Topographie et travaux publics

« là encore, les matériels permettent d'accélérer les rythmes de calcul, tout en détectant certains types d'erreurs et en calculant les cubatures à déplacer (volumes de terra ssement) .

PENDANT LE CHANTIER : IMPLANTATION ET GUIDAGE D'ENGIN la phase d'implantation consiste à rendre visibles des repères (généralement sous forme de piquets et de bornes ) qui devront le rester durant tout le chantier.

Cela demande d'anticiper sur les déplacements futurs des hommes et du matériel au cours des phases d'aménagement successives.

Il est d'ailleurs parfois nécessaire de déplacer les repères au cours des travaux, ce qui requiert de planifier rigoureusement le déroulement des opérations.

Afin de contrôler la précision de l'implantation , les points piquetés sont relevés a posteriori, à partir de repères différents, et comparés avec le piquetage effectivement réalisé.

Enfin , notons que sur certains chantiers, des stations totale s permettent de se passer de marques visibles.

Le progrès technologique s'est aussi traduit par les applications du GPS , puis du laser et des stations robotisées, en matière de guidage d'engin .

D 'autres systèmes avec des palpeurs ultrasons ou des capteurs d'angles et de rotation sont également employés.

Le principe général est de connecter la lame ou le godet d'un engin de terrassement (pelle, bulldozer , niveleuse , etc.) avec un système embarqué contenant toutes les données topographiques du chantier en cours.

le conducteur peut dès lors intervenir depuis sa cabine, le choix du système s'effectuant en fonction de la tâche à accomplir et du degré de précision recherché.

Le guidage d'engin représente un avantage non seulement en termes de productivité, mais aussi de réduction des moyens à mettre en place (piquets ...

) ou de sécurité.

l'intérêt de ces systèmes est aussi de pouvoir récupérer et traiter les donnée s recueillies à l'extérieur.

et donc de piloter les chantiers à distance.

APRÈS LE CHANTIER : RÉCOLEMENT ET AUSCULTATION Une fois le chantier achevé, on vérifie que celui-ci respecte bien le cahier des charges fixé au départ.

C'est le récolement, qui ne peut être réalisé que par une entreprise indépendante .

Le contrôle peut s'exercer sur le plan horizontal, vertical, sur celui des cubatures, etc.

En fonction des dépassements , la prestation sera validée ou non, avec d'éventuelles pénalités.

Cette activité est actuellement en plein essor du fait de l'évolution du cadre réglementaire dans lequel elle s'insère.

C'est aussi la raison pour laquelle le cahier des charges initial fait l'objet d'une attention croissante.

Les ouvrages d'art font aussi l'objet d'une surveillance sur le long terme , afin de prévenir les déformations qui peuvent affecter la structure elle-même aussi bien que son environnement.

Certains types de bâtiments (centra les nucléaires ou hydrauliques ...

) nécessitent la plus grande stabilité possible , avec une précision au millimètre voire au dixième de millimètre .

La surv eillance de tels équipements demande pratiquement de concevoir à chaque fois un dispo sitif adapté à leurs besoins spécifiques.

l'exemple caractéristique est celui de la Géode , à La Villette (Paris), dont la structure composée d'éléments triangulaires est observée à l'aide d'un système en 3D.

De même pour un barrage , l'étude d'impact portera très en aval de l'ouvrage.

LA RÉVOLUTION DU GPS Cette exigence de précision, ainsi que le principe même du rattachement à un réseau géodésique global.

doit beaucoup à l'amélioration continue des performance s des matériels, au premier rang desquels les systèmes de positionnement par satellites.

Le plus connu d'entre eux est le GPS (Global Positioning System), système américain qui est aujourd'hui le seul intégralement opérationnel avec une constellation de 32 satellites en orbite autour de la Terre .

Il existe également des systèmes russe (GLONASS), chinois (BEIDU), ainsi qu'un projet européen à l 'horizon 2013, GALILEO , avec des performances qui pourraient se révéler supérieures à celles de son homologue d'autre-Atlantique .

Le principe de fonctionnement de ces systèmes est fondé sur le calcul de la distance séparant un récepteur de plusieurs satellites (3 en théorie, 4 au minimum en pratique) .

Cette distance est mesurée sur la base du temps mis par le signal radio-électrique des satellites à parven ir au récepteur , la position des satellites étant quant à elle connue en permanence.

les récepteurs utilisés par les professionnels possèdent des caractéristiques similaires à ceux dont sont équipées aujourd'hui nos automobiles.

Mais leur puissance de calcul est incomparablement supérieure , afin notamment de corriger les erreurs dans la transmission du signal (décalage de l 'horloge du récepteur , effets de la relativité, perturbations causées par la traversée des couches de l'atmosphère ...

).

Le coût est évidemment en conséquence.

La précision actuelle du GPS est d 'une dizaine de mètres , avec une amélioration attendue pour 2010 et la mise en service de sa version Ill.

Hormis les cas d'interception du signal par des obstacles (feuillages, « effet canyon » des bâtiments en ville ), il fournit au géomètre topographe des points de référence à partir desquels celui-ci va pouvoir effectuer plus rapidement le reste de ses relevés.

Le GPS figure aussi parmi les technologies utilisées pour le guidage des engins de terra ssement.

