DE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE A LA CARTE GEOLOGIQUE

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1 DE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE A LA CARTE GEOLOGIQUE I - Carte et profil topographique II - Introduction aux cartes géologiques Constructions géométriques III - Généralités sur les cartes et coupes géologiques IV - Structures tabulaires V - Les déformations VI - Discordance BOUR Ivan

2 Objectifs : Besoins : papier millimétré, critérium, règle graduée, rapporteur, calculatrice 1. Lecture des cartes et production de profils topographiques 2. Dessiner sur un fond topographique les limites des couches géologiques. 3. Dessiner une coupe géologique à partir d une carte géologique. 4. Compréhension des rapports entre la carte géologique (2 D) et les structures géologiques (3 D)

3 Chapitre I Carte = image réduite, plane et symbolique (symboles conventionnels) de la surface terrestre Chap. I Partie 1 : Lecture de cartes topographiques IGN Notions de : projections cartographiques figurés de cartes, échelles, reliefs,

4 I.1 Notion d échelle. Concepteur et éditeur de carte topographique. L échelle Expression = FRACTION SIMPLE Rapport : longueur d un objet sur carte / longueur réelle Échelles courantes de l IGN 1/ (1 cm = 250 m) 1/ (1 cm = 500 m) 1/ (1 cm = 1 km 1/ (1 cm = 2,5 km) 1/ (1 cm = 5 km) 1/ (1 cm = 10 km) Randonneur Automobiliste Choix guidé par le type d utilisation

5 I.2 Systèmes de projection N O P A B S Pour tout point P, on définit sa LONGITUDE (angle AOB) et sa LATITUDE (angle BOP). Longitude : de 0 à 180, en précisant «vers l Est» ou «vers l Ouest» Latitude : de 0 à 90, en précisant «Nord» ou «Sud»

6 I.2 Systèmes de projection Carte = fraction du géoïde portion d une surface ellipsoïde nécessite des transformations telles qu à chaque point de la surface de l ellipsoïde corresponde un point du plan. Correspondance entre coordonnées sphériques et coordonnées cartésiennes = UNE PROJECTION Cylindrique Projection cylindrique : UTM MERCATOR, son intérêt? Conique Cylindre tangent aux pôles Conserve les angles mais déforme les surfaces Méridiens et parallèles perpendiculaires entre eux La représentation UTM est la plus utilisée dans le monde pour le calcul des triangulations et l établissement des cartes topographiques.

7 I.2 Systèmes de projection Carte = fraction du géoïde portion d une surface ellipsoïde nécessite des transformations telles qu à chaque point de la surface de l ellipsoïde corresponde un point du plan. Correspondance entre coordonnées sphériques et coordonnées cartésiennes = UNE PROJECTION Cylindrique Pour une plus grande précision les cylindres sont des cylindroïdes dont la section est une ellipse. Le système est rectangulaire et mesuré en kilomètres. Le territoire français est situé sur 3 fuseaux

8 I.2 Systèmes de projection Système adoptée par l IGN : la projection conique LAMBERT Transformation du réseau de méridiens et parallèles du géoïde en réseau plan à coordonnées cartésiennes. Déformations négligeables les cartes de France à grandes et moyennes échelles, établies en projection Lambert, sont revêtues d un pseudo-quadrillage UTM pour des commodités de repérage à usages multinationaux et militaires. = projection géométrique d une portion du géoïde sur un CÔNE dont le sommet est situé sur l axe des pôles et qui est tangent à l ellipsoïde le long d un Parallèle dit «Parallèle moyen de contact» parallèle moyen N Cône tangent couronne concernée par la projection Lambert S

9 I.2 Systèmes de projection Système adoptée par l IGN : la projection conique LAMBERT Si une seule projection Lambert, avec un parallèle origine situé à la latitude moyenne du pays, l'altération linéaire est de l ordre de 3 m par km à Dunkerque ou à Perpignan. Quadrillage Lambert : appuyé sur le Méridien de Paris et sur la tangente au parallèle moyen de chaque zone Lambert Pour que l altération des longueurs soit négligeable : France divisée en 4 zones Chaque zone a son propre système de projection

10 I.3 Lecture de la carte topographique Informations fournies sur les cartes topographiques

11 I.3 Lecture de la carte topographique Informations fournies sur les cartes topographiques Toutes les cartes sont orientées. Ng correspond au Nord géographique, il est parallèle à la bordure de la carte. Nm correspond au Nord magnétique.

12 I.3 Lecture de la carte topographique Les deux échelles figurant dans le cadre portent des chiffraisons kilométriques : Vers l'intérieur : en noir, les amorces du quadrillage kilométrique Lambert en bleu, les amorces du quadrillage kilométrique Lambert II étendu en grades, les latitudes et longitudes rapportées au système français NTF M Ex Coordonnées Lambert : X = 512,75 ; Y = 1015,5 Vers l extérieur : en noir, les amorces du quadrillage UTM du fuseau correspondant à la zone; en limite de deux fuseaux, les amorces coexistent en bleu et noir, les valeurs les plus faibles correspondant au fuseau de numéro supérieur. en degrés, les latitudes et longitudes rapportées au système ED50.

