A- CARTES TOPOGRAPHIQUES

I- Définition

On appelle carte topographique la représentation, sur un plan, d’une partie de la surface terrestre avec ses formes et son modelé.

II- Etablissement des cartes topographiques

La mise au point d’une carte nécessite deux opérations importantes:

► L’orographie ;

► La planimétrie.

- L’orographie

- Cartes en courbes de niveau

Courbe de niveau: lieu des points de la surface topographique ayant même altitude, c’est à dire l’intersection de la surface topographique avec un plan horizontal.

Elle permet de représenter le relief du terrain. Différents modes de représentation sont imaginés :

- système des courbes de niveau ;

- système des hachures (abandonné car trop imprécis).

- Principe de l’établissement des courbes de niveau

- échelle

- La projection d’une portion de la surface terrestre sur un plan horizontal nécessite une réduction.

- La réduction est exprimée par un nombre fractionnaire qu’on appelle échelle (même unités pour le numérateur et le dénominateur).

Une échelle au 1/50.000

On a 1 cm sur la carte représente 50.000 cm ou 500 m sur le terrain.

- Exemple 

Si deux points sont distants de 5 km sur le terrain et de 10 cm sur la carte, l’échelle de celle-ci est :

E= 10cm/5 km=10/500 000=1/50 000; la carte est dite au 50.000 ou à l’échelle 1/50.000.

Exercice

Remplir le tableau en calculant les échelles, les distances sur le terrain et les distances sur la carte en fonction des autres données.

Echelle Distance sur le terrain Distance sur la carte

8 km 10 cm

500 m 5 cm

1/1000 000 53 km

1/100 000 21,5 cm

3600 m 12 cm

1/250 000 15 cm

- Equidistance et écartement

Sur la carte elle correspond à la différence d’altitude entre deux courbes de niveau consécutives. Il ne faut pas confondre l’équidistance avec l’écartement (d) des courbes de niveau en projection sur la carte

- L’équidistance est fonction de l’importance du relief;

- L’équidistance est constante ;

- L’écartement est variable, il dépend du relief.

- Différentes sortes de courbes de niveau

- Courbes maîtresses

Elles sont dessinées en traits épais; le plus souvent l’altitude est indiquée sur les courbes maîtresses.

Remarque:

L’altitude des courbes de niveau est indiquée de place en place, le bas des chiffres étant toujours vers le

bas de la pente. D’une façon générale, toute courbe enveloppée est plus haute que la courbe qui

l’enveloppe. S’il en est autrement (cas des dépressions) les courbes enveloppées sont munies d’une

flèche dirigée vers le centre de la dépression.

- Courbes intercalaires

Dans les régions où la surface topographique est plate (pente faible) et les courbes de niveau sont

espacées, pour amener plus de détails important du terrain, on ajoute alors une courbe dite intercalaire

dont l’altitude diffère d’une demi-équidistance de celle des deux courbes qui l’encadrent. Elle est

dessinée en général en tireté et ne peut pas se refermer.

- Courbes normales

Elles sont dessinées en traits fins et s’intercalent entre les courbes maîtresses.

Exercice:1- Quelle est l’équidistance des courbes de niveau ?2- Quelle est l’altitude du point X se trouvant sur la courbe intercalaire ?

250 m

Courbe intercalaire

Courbe maîtresse

Courbe normale

- Différentes sortes de courbes de niveau

100

300

X.

Calcul de la pente

1- Pente en %

100% d

hP 100

750

200P %5,26P

Pour une pente de 100% %45

2- Pente en degrés

26,0100

P

d

P

d

htg 15

100

300 A

B 250 m

A

Bh

100

300

d

1- Tracer les lignes de crêtes et talwegs.

2- Tracer le contour correspondant à un plan horizontal passant par A.

Exercice 1

Exercice 2

2- Tracer une piste reliant les villages A et B, de telle façon que la pente soit la plus faible possible.

1- Tracer les lignes de crêtes et les talwegs.

