ELÉMENTS POUR LA RÉALISATION DU COMMENTAIRE DE CARTE TOPOGRAPhIqUE. Partie I. L'approche physique

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Pierre-Yves Archambault
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3 ELÉMENTS POUR LA RÉALISATION DU COMMENTAIRE DE CARTE TOPOGRAPhIqUE Chapitre 1 Historiques et modalités de réalisation d une carte topographique Petit historique de la cartographie Le mot «carte» est apparu entre le xv e et le xvi e siècle et provient du latin charta ; il s est ensuite transformé en mappa puis a donné map en anglais et mapa en espagnol. Les premières esquisses cartographiques furent égyptiennes, puisque des tablettes en argile représentant des fragments de plans ont été mises à jour à la fin du xix e siècle sur les bords du Nil ; ces travaux étaient particulièrement imprécis. C est en Grèce qu apparurent les premières représentations fiables, puisque entre 610 et 547 avant Jésus-Christ, Anaximandre représentait déjà la terre de façon cylindrique ; quelques décennies plus tard, Pythagore la représenta comme une sphère sans support 1. Au II e siècle après Jésus-Christ, Ptolémée dirigea la réalisation d une cartographie de la Méditerranée qui, après avoir été découverte au xvi e siècle, fut reproduite et servit de référence jusqu au xvii e siècle. Si les Romains cartographièrent les principales régions de leur empire, ils ne firent pas progresser la science cartographique. Au Moyen- Âge, la cartographie sombra dans l oubli et ce n est qu à la Renaissance et particulièrement au xvii e siècle qu elle conquit ses lettres de noblesse avec les portulans 2. Ce sont les besoins 3 des États modernes, désireux de connaître leurs ressources minières, foncières et fiscales, qui facilitèrent les progrès techniques et permirent la réalisation de cartes précises à l image de celle de Cassini. 1 On est loin des représentations de Thalès ( avant Jésus-Christ) qui comparait la terre à un navire flottant sur un immense océan. 2 Cartes marines dont le tracé des côtes est assez précis. 3 Besoins militaires en premier lieu. 13

Les premières esquisses cartographiques furent égyptiennes, puisque des tablettes en argile représentant des fragments de plans ont été mises à jour à la fin du xix e siècle sur les bords du Nil ;

4 PASCAL SAffAChE & CÉDRIC AUDEBERT Petit historique de la couverture cartographique française La première couverture cartographique française fut lancée en 1747 et achevée en 1759 (figure 1). Il s agit d une carte en couleur, véritable chefd œuvre, constituée de 180 feuillets (1/86 400) gravés sur cuivre. Dénommée carte de Cassini du nom de son auteur, cette carte est la première représentation réaliste de la topographie 4 française. Au xix e siècle pour des raisons militaires Napoléon ordonna le remplacement de la carte de Cassini par celle «d état-major» (figure 2). Commandée en 1817 et livrée en 1870 bien que certaines planches parurent en 1880 cette carte au 1/ était constituée de 267 feuillets en noir et blanc gravés sur cuivre. La topographie y apparaissait à l aide d un système de hachures ; bien que peu précise, cette technique permettait d avoir une vision globale du paysage dès le premier coup d œil. Cette carte, réalisée au moyen de procédés très sophistiqués pour l époque, fut imitée par de nombreux États européens ; ainsi, naquirent les cartes suisse (1/ ), allemande (1/ ) et britannique (1/63 360). Au début du xx e siècle, les échelles cartographiques étaient fluctuantes puisqu une carte topographique fut publiée en 1900 à l échelle du 1/50 000, puis une seconde en 1922 à l échelle du 1/ En 1940, lors de la création de l Institut géographique national (IGN), mais surtout à partir de 1962 toutes les cartes topographiques françaises furent réalisées à la même échelle : 1/ ; l objectif était de se conformer aux standards internationaux (normes de l Organisation du traité de l Atlantique nord). hormis sa série bleue qui se compose de cartes topographiques à l échelle du 1/25 000, l IGN dispose actuellement de trois autres séries : - une série orange (1100 cartes) au 1/ ; - une série verte (74 cartes) au 1/ ; - et une série rouge (16 cartes) au 1/ Les étapes de réalisation d une carte topographique Pour réaliser une carte topographique, sept étapes doivent impérativement être respectées : 1 Il faut disposer d un réseau de points géodésiques, c est-à-dire de points dont on connaît les coordonnées latitudinales et longitudinales 5 avec exactitude. En france, points répartis uniformément sur l ensemble du territoire constituent ce maillage géodésique. A titre d exemple, la croix du Panthéon à Paris est un point géodésique Description des lieux. En réalité, il s agit d une description de tous les lieux remarquables et pas seulement du relief. La topographie traite donc du physique et de l humain. 5 Ces coordonnées sont appelées coordonnées géographiques.

