiques peuvent être : a. Cartes de grande échelle : 1/5.000 à ½.00 et au-dessus, par exemple 1/500 ; b. Cartes de moyenne échelle : elle vont de 1/50.000 à 1/25.000 c. Cartes de petite échelle : 1/50.00 à 1/200.000 6 On emploie le terme « plan » pour désigner une carte établie avec une grande échelle. Ce terme est justifié si les opérations de levé ont été limitées à une faible portion de la surface de la terre. 1.1.2 ECHELLE NUMERIQUE ET ECHELLE GRAPHIQUE L’échelle numérique définit le rapport de dimensions de la carte aux dimensions réelles de la portion de terrain correspondante. Exemple : 1/1.000 signifie : 1° Qu’une longueur mesurée sur terrain est réduite de 1.00 fois pour être reportée sur le plan ; 2° Qu’une longueur mesurée sur la carte doit être multipliée par 1.000 pour donner la longueur correspondante sur terrain ; Par cet exemple on peut dire que : 1 cm sur la carte représente 1.000 cm sur le terrain, ou encore 1 cm sur la carte représenté 10 m sur le terrain. L’échelle graphique (Fig. 1) est utilisée pour éviter les calculs à effectuer pour passer d’une longueur sur terrain à la longueur correspondante sur la carte et vice-versa. Elle est constituée par une ligne droite graduée dont l’extrémité gauche est affectée da la valeur zéro et l’extrémité droite de la valeur réelle suivie de l’unité choisie, par exemple m ou km. On insiste sur le fait que la mesure à la règle est de rigueur. 0 10Km Fig. 1 Exemple d’une échelle graphique 1.1 3 PRINCIPE D’ETABLISSEMENT D’UNE CARTE Si la surface de la terre était plane, le problème d’établissement des cartes serait simple. Il se ramènerait à la construction géométrique que le plan d’une figure semblable à celle qui se trouve sur le terrain. Mais la surface de la terre n’est pas plane. Elle est déformée par ce qu’on appelle le mouvement de terrain. La forme de la terre est voisine d’un ellispoïde de révolution qui est tout à fait différent d’une sphère avec laquelle on le confond souvent. En Géodésie et en Topographie, suivant le besoin, on rapporte les mesures à l’une des surfaces de référence suivantes : Géoïde et Ellipsoïde. 7 a. Géoïde Le géoïde est la section moyenne des mers supposée prolongée sous les continents. Elle n’a pas de définition mathématique. Elle correspond à une surface équipotentielle sur laquelle la pression est constante. Ce sont les géophysiciens qui la définissent à partir de mesures du champ de gravité. Ils utilisent la relation :                            2 1 0 1 1      m m Sinm Cosm Cos P r a r GM U Où r= distance du point potentié au centre de la terre a = rayon équatorial     Cos P Pm m 1 fonctions associées de Légende de degré    m m m m m x dx d m x P 1 ! 2 1 2   Si tous les termes de degré m≥1 sont égaux à 0n on l’expression.            2 0      du Cos p r a r G U Cette surface est perpendiculaire à la verticale qui définit en chaque point du globe terrestre la direction de la force pesanteur. Le géoïde est la surface de référence (niveau zéro) pour les déterminations altimétriques. Elle diffère très peu d’un ellipsoïde de révolution. 8 b. Ellipsoïde Il est nécessaire pour l’établissement des cartes de prendre une surface de référence définie mathématiquement et dont les éléments peuvent être calculés de façon précise. Pour ça, on choisit un ellipsoïde de révolution dont la forme se rapproche le plus de la surface réelle de la terre (Fig. 2). Plusieurs solutions ont été proposées à ce problème. Parmi celle-ci, on peut citer l’ellipsoïde de Clarke (1880) et l’ellipsoïde de Hayford (1909). Il en existe d’autres, mais leur usage est peu courant (ellipsoïde d’Everest, ellipsoïde de Bersel etc…) L’ellipsoïde est définit par son petit axe, son grand axe et son applatissement  a Km a b a 21 :    Avec a demi grand axe de l’ellipsoïde, b demi petit axe de l’ellipsoïde (Fig. 3). Plus particulièrement :  Pour l’ellipsoïde de Clarke : a = 6.378.249 m : b = 6.356.515 m ; . 47 , 293 / 1    Pour l’ellipsoïde de Hayford : a = 6.378.388 m ; a = 6.356.913 m uploads/Geographie/ topographie-bac-2.pdf