L’implantation est l’opération qui consiste à reporter sur le terrain, suivant les indications d’un plan, la position de bâtiments, d’axes ou de points isolés dans un but de construction ou de repérage. La plupart des tracés d’implantation sont constitués de droites, de courbes et de points isolés.

Les instruments utilisés doivent permettre de positionner des alignements ou des points : théodolites, équerres optiques, rubans, niveaux, etc. L’instrument choisi dépend de la précision cherchée, elle-même fonction du type d’ouvrage à implanter : précision millimétrique pour des fondations spéciales, centimétrique pour des ouvrages courants, décimétriques pour des terrassements, etc.

La photogrammétrie est une technique permettant d’obtenir une représentation du terrain à l’échelle et en trois dimensions à partir de simples photographies. Ces dernières peuvent être prises au sol – restitution de façades, de bâtiments, etc. – à partir d’un avion (cartographie à moyenne et grande échelle) ou encore à partir d’un satellite (pour de la cartographie à petite échelle permettant de représenter rapidement de très grandes surfaces).

On parle de photogrammétrie car les clichés obtenus sont restitués à une échelle donnée, fonction de la focale de l’objectif de prise de vue et de la distance à l’objet photographié : par exemple, la hauteur de l’avion au-dessus du sol pour des prises de vues aériennes.

De plus, en associant deux clichés, on peut obtenir une mesure de l’altimétrie du terrain photographié. Les clichés sont donc transformés par une opération appelée restitution photogrammétrique en plans et cartes directement utilisables en topographie.

Cette opération de restitution est faite après les prises de vues sur des appareils spéciaux, appelés appareils de restitution photogrammétrique, par des opérateurs spécialisés.

L’implantation est l’opération qui consiste à reporter sur le terrain, suivant les indications d’un plan, la position de bâtiments, d’axes ou de points isolés dans un but de construction ou de repérage. La plupart des tracés d’implantation sont constitués de droites, de courbes et de points isolés.

Les instruments utilisés doivent permettre de positionner des alignements ou des points : théodolites, équerres optiques, rubans, niveaux, etc. L’instrument choisi dépend de la précision cherchée, elle-même fonction du type d’ouvrage à implanter : précision millimétrique pour des fondations spéciales, centimétrique pour des ouvrages courants, décimétriques pour des terrassements, etc.

La photogrammétrie est une technique permettant d’obtenir une représentation du terrain à l’échelle et en trois dimensions à partir de simples photographies. Ces dernières peuvent être prises au sol – restitution de façades, de bâtiments, etc. – à partir d’un avion (cartographie à moyenne et grande échelle) ou encore à partir d’un satellite (pour de la cartographie à petite échelle permettant de représenter rapidement de très grandes surfaces).

On parle de photogrammétrie car les clichés obtenus sont restitués à une échelle donnée, fonction de la focale de l’objectif de prise de vue et de la distance à l’objet photographié : par exemple, la hauteur de l’avion au-dessus du sol pour des prises de vues aériennes.

De plus, en associant deux clichés, on peut obtenir une mesure de l’altimétrie du terrain photographié. Les clichés sont donc transformés par une opération appelée restitution photogrammétrique en plans et cartes directement utilisables en topographie.

Cette opération de restitution est faite après les prises de vues sur des appareils spéciaux, appelés appareils de restitution photogrammétrique, par des opérateurs spécialisés.

Le gisement est un angle horizontal très utilisé par les topographes puisque très pratique dans les calculs.

Le gisement d'une direction AB est l'angle horizontal mesuré positivement dans le sens horaire entre l’axe des ordonnées du système de projection utilisé et cette direction AB, on le note GAB (ou aussi VAB).

Mathématiquement, c’est l’angle positif en sens horaire entre l’axe des ordonnées du repère et le vecteur. G est compris entre 0 et 400 grades.

En topographie, il est très fréquent de connaître un point S (ES, NS) et de chercher les coordonnées d’un point P

visible depuis S. On dit que P est rayonné depuis S si l’on peut mesurer la distance horizontale DSP et le gisement

Le nivellement direct, appelé aussi nivellement géométrique, consiste à déterminer la dénivelée DHAB entre deux points A et B à l’aide d’un appareil : le niveau et d’une échelle verticale appelée mire. Le niveau est constitué d’une optique de visée tournant autour d’un axe vertical: il définit donc un plan de visée horizontal.

La mire est placée successivement sur les deux points. L’opérateur lit la valeur ma sur la mire posée en A et la valeur mb sur la mire posée en B.

La différence des lectures sur mire est égale à la dénivelée entre A et B. Cette dénivelée est une valeur algébrique dont le signe indique si B est plus haut ou plus bas que A :si DHAB est négative alors B est plus bas que A.

Le nivellement indirect trigonométrique permet de déterminer la dénivelée DH entre la station T d’un théodolite et un point  P visé. Ceci est fait par la mesure de la distance inclinée suivant la ligne de visée Di et de l’angle zénithal, noté V.

Alors que de tout temps on a su facilement mesurer des angles avec précision, la mesure de distances a toujours été un problème pour le topomètre. La précision des méthodes classiques de mesure n’était pas homogène avec la précision des mesures angulaires : on savait dès le début du siècle lire des angles à 2,5 dmgon près (ce qui donne un écart de

0,4 mm à 100 m) mais il était très difficile d’obtenir une précision au centimètre sur des bases courtes de 100 m de long... Les mesures très précises au fil Invar (L’Invar est un alliage d’acier à forte teneur en nickel et possédant un très faible coefficient de dilatation, inférieur à 1 mm/ km/°C, soit 10 fois moins que l’acier dans le domaine des températures courantes) demandaient beaucoup de temps et de moyens.

Un premier progrès a été l’apparition des distancemètres (les premières mesures datent de 1948 à la suite de travaux du physicien Suédois Erik Bergstrand sur la connaissance de la vitesse de la lumière) : la mesure de distance est basée sur la mesure du déphasage d’une onde lumineuse ayant parcouru l’aller-retour sur la distance à mesurer. Ce procédé permet de s’affranchir des irrégularités du terrain et de la longueur limitée de la chaîne.

Les premiers distancemètres étaient toutefois très encombrants, peu précis, de faible autonomie et très coûteux.

Le progrès décisif a été le perfectionnement et la miniaturisation de ces appareils qui sont aujourd’hui intégrés à l’optique même des théodolites modernes (stations totales). Les distancemètres actuels sont d’un encombrement négligeable, d’une autonomie suffisante pour une journée de travail au minimum et leur précision varie de ± (5 mm + 5 mm /km) pour le DI 1001 à ±  (1 mm + 1 mm/km) pour le DI 2002 (Wild), soit environ ± 2 mm pour 1 km.

La dernière étape est la démocratisation, depuis 1990, du système de positionnement par satellite (système GPS) qui permet, grâce à l’emploi de deux récepteurs, de mesurer la longueur d’une base avec une précision de l’ordre de ±  (5 mm + 1 mm/km) sur des distances de 10 à 15 km, le temps de mesure variant de 10 à 30 minutes quels que soient les obstacles situés entre les points et quelles que soient les conditions météorologiques, éventuellement de jour ou de nuit...

Dans ce chapitre, nous étudierons les principales techniques de mesure de distance utilisables par le topomètre. Le but n’est pas de déterminer la meilleure, mais d’en choisir une en fonction du matériel disponible et de la précision demandée.