AVANT-PROPOS .................................................. ................................ 1
INTRODUCTION .................................................. .................................. 3
FINALIT DE LA TOPOGRAPHIE .................................................. ............. 3
COMMENT ATTEINDRE CES OBJECTIFS .................................................. 3
2.1 Etablissement de cartes à petite échelle ................................................3 2.2
Cartographie à grande échelle .................................................. ............6
GéODéSIE, CARTOGRAPHIE .................................................. ...... 9
G N RALIT S ET D FINITIONS .................................................. ............. 9
FORMES ET DIMENSIONS DE LA TERRE ................................................ 10
2.1 Géoïde .................................................. ...............................................10 2.2
Ellipsoïde de révolution .................................................. ....................12 2.3
Calculs sur l’ellipsoïde .................................................. .....................16 2.4
Conclusion .................................................. ........................................20
REPR SENTATION PLANE DE L ELLIPSO&**711;DE .......................................... 20
3.1 Introduction .................................................. ......................................20 3.2
Déformations des figures .................................................. ..................21 3.3
Classification des représentations .................................................. .....22 3.4
Représentation conique, directe, tangente
et conforme : représentation de lambert .............................................24
3.5 Représentation cylindrique transverse conforme de l’ellipsoïde « universal tranverse mercator » utm
LECTURE DE CARTES .................................................. .......................... 48
4.1 Carte de base .................................................. .....................................48 4.2
Définition du nord .................................................. ............................49 4.3
Renseignements portés en marge de la carte ......................................50
R SEAUX G OD SIQUES .................................................. ..................... 53
5.1 Historique de la triangulation .................................................. ..........55 5.2
La nouvelle triangulation française (ntf) ............................................55 5.3
Le nouveau réseau géodésique français ..............................................61
R SEAU ALTIM TRIQUE .................................................. ...................... 67
6.1 Surfaces de référence et altimétrie .................................................. ....68 6.2
Choix d’un système d’altitude .................................................. ..........72 6.3
Définition du zéro du NPF ign 69 .................................................. ....73 6.4
Constitution du réseau actuel (ign 69) ................................................74 6.5
Le réseau altimétrique national .................................................. ........75 6.6
Passer des observations aux altitudes normales ..................................78 6.7
Les repères de nivellement .................................................. ...............80 6.8
Répertoires de nivellement .................................................. ...............80 6.9
Précision .................................................. ...........................................81
MESURES ANGULAIRES .................................................. .............. 83
LE TH ODOLITE OPTICO-M CANIQUE .................................................. . 83
1.1 Terminologie .................................................. .....................................83 1.2
1.2 Principe de fonctionnement .................................................. ..............84 1.3
1.3 Caractéristiques des théodolites optico-mécaniques ..........................85
MISE EN STATION D UN TH ODOLITE : R GLAGES, LECTURES ............. 87
2.1 Mise en station .................................................. ..................................87 2.2
Caractéristiques des nivelles .................................................. .............91 2.3
Réglages d’un théodolite .................................................. ..................93 2.4
Lectures angulaires .................................................. ...........................96
PR CISION DES MESURES ANGULAIRES ............................................... 98
3.1 Erreurs systématiques dues à un défaut de l’appareil .........................98 3.2
Erreurs systématiques dues à une cause extérieure ..........................101 3.3
Erreurs accidentelles .................................................. .......................101

LES ANGLES HORIZONTAUX .................................................. .............. 103
4.1 Le cercle horizontal .................................................. ........................103 4.2
Le double retournement .................................................. ..................104 4.3
Terminologie des mesures d’angles horizontaux...............................105 4.4
Applications .................................................. ....................................108
CALCUL DE GISEMENT .................................................. ...................... 113
5.1 Définition .................................................. ........................................113 5.2
Calcul d'un gisement à partir des coordonnées cartésiennes ............113 5.3