DES MATÉRIELS DE HAUTE PRÉCISION Procéder plus rapidement à des calculs plus complexes, c'est aussi la possibilité offerte par le tachéom ètre, dont l'étymologie même signifie « mesure rapide ».

Ces appareils ont commencé à succéder au théodolite au tournant dernier , le tachéomètre sert à calculer les angles horizontaux (ou azimutaux) et verticaux ; mais aussi les distances, réalisant ainsi simultanément deux séries de mesures qui s'effectuaient jusqu 'alors séparément.

Perfectionnement supplémentaire, les modèles perme ttant d'enregistrer ces donn ées en temps réel sont appelés « stations totales ».

Enfin, certains tachéomètre s intègrent désormais un GPS qui détermine lui-mê me sa position et occasionne donc un nouveau gain d'efficacité .

Les niveaux ont connu une évolution similaire, les modèles dits « électroniques » ou « à code-barre » procédant à l'enregistrement automatique des donnée s, qui peuvent ainsi être transférée s vers d'autres appareils pour une gestion plus souple de ces informations.

En matière de haute précision, certains niveaux laser permettent de lire le dixième de millimètre , voire, en interpolant, le centième de millimètre .

Plus simples à manipul er, ils ne nécess itent qu'un opérateur au lieu de deux jusque là, et rendent possibles des opérations qui ne l'étaient pas il y a peu, telle s le calcul des pentes, effectué automatiquement pour les appareils les plus performants .

D'apparition-plus récente, les scan ners lasers 3D ont commencé à être employés dans les travaux publics à partir du début des années 2000.

La technologie employée, dite « temps de vol », repose sur la mesure du temps de parcours aller-retour de l'onde électromagnétique vers l'objet à lever, associée à un système de balayage optico-mécanique.

Il est ainsi possible de collecter, en un temps réduit.

les coordonnées d'un nombre considérable de points Ousqu'à 500 000 points /seco nde) sur toute surface de son choix.

Le champ angulaire , la portée (plusieurs centaines de mètres) , la vitesse et la précision du levé s'en trouvent ainsi considérablement augmentés, sans oublier les avantages en terme s de sécurité pour les intervenants du chantier.

LA GÉOMATIQUE, AVENIR DE LA TOPOGRAPHIE Davantage qu'une simple évolut ion technologique, les progrès intervenu s ces vingt dernières années en matière de topographie traduisent une véritable révolution conceptuelle.

Ce n'est pas un hasard si celle-ci va de pair avec le processus de globalisation planétaire et les outils qui l'accompagnent , au premier rang desquels le GPS et les réseaux inform atiques mondiaux .

Les géomètres topographes sont ainsi de plus en plus souvent amenés à gérer leurs projets dans le cadre de systèmes d'information géographique (SIG) permettant de combiner plusieurs niveaux d'information à des échelles variées.

Parmi ces donnée s, citons par exemple, outre la topographie proprement dite, l'hydrographie , les voies routières ou ferrées, la végétation, les surfaces agricoles, l'urbanisme, etc.

Les SIG regroupent toutes ces informations sur des bases informatiques à partir desquelles il est possible de développer une approche globale en phase avec les enjeux rencontrés au sein des différents ensembles géographiques.

Ainsi , le géomètre topographe n'a plus seulement pour rôle la mesure des angles et des distances, mais devient un véritable acteur de l'aménagement du territoire .

Pour cela, il s'intègre, aux côtés d'autre s disciplines (géo désie , cartographie, traitement d'images numérique s ...

) dans une nouvelle science du nom de géomatique.

Ce terme, créé à la fin des années 1960 par le géomètre françai s Bernard Dubuis son, combine les racines « géo » (la Terre , en grec) et « malique » (abréviation d'informatique, c'est-à-dire le traitement automatisé de l'information ).

À la multiplication des types de données à traiter , répond en effet la grande souplesse d 'utilisation permise par les réseaux et le numérique .

C'est sur ce dern ier que s'inscrit désormais le véritable plan de référence, dont les sorties papier ne sont plus que des outils dédiés à un usage spécifique.

la qualité du traitement visuel de l'infor mation est d'autant plus essentielle que les enjeux actuels impliquent un nombre croissant d'acteu rs, en provenance d'horizons variés, auxquelles ces données peuvent fournir une base de dialogue commun .

Parmi les compétences appelées à se développer dans ce cadre figurent ainsi : • la création de méthodes permettant de localiser.

géoréférencer.

mesur er et représenter sur des plans des objets géographiques de statut différent.

• la mise au point de SIG à même d'optimiser le traitement , le stockage et la diffus ion de ces données, • l'évaluation de la qualité des informations diffusées et de leur adéquation avec la législation et les usages en vigueur ...

On le voit, ces problématiques rencontrent directement celles du développement durable , celui-ci étant souvent une question d'occupation et d 'usage des territoires (déplacements, urbanisme , création et valorisation de réserves naturelles ...

).

Les organisations de protection de l'environnement ont d'ailleurs été parmi les premières à élaborer des SIG.

la convergence entre les besoins des sociétés humaines et la préservation des ressources naturelles apparaît bien comme l'un des grands défis des travaux publics à l'avenir.

Il appartiendra aux géomaticiens de forger les outils indispensables à cette nouvelle approche, où l'évaluation joue un rôle crucial.. »