3- Donner l’altitude des points C et D

Planimétrie

C’est la représentation des divers éléments de la surface terrestre sur la carte topographique par des figurés caractéristiques conventionnels dont la signification est indiquée dans la légende de la carte.

► le bleu pour l’hydrographie ;

► le noir pour tout ce qui résulte de l’activité humaine, ainsi qu’à la toponymie (noms des lieux) ;

► le vert pour la végétation ;

► le bistre (teinte voisine du marron) pour l’orographie (courbes de niveau).

Le profil topographique

- Un profil topographique est une section par un plan vertical de la surface topographique.

- Le profil rend compte des formes du relief.

- Le profil est représenté à une certaine échelle.

Principe de l’exécution d’un profil topographique

- faire coïncider le bord supérieur du papier millimétré contre le trait de coupe AB. Marquer sur ce papier les points A’B’ homologues de A et B, ensuite noter les altitudes de ces points et celles des points d’intersection des courbes de niveau avec le trait AB ; ceux-ci étant destinés à disparaître, les inscrire légèrement ;

- On trace un trait sur une carte qui une échelle donnée ;

- ensuite sur un rectangle de papier millimétré on trace deux axes perpendiculaires, celui des abscisses correspondra à l’échelle des longueurs, celui des ordonnées à l’échelle des hauteurs (altitude) ;

- choisir l’origine de l’axe des hauteurs en fonction de l’altitude la plus basse ;

- pour l’orientation du profil ; il faut se reporter à la rose des vents.

- ces points sont abaissés (projetés) à leur altitude correspondante lue sur l’axe des hauteurs précédemment dessiné;

- ces points ainsi abaissés seront reliés entre eux, non par des segmentsde droite ; mais par des courbes rendant compte au mieuxde la topographie, les versants avec leur concavité et leur convexité au bon endroit, indiquer les sommets ou les vallées avec leur forme;

- on effacera alors les inscriptions ayant servi à la construction de la coupe ;

- terminer la coupe en notant au dessus du profil la toponymie et l’orientation ;

50

40

30

20

10

YX

2030

10

40

- Réalisation du profil topographique

B- CARTE ET COUPE GEOLOGIQUES

- Ces deux surfaces généralement parallèles peuvent, sous l’action de l’érosion, être recoupées par la surface topographique ; ces intersections sont appelées des contours géologiques et elles limitent l’affleurement de la couche (partie d’une couche visible en surface).

Notions fondamentales en géologie

- Couches ou strates

Les roches sédimentaires sont le plus souvent arrangées en couches ou strates ; donc elles sont stratifiées.

- on appelle strate la plus petite division lithologique limitée par deux surfaces parallèles, son épaisseur est de l’ordre du mètre.

- on appelle toit d’une couche le sommet de la couche ou sa limite supérieure ; le mur étant sa partie basale ou sa limite inférieure.

Stratigraphie : ses principes

La stratigraphie est la branche de la géologie qui s’occupe de l’étude des couches et de leurs relations normales est ; elle est fondée sur deux principes:

- Principe de superposition

Lorsque plusieurs couches sont superposées, la plus élevée est la plus récente et la plus basse est la plus ancienne (a condition qu’il n’y pas de répétition ou d’inversion de couches).

- Principe de continuité

Une couche donnée possède le même âge sur toute son étendue.

CARTE GEOLOGIQUE

Les différents terrains sont représentés sur une carte topographique par une couleur affectée d’une notation.

Une carte géologique est la représentation, sur un fond topographique,des terrains qui affleurent à la surface du sol ou qui ne sont cachés que par une faible épaisseur de formations superficielles récentes dont on ne tient pas compte.

- Eléments fondamentaux d’une carte géologique

Principe de notation et de figuration

Sur une carte géologique, les terrains sont désignés par des notations et généralement affectés de couleurs qui indiquent leur âge géologique (quand il set connu).

