relevés (géodésie).

relevés (géodésie). 1 PRÉSENTATION relevés (géodésie), ensemble des sciences et des techniques de mesure servant à déterminer et à tracer la forme, l'étendue et la position des formes du relief et des points remarquables à la surface du sol ou dans le sous-sol, ainsi que les limites des propriétés foncières et des bâtiments qui y sont édifiés. Les limites des parcelles foncières sont enregistrées sur le cadastre ; la topographie des formes du relief et des points remarquables naturels ou artificiels apparaît sur les cartes. La construction des principaux ouvrages de génie civil (barrages, ponts, voies ferrées, routes, etc.) nécessite aussi la mise en oeuvre des techniques de la géodésie. 2 INSTRUMENTS DE GÉODÉSIE Des mesures linéaires horizontales sont effectuées à l'aide de règles ou de rubans gradués et parfois, électroniquement, par le chronométrage du parcours des ondes lumineuses ou radio-électriques entre deux points. Des mesures verticales linéaires sont effectuées à l'aide d'une mire verticale graduée déterminant les dénivellations. La chaîne d'arpenteur, télescope monté sur trépied et équipé d'une bulle et d'un fil en croix, est utilisée pour visualiser les graduations sur la mire. Les angles horizontaux ou verticaux sont mesurés par un théodolite, télescope monté sur trépied et équipé d'un réticule à fils en croix dont les cercles gradués indiquent les angles en degrés, minutes et secondes. Les appareils électroniques de mesure des distances, en constante amélioration, peuvent donner des résultats extrêmement précis. Des appareils électroniques de mesure d'angle sont également développés. Les théodolites pourvus d'un microscope de lecture permettent d'augmenter le grossissement ; de la sorte, sont-ils plus petits tout en étant plus précis (ils peuvent mesurer les centièmes de seconde d'un arc). Un modèle automatique de chaîne d'arpenteur, utilisant le pendule ou la réflexion de la lumière à la surface d'un liquide, est également utilisé à la place de la bulle pour déterminer les différences de dénivelé. 3 PLANIMÉTRIE La planimétrie est l'étude géométrique des aires planes (petite parcelle de terre, plan d'eau). Les relevés sont généralement effectués et calculés sur une grille rectangulaire horizontale d'orientation nord-sud et est-ouest. À partir d'un point, ou d'une position donnée, dont les coordonnées sont connues ou attribuées, on mesure la distance horizontale jusqu'à un autre point, puis à un autre point proche et encore à une succession de points, pour se rapprocher du point d'origine ou de tout autre point dont les coordonnées sont connues. Cet ensemble de lignes ou de projections forme un cheminement. Les angles horizontaux entre les projections successives sont mesurés, en chaque point, à l'aide d'un théodolite. À partir d'une direction connue ou déterminée arbitrairement, on peut ainsi calculer les directions (azimuts) des lignes de cheminement successives. Le calcul trigonométrique permet de déterminer les coordonnées des points de cheminement. La distance nord ou sud d'un cheminement est sa longueur multipliée par le cosinus de l'azimut ; la distance est ou ouest du cheminement est sa longueur multipliée par le sinus de l'azimut. Les coordonnées permettent la levée de points à n'importe quelle échelle sur une grille qui peut servir de tracé ou de référence si des détails ultérieurs sont ajoutés à une carte ou à un graphique. On peut utiliser la triangulation à la place du cheminement, en mesurant une seule ligne de base, mais tous les angles d'une succession de triangles, pour calculer les coordonnées des points successifs. Le choix du cheminement ou de la triangulation dépend de la nature du terrain de l'étude. 4 RELEVÉS GÉODÉSIQUES Pour les grandes superficies, les relevés doivent prendre en compte la forme de base de la Terre, le géoïde. Les relevés se fondent sur la forme sphéroïde se rapprochant le plus de la forme géoïdale ou géographique (presque sphérique) de la Terre au niveau de la mer. Ils se fondent sur un méridien réel nord-sud comme défini par l'axe de rotation de la Terre et sur la géométrie sphérique. 