Dénommée carte de Cassini du nom de son auteur, cette carte est la première représentation réaliste de la topographie 4 française.

5 ELÉMENTS POUR LA RÉALISATION DU COMMENTAIRE DE CARTE TOPOGRAPhIqUE 2 Il convient de disposer de références altitudinales ; en clair, il faut connaître avec précision (au mètre près) les altitudes des principales unités de relief. En france, points ont ainsi été mesurés ; ces derniers sont frappés d une pastille en cuivre ovale portant les initiales NGf : Nivellement général de france. L altitude de ces différents points est établie à partir du niveau de la mer (niveau zéro) ; le marnage 6 fluctuant en fonction des régions, le niveau zéro est fourni par le marégraphe du port de Marseille. 3 Pour obtenir des informations topographiques précises, des campagnes de photographies aériennes sont réalisées. L échelle des photographies dépend de l altitude à laquelle elles sont prises et de la focale utilisée. Dans certains cas, les photographies aériennes sont remplacées par des images satellitaires. 4 En croisant l ensemble de ces données on établit, par couches successives, une première ébauche cartographique. Les informations photographiques sont traitées en stéréoscopie visualisation en relief de deux cartes du même secteur ; c est ce que l on appelle la photogrammétrie. 5 Toutes les informations topographiques et anthropiques ne pouvant apparaître lors de l analyse photogrammétrique, des campagnes de vérification ou de récolte d informations supplémentaires sur le terrain s avèrent nécessaires. Ce travail est particulièrement utile pour la toponymie. 6 Lorsque toutes les données (naturelles et anthropiques) ont été collectées et vérifiées, ces informations sont gravées sur un film plastique; la précision de cette opération est du dix millièmes de millimètre. 7 En définitive, le film plastique sert de matrice et permet la reproduction de la carte à plusieurs milliers ou dizaines de milliers d exemplaires. La réalisation d une carte topographique mobilise plusieurs centaines de personnes, et entre le moment où on décide d en réaliser une et sa parution, 3 à 5 ans s écoulent généralement. Les systèmes de projection Le passage d un état sphérique (forme globale de la terre) à une représentation cartographique plane, se fait par l intermédiaire d un système de projection. Il s agit d une procédure mathématique faisant correspondre les coordonnées géographiques à des coordonnées cartésiennes [x, y]. Il existe trois principaux types de projections : cylindrique, conique et elliptique. Toutes présentent des avantages et des inconvénients : certaines déforment les angles, d autres les surfaces ou les deux à la fois. 6 Différence de hauteur entre les marées haute et basse. 15

L altitude de ces différents points est établie à partir du niveau de la mer (niveau zéro) ; le marnage 6 fluctuant en fonction des régions, le niveau zéro est fourni par le marégraphe du port de

6 PASCAL SAffAChE & CÉDRIC AUDEBERT La projection cylindrique Appelée plus communément projection cylindrique de Mercator (1569), cette technique se résume comme suit : le plan de projection est un cylindre qui enveloppe la terre (figure 3) ; il en découle une déformation des distances, proportionnelle à l éloignement de l équateur et une absence de cartographie des zones polaires. La projection conique Le plan de projection est un cône qui enveloppe la sphère terrestre (figure 4). Cette projection, appelée aussi projection conforme de Lambert (1772), est utilisée par l IGN pour les cartes topographiques au 1/25 000, 1/ et 1/ La projection elliptique Ce type de projection se fait sans aucun contact avec la sphère terrestre (figure 5). C est comme si on ouvrait puis on déroulait le globe. Les surfaces sont respectées, mais les régions périphériques sensiblement déformées. quel que soit le mode de projection employé, les cartes topographiques françaises présentent les mêmes normes de présentation. 16

La projection conique Le plan de projection est un cône qui enveloppe la sphère terrestre (figure 4).

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