Utilisation du gisement pour les calculs de coordonnées .................117
D TERMINATION DU G0MOYEN DE STATION ............................... 118
6.1 Présentation .................................................. ..............................118 6.2
calcul DU G0 DE STATION .................................................. ..........119 6.3
définition du G0moyen DE STATION .............................................119 6.4
Détermination des écarts et tolérances .............................................120 6.5
utilisation du G0moyen pour le calcul de points nouveaux ..............122 6.6
Tableau de calcul gostat.xls .................................................. ............122 6.7
Programmation en basic standard .................................................. ...122 6.8
Exemple de calcul .................................................. ...........................124
LE CERCLE VERTICAL : LECTURE D ANGLES VERTICAUX .......... 129
7.1 Conventions, notations .................................................. ...................129 7.2
Valeur moyenne d’un angle vertical par double retournement .........131 7.3
Erreur d’index vertical .................................................. ....................132 7.4
Application .................................................. .....................................134
MESURES DE DISTANCE .................................................. .......... 137
HISTORIQUE .................................................. ...................................... 137
MESURES DE DISTANCES L AIDE D UNE CHA&**728;NE ............................. 138
2.1 Mesures en terrain régulier .................................................. .............139 2.2
Mesures en terrain irrégulier ou en forte pente ................................141 2.3
Mesurage de précision : étalonnage d’un ruban ...............................142
MESURES PARALLACTIQUES .................................................. ............ 151
3.1 Mesure avec une stadia .................................................. ...................151 3.2
Mesure avec une base auxiliaire .................................................. .....153
MESURES STADIM TRIQUES .................................................. ............ 155
4.1 Stadimétrie à angle constant .................................................. ...........155 4.2
Stadimétrie à angle variable .................................................. ...........157

MESURE PAR VARIATION DE PENTE .................................................. . 157
5.1 Variation de pente à base variable .................................................. ..158 5.2
Variation de pente à base fixe .................................................. .........159
MESURE AU MOYEN D UN IMEL .................................................. ........ 160
6.1 Principe de la mesure d’une distance à l’aide d’un imel ..................161 6.2
Phénomènes parasites .................................................. .....................165 6.3
Précision des imel .................................................. ...........................170
R DUCTION LA PROJECTION DES DISTANCES MESUR ES ............... 172
7.1 Détermination de la distance réduite à partir de la distance mesurée sur le terrain 172
7.2 Distance déduite des coordonnées .................................................. ..182 7.3
Exemples de calcul .................................................. .........................182 7.4
Correction globale pour un chantier .................................................1 84
MESURE ASSIST E PAR SATELLITE (GPS) .......................................... 185
NIVELLEMENT DIRECT .................................................. .............. 187
NIVELLEMENT DIRECT ORDINAIRE .................................................. ... 187
1.1 Principe .................................................. ...........................................187 1.2
1.2 Le niveau .................................................. ........................................188 1.3
1.3 Précision et tolérance des lectures .................................................. ..204 1.4
1.4 Caractéristiques des niveaux .................................................. ...........206 1.5
1.5 Cheminements simples .................................................. ...................207 1.6
1.6 Cheminement mixte .................................................. ........................211 1.7
1.7 Cas particuliers de cheminements .................................................. ..214 1.8
1.8 Applications .................................................. ....................................216
NIVELLEMENT DIRECT DE PR CISION ............................................... 219
2.1 Niveaux de précision .................................................. ......................219 2.2
Mires .................................................. ...............................................220 2.3
Cheminement double .................................................. ......................220 2.4
Précision et tolérances d’un nivellement par cheminement .............223
NIVELLEMENT DIRECT DE HAUTE PR CISION ..................................... 223
3.1 Niveaux de haute précision .................................................. .............223 3.2
Mires de précision .................................................. ..........................224 3.3
Lectures sur mire avec micromètre optique ......................................225 3.4
Les cheminements de haute precision ..............................................226 3.5
Erreurs à prendre en compte .................................................. ...........227