5 ARPENTAGE L'arpentage permet de délimiter les terrains par la pose de pierres d'angle ou de bornes, de fixer leurs coordonnées et d'obtenir des informations sur ces limites et sur le terrain, informations nécessaires pour la description cadastrale et le bornage des propriétés. Le bornage est effectué avec un degré de précision dépendant de la valeur des terres, et les bornes placées aux angles doivent être en permanence visibles et récupérables. Ces bornes doivent figurer sur les enregistrements publics afin d'assurer le titre correct du propriétaire légal des terres. Outre les techniques géodésiques, les arpenteurs doivent également être bien informés des lois sur la propriété. 6 RELEVÉS TOPOGRAPHIQUES Les relevés topographiques se font en trois dimensions ; ils recourent aux techniques de planimétrie et à d'autres techniques spécifiques pour établir les positions verticale et horizontale. Le relief ou la configuration du terrain et les caractéristiques naturelles ou artificielles sont mesurés et reportés sur une feuille plane pour établir une carte topographique. Les courbes de niveau, reliant les points de même hauteur, sont utilisées pour définir les hauteurs. De nombreuses cartes topographiques sont réalisées au moyen de la photogrammétrie aérienne qui utilise des paires de photographies stéréoscopiques prises d'avion et, depuis peu, depuis les satellites artificiels. Les relevés verticaux et horizontaux effectués au sol doivent apparaître sur les photographies. Ces photos sont ensuite reconstituées en modèles stéréo pour l'établissement des cartes. Des appareils photographiques précis sont nécessaires, ainsi qu'un matériel cartographique de précision, pour définir les positions réelles des éléments naturels et artificiels, et pour indiquer les altitudes réelles de tous les points du terrain de la carte. On rend compte des élévations sur les cartes topographiques par la superposition des courbes de niveau pour donner une image déchiffrable du terrain. 7 GÉNIE CIVIL ET URBANISME Les relevés de génie civil établissent les points de référence selon divers procédés (cheminement, ligne de base) de façon à recueillir les informations nécessaires à la conception et à la construction à partir des plans de conception réalisés à l'aide de ces points de référence. Les relevés topographiques et les cartes réalisées à partir de ces relevés fournissent les informations nécessaires à la réalisation de structures telles que les immeubles, les barrages, les canaux, les routes, les ponts, les lignes électriques et les canalisations. 8 RELEVÉS CARTOGRAPHIQUES ET CARTOGRAPHIE Les relevés cartographiques permettent de déterminer les points de référence et de réunir les détails servant à l'établissement des cartes. Les graphiques et les cartes à petite échelle (couvrant de grandes étendues) sont des compilations de cartes à plus grande échelle où de nombreux détails sont omis. Les cartes marines détaillent la ligne côtière mais ne donnent que les indications de navigation significatives le long des côtes ainsi que la profondeur de l'eau. Les cartes de navigation aérienne ne montrent que les caractéristiques géographiques significatives, les encombrements, les routes aériennes, les radio-balises et les caractéristiques de guidage, tels que les chemins de fer et les routes. 9 RELEVÉS HYDROGRAPHIQUES L'étude et l'établissement de cartes des fonds des mers, des fleuves, des ports et des lacs permettant de définir les profondeurs pour la sécurité de la navigation étaient effectués par sondage manuel. Les sondages par sonar, avec localisation simultanée par radar des bateaux de sondage, permet maintenant d'établir rapidement des cartes précises. À une plus grande distance des côtes, la localisation est moins précise ; on a recours pour cela aux techniques de navigation par satellite, utilisées pour établir de manière précise la position des bateaux par rapport à la côte. 10 RELEVÉS MINIERS Ils permettent de déterminer la superficie et les limites des concessions minières. Pendant les opérations d'exploitation et de construction des galeries, les relevés assurent la localisation des structures souterraines horizontales et verticales, l'aménagement des puits et l'orientation des galeries. C'est en fait un cheminement en trois dimensions, qui ne diffère pas beaucoup des relevés topographiques de surface.