13 I.3 Lecture de la carte topographique Informations fournies sur les cartes topographiques Signes conventionnels Voir LEGENDE DE CARTE Orange, blanc = réseau routier Bleu = hydrographie Vert = végétation Noir = marqueurs anthropiques, toponymie, limites administratives Brun et Gris = ALTIMETRIE Représentation du relief

14 I.3 Lecture de la carte topographique Informations fournies sur les cartes topographiques Planimétrie Géographie humaine - Toponymie Végétation

15 I.3 Lecture de la carte topographique Informations fournies sur les cartes topographiques utiles à la géologie Planimétrie Géographie humaine - Toponymie Végétation

16 I.3 Lecture de la carte topographique Informations fournies sur les cartes topographiques utiles à la géologie Hydrographie Orographie

17 I.3 Lecture de la carte topographique Informations fournies sur les cartes topographiques utiles à la géologie Orographie Courbes de niveaux ou isohypses

18 Orographie Chapitre I I.3 Lecture de la carte topographique Représentation du relief Altimétrie : donnée par les COURBES DE NIVEAU + POINTS COTES Courbe de niveau = intersection de la surface topographique avec un plan horizontal d altitude donnée. forme une ligne d égale altitude et portera le nom de cette altitude. correspondent à des altitudes régulièrement espacées à chiffres ronds Cet espacement est l EQUIDISTANCE : (e) Point coté = correspond à un sommet ou à un point bas, avec une altitude en mètre point particulier où l altitude exacte est indiquée

19 Orographie Chapitre I I.3 Lecture de la carte topographique Représentation du relief Il existe trois types de courbes de niveau : Pour faciliter la lecture, certaines courbes de niveau sont renforcées (en trait plus foncé) = courbes maîtresses. Les courbes normales toujours 4 entre 2 courbes maitresses. Les courbes supplémentaires qui offrent plus de précisions lorsque que le relief est faible. Ecartement des courbes sur la carte donne une mesure de la pente (d autant + serrées que la pente est forte)

20 Orographie Estimation de pente Chapitre I I.3 Lecture de la carte topographique Représentation du relief La pente topographique : plus la pente est forte est plus les courbes de niveau sont rapprochées. La pente est égale à l équidistance entre deux courbes de niveau / distance réelle entre ces deux points. La pente s exprime en degré ou en pourcentage. Pour les abrupt et les falaises le figuré est spécifique.

21 Orographie Chapitre I Distance apparente = distance «à vol d oiseau» Mesurée directement sur la carte (dépend de l échelle) I.3 Lecture de la carte topographique Mesures d une distance et d une pente Distance réelle > à la distance apparente si on tient compte du relief. = distance mesurée / cos de la pente Pente = inclinaison de la surface topographique par rapport à l horizontale. ~ égale au rapport entre la différence d altitude de 2 points et la distance de leurs images sur un plan horizontal B Trajet vu de profil A C sur le plan de la carte A échelle B 500m Dans un plan vertical, soient A et B points d un relief, d altitudes connues. Donc BC est connue, en m sur le terrain = dénivelé. Les projections sur la carte de A et B sont A et B. La distance réelle entre A & B, qui est AB et non A B, est calculable. BC/AC = pente de AB est calculable. On peut aussi l exprimer par la valeur de l angle, calculable. A'B' = AB cos et BC/AC = tan Pendage P = (BC/AC) x 100 (en %)

22 I.4 Exercices Chapitre I CARTE TOPOGRAPHIQUE DE LYON (Monts d Or) Calculez la distance apparente (à vol d oiseau) entre les points A et B. 1 : cm = 250 m ( cm) x = 791,775 km ; y = 2096,875 km. x = 789,175 km ; y = 2095,013 km

23 I.4 Exercices Chapitre I CARTE TOPOGRAPHIQUE DE LYON (Monts d Or) Calculez la distance apparente (à vol d oiseau) entre les points A et B

24 Chapitre I I.4 Exercices CARTE TOPOGRAPHIQUE DE LYON (Monts d Or) Quelle est l équidistance des courbes de niveau? 5 mètres

25 I.4 Exercices Chapitre I CARTE TOPOGRAPHIQUE DE LYON (Monts d Or) En considérant une pente moyenne entre le Mont Thoux (611) et le point 473, calculez la «distance réelle» qui sépare ces deux points. tan = angle de la pente = dénivelé / distance apparente ou horizontale Distance réelle = distance apparente / cos

26 I.4 Exercices Chapitre I CARTE TOPOGRAPHIQUE DE LYON (Monts d Or) En considérant une pente moyenne entre le Mont Thoux (611) et le point 473, calculez la «distance réelle» qui sépare ces deux points tan = angle de la pente = dénivelé / distance apparente ou horizontale = arctan (138/887,5) = 8,8 Distance réelle = distance apparente / cos = 887,5/cos 8,8 = 898,1 m

27 I.4 Exercices CARTE TOPOGRAPHIQUE DE LYON (Monts d Or) Quelle est la direction de la droite qui joint les points A et B?