3.6 Classement des niveaux en fonction de l’ordre du nivellement .......230
LES NIVEAUX NUM RIQUES .................................................. .............. 230
4.1 Principe .................................................. ...........................................231 4.2
Limites d’emploi .................................................. ............................232 4.3
Caractéristiques des niveaux numériques .........................................233
NIVELLEMENT INDIRECT .................................................. ......... 235
PRINCIPE DU NIVELLEMENT INDIRECT TRIGONOM TRIQUE ............... 235
NIVELLEMENT INDIRECT G OD SIQUE ............................................... 236
COMPARAISON AVEC LE NIVELLEMENT DIRECT ................................. 237
NIVELLEMENT INDIRECT SUR COURTE PORT E .................................. 238
4.1 Nivellement indirect avec un théodolite optico-mécanique .............238 4.2
Nivellement indirect avec un théodolite muni d’un IMEL ...............243
NIVELLEMENT INDIRECT SUR DES PORT ES MOYENNES ................... 243
5.1 Sphéricité terrestre .................................................. ..........................244 5.2
Réfraction atmosphérique .................................................. ...............247 5.3
Correction de niveau apparent .................................................. ........250
NIVELLEMENT INDIRECT SUR DE LONGUES PORT ES ......................... 255
CHEMINEMENTS EN NIVELLEMENT INDIRECT .................................... 257
EXEMPLES DE NIVELLEMENT INDIRECT ............................................. 258
8.1 Exemple de nivellement indirect trigonométrique ...........................259 8.2
Exemple de nivellement indirect géodésique ...................................260
TOL RANCES R GLEMENTAIRES EN NIVELLEMENT INDIRECT ........... 261
9.1 Dénivelée calculée à partir de la distance horizontale ......................262 9.2
Dénivelée calculée
à partir d'une mesure de distance inclinée ........................................262 9.3
Tableaux récapitulatifs .................................................. ....................262
TECHNOLOGIES MODERNES .................................................. .. 265
GLOBAL POSITIONNING SYSTEM (GPS) ............................................... 265
1.1 Qu’est-ce que le GPS ? .................................................. ...................265 1.2
Le mode naturel ou positionnement absolu ......................................271 1.3
Le mode différentiel ou positionnement relatif ................................275 1.4
Passage du système international au système national .....................281

1.4 Différentes techniques de mesure en mode différentiel ...................284 1.6
1.5 Planification d’une campagne de mesures GPS ...............................291
NIVEAUX NUM RIQUES .................................................. ..................... 297
LES STATIONS TOTALES .................................................. ................... 298
LES APPAREILS LASER .................................................. ..................... 301
4.1 Les lasers de nivellement .................................................. ................303 4.2
Les lasers d’alignement .................................................. ..................305 4.3

Les lasers de canalisations .................................................. ..............306 4.4
Les lasers de positionnement .................................................. ..........308 4.5
Télémétrie laser .................................................. ..............................309
PHOTOGRAMM TRIE .................................................. ........................ 310
5.1 Principe de la prise de vue photogrammétrique ...............................310 5.2
Orthophotographie numérique .................................................. ........323 5.3
Photogrammétrie par satellite .................................................. .........325 5.4
Photogrammétrie terrestre .................................................. ..............330 5.5
Les SIG .................................................. ...........................................333
M TROLOGIE .................................................. .................................... 336
6.1 Métrologie industrielle .................................................. ...................336 6.2
Auscultation d’ouvrages .................................................. .................339
LEVER DE D TAILS ET REPORT ............................................ 347
INTRODUCTION .................................................. ................................. 347
LEVER DE D TAILS .................................................. ........................... 347
2.1 Principes de base .................................................. ............................347 2.2
Méthodes et moyens .................................................. .......................350 2.3
Méthodes traditionnelles .................................................. ................350 2.4
Méthodes actuelles .................................................. .........................357
REPORT .................................................. ............................................ 367
3.1 Cartes et plans .................................................. .................................368 3.2
Report traditionnel .................................................. ..........................371 3.3
Techniques informatisées de report .................................................. 373 3.4
Le matériel du report informatique .................................................. .381
LES BASES DE DONN ES G OGRAPHIQUES ......................................... 384
4.1 La base de donnés topographique .................................................. ...385 4.2
Les bases de données spatiales - SIG
(Système d’Information Géographique) ...........................................386
9,