28 I.4 Exercices Rappel : Mesure d une direction CARTE TOPOGRAPHIQUE DE LYON (Monts d Or) La direction d une droite est mesurée par l angle fait entre la direction du N et celle de la droite. Cet angle est compté dans le sens horaire. Si la droite a un sens (direction de marche par exemple), l angle est compté dans un intervalle de 360 (on parle d azimut ici). Dans le cas d une droite de sens indifférent, on réduit l intervalle de mesure à 180 Nord 40 A Direction de AB : N40 O Azimut de AB : N220 B 220

29 I.4 Exercices CARTE TOPOGRAPHIQUE DE LYON (Monts d Or) Quelle est la direction de la droite qui joint les points A et B? N Direction : N

30 Chapitre I Profil topographique = intersection de la surface du sol par un plan vertical de direction donnée. Objectifs : Savoir réalisé des coupes du relief à partir de la lecture d une carte topographique, Reconnaissance des types de reliefs Chap. I Partie 2 : Construction d un profil topo Notions de : Exemples types de profils topographiques Application sur une carte IGN au 1/25000 sur les Monts d Or lyonnais

31 I.5 Procédure de construction de profil Profil construit sur un diagramme rectangulaire A B Le long de AB, cochez sur une bande de papier millimétré les intersections avec les courbes de niveau, notez leurs altitudes, et les points côtés s il y en a, les vallées, les sommets. Reportez ces données sur un trait horizontal de longueur AB. Dessinez à l aplomb de A et B une échelle verticale correspondant à la succession des altitudes des courbes. Pour l équidistance, adopter la même valeur que sur la carte. Construisez point par point le profil du relief. Reliez-les ensuite en tenant compte du style de paysage de la région là où manquent des points.

32 I.5 Procédure de construction de profil

33 I.5 Procédure de construction de profil Schéma orohydrographique C est un schéma qui ne représente que le relief et les cours d eau calqué sur un fond topographique. Les principales composantes de la morphologie d une région peuvent être appréhendées à l aide d un dessin -schématique- des seules lignes de crêtes, des lignes de drainage superficiel des eaux et des cols. Possibilité de tracer en couleur : en rouge les lignes de crêtes, en noir les cols, en bleu les thalwegs

34 I.5 Procédure de construction de profil Schéma orohydrographique Un talweg représente la ligne qui joint les points les plus bas d une vallée. C est là où l eau s écoule et l endroit où coulent les ruisseaux et torrents. La pointe du V des courbes de niveau est dirigée vers l amont.

35 I.5 Procédure de construction de profil Schéma orohydrographique Un talweg représente la ligne qui joint les points les plus bas d une vallée. C est là où l eau s écoule et l endroit où coulent les ruisseaux et torrents. La pointe du V des courbes de niveau est dirigée vers l amont. Exemple :

36 I.5 Procédure de construction de profil Synthèse sur la géométrie des courbes de niveau Courbe de niveaux et relief : a : calcul de la pente, b : relief concave, c : relief convexe, d : rupture de pente.

37 I.6 Exercices profils topo Tracez les profils topographiques correspondant aux différentes formes de relief. Equidistance des Pentes régulièrement variables Equidistance courbes? de niveau :??

38 I.6 Exercices profils topo Tracez les profils topographiques correspondant aux différentes formes de relief. Equidistance des Pentes régulièrement variables Equidistance courbes? de niveau : 10 m

39 I.6 Exercices profils topo - CORRECTION Pentes régulièrement variables Equidistance des courbes de niveau : 10 m

40 I.6 Exercices profils topo Tracez les profils topographiques correspondant aux différentes formes de relief. Rupture de pente Falaise

41 I.6 Exercices profils topo - CORRECTION Rupture de pente Falaise

42 I.6 Exercices profils topo Tracez les profils topographiques correspondant aux différentes formes de relief.

43 I.6 Exercices profils topo - CORRECTION Les talwegs

44 I.6 Exercices profils topo Tracez le profil topographique correspondant aux différentes formes de relief recoupé par le plan de coupe ci-dessous.

45 I.6 Exercices profils topo - CORRECTION

46 Chapitre I I.6 Exercices profils topo Carte de Lyon 1/ : Tracez le profil topographique entre les points 473 et 373.

47 Chapitre I I.6 Exercices profils topo - CORRECTION

48 Chapitre I I.6 Exercices profils topo - CORRECTION

49 I.6 Exercices profils topo Sur l extrait de la carte Saint-Chamond 1 : , 1- Décrire les formations géomorphologiques, 2- Faire le schéma orohydrographique de la planche 3 sur un calque en respectant les consignes de couleurs. 3 - Dessiner sur le calque millimétré le contour du bassin versant topographique du ruisseau Le Dorlay. en rouge les lignes de crêtes,, en noir les cols, en bleu les thalwegs.

50 I.6 Exercices profils topo col La zone topographique est essentiellement constituée de Monts pouvant atteindre plus de 1400 m et entrecoupées de vallées (talwegs), dont le ruisseau principal (exutoire) s appelle le Dorlay.