TECHNIQUES D IMPLANTATION ............................................ 397
IMPLANTATIONS D ALIGNEMENTS .................................................. .... 397
1.1 Tracer une perpendiculaire à un alignement existant .......................397 1.2
1.2 Tracer une parallèle à un alignement existant ..................................401 1.3
1.3 Alignement sécant à un alignement existant ....................................402 1.4
1.4 Pan coupé régulier .................................................. ..........................403 1.5
1.5 Jalonnement sans obstacles .................................................. ............403 1.6
1.6 Jalonnement avec obstacle .................................................. ..............404 1.7
1.7 Prolongement d’un alignement .................................................. .......407
IMPLANTATION DE POINTS EN PLANIM TRIE ..................................... 408
2.1 Par abscisses et ordonnées .................................................. ..............408 2.2
Par rayonnement .................................................. .............................408 2.3
Intersection de deux alignements .................................................. ...410 2.4
Contrôle d’une implantation .................................................. ...........411 2.5
Exercice .................................................. ..........................................412
IMPLANTATION DE REP¨RES ALTIM TRIQUES ................................... 416
3.1 Pose d’un trait de niveau .................................................. .................416 3.2
Nivellement de chaises d’implantation ou de piquets ......................417 3.3
Utilisation des appareils laser .................................................. .........417
IMPLANTATION D UN B´TIMENT .................................................. ...... 418
4.1 Bâtiments courants .................................................. .........................418 4.2
Bâtiments sur fondations spéciales, ouvrages d’art ..........................421 4.3
Bâtiments de grande hauteur .................................................. ..........421 4.4
Piquetage de pentes .................................................. ........................423
RACCORDEMENTS CIRCULAIRES .................................................. ...... 425
5.1 Raccordements circulaires simples .................................................. .425 5.2
Raccordements circulaires composés ...............................................427 5.3
Raccordements circulaires à inflexion ..............................................431 5.4
Piquetage des raccordements circulaires ..........................................434 5.5
Contrôle des implantations .................................................. .............442
RACCORDEMENTS ROUTIERS .................................................. ........... 444
6.1 Caractéristiques générales des raccordements routiers ....................444 6.2
Raccordements progressifs .................................................. .............448 6.3
Raccordement en profil en long .................................................. ......467
TERRASSEMENTS D UN PROJET ROUTIER .......................................... 474
7.1 Lever du terrain naturel .................................................. ..................474
9,,

7.2 Implantation des terrassements .................................................. .......475
PROFILS, CUBATURES .................................................. .............. 479
COURBES DE NIVEAU .................................................. ........................ 479
1.1 Définitions .................................................. ......................................479 1.2
1.2 Principe de l’interpolation .................................................. ..............481 1.3
1.3 Lever de courbes de niveau .................................................. ............482 1.4
1.4 Report de courbes de niveau .................................................. ...........482 1.5
1.5 Applications au tracé de profils en long et en travers .......................485 1.6
1.6 Digitalisation de courbes de niveau .................................................. 487
PROFILS EN LONG ET EN TRAVERS .................................................. ... 489
2.1 Définitions .................................................. ......................................489 2.2
Le profil en long .................................................. .............................490 2.3
Le profil en travers .................................................. ..........................492 2.4
Application .................................................. .....................................494 2.5
Calcul de cubatures .................................................. .........................502
ANNEXES .................................................. .................................................. 515
OUTIL INFORMATIQUE .................................................. ............................515 1.1
Utilisation du cédérom .................................................. ....................515
1.2 Tableur........................................... .................................................. ..516 1.3
Dessin assisté par ordinateur........................................ .....................518 1.4
Programmes en basic standard .................................................. .......521 1.5
Calculatrice programmable .................................................. .............522
BIBLIOGRAPHIE .................................................. .....................................523
NOTATIONS USUELLES DE L OUVRAGE .................................................. .524