Couleur:

Quaternaire (IV) ------------------------------------noir ou blancTertiaire (III)(Cénozoïque)------------------------jaune à orange Crétacé-----------------------------------------------vertSecondaire (II) (Jurassique)---------------------bleuTrias ---------------------------------------------------violet-rosePrimaire (I)(Paléozoïque)-------------------------teintes variables sombres

*Notation

Elle comporte un corps principal et des signes. Le corps principal est une lettre qui rappelle la nomenclature des divisions stratigraphiques : c pour le crétacé, j pour le jurassique, affectés d’une chiffre en arabe ou en romain (C1, C2, C3…ou CI, CII, CIII…).

- Coupes géologiques

La coupe géologique représente la section des terrains par un plan vertical. La coupe géologique exige une certaine part d’interprétation (on représente en effet des terrains cachés en profondeur en n’en connaissant que la partie qui affleure). Il nous est alors permis de dessiner l’allure plus vraisemblable des terrains telle qu’elle se déduit logiquement des indications de la carte.

* Légende géologique

Les différentes couches représentées par leur couleur et la notation correspondantes dans l’ordre de superposition normale, accompagné de la nature lithologique, l’age et l’épaisseur.

* Deux types de coordonnées

- Coordonnées géographiques ou coordonnées polaires

La terre est quadrillée par deux familles de cercles, dont l’une passe par les pôles Nord et Sud: ce sont les méridiens; et l’autre sécante sur la première: ce sont les parallèles.

- Méridien 0, méridien de Greenwich;- parallèle 0, Equateur.

Un point est donc caractérisé par sa longitude (angle entre le méridien qui passe par ce point et le méridien 0) et sa latitude (angle entre le parallèle qui passe par ce point et l’équateur).

- Coordonnées rectangulaires ou coordonnées Lambert

Coordonnées valable pour une étendue restreinte;Coordonnées exprimées en kilomètres;Cordonnées données sous forme de distance par rapport à une origine choisie pour chaque région.

* Coordonnées rectangulaires ou coordonnées Lambert

0°40’0°42’

470471472473474475

A

A : X= 472,75

Y= 280

280

279

278

30°50’

30°49’

Axe des longitudes

Axe des latitudes

L’ordonnée Y

L’abscisse X

- Coordonnées rectangulaires et géographiques

Coordonnées géographiques (coordonnées polaires)

- Coordonnées rectangulaires (coordonnées Lambert)

- Utilités des cartes topographiques et géologiques

Les cartes topographiques et géologiques constituent un outil indispensable pour beaucoup d’applications pratiques, telles que l’art des mines, recherches des ressources en eau et établissement des chantiers de grands travaux

A

C

B

X Y YX

500400300200

500400300200

B’C’

A’B’C’

A’

A

B

C

1er cas 2ème cas

- Intersection d’une couche inclinée avec une vallée 

600500400300200

Fig. 20- Comportement des couches avec un talweg

600

500

200

A

B

C

E

O A’

- Détermination graphique du pendage.

X Y

A

B

C

50

40

30

2010

A’

D’

D40

10

- construction d’une couche inclinée par la méthode des trois points.

- Détermination du pendage d’une faille

Exercices 1, 2 et 3: faire la coupe à partir des limites d’affleurement reportées surle trait de coupe (épaisseur des couches= 300 m eniron)

Echelle: 1/50000

Les figurés conventionnels

- Pendage réel et pendage apparent

La coupe est oblique par rapport à la direction des couches Figure A.

Dans ce cas le pendage à reporter n’est pas le pendage vrai mais le pendage apparent.

Celui ci se calcule à partir de la formule (1) ou se détermine par utilisation de l’abaque graphique de la Figure B.

tan β = tan α sin δ (1)

où : α : pendage vraiβ : pendage apparentδ : angle entre la direction de la coupe et la direction de la surface

- Relation graphique entre plongement réel, apparent et angle coupe/direction de la limite

Figure A

Figure B

- Schéma Structural

- DéfinitionLe schéma structural est une réduction/simplification de la carte qui insiste particulièrement sur la structure. Il permet de comprendre l’histoire géologique de la région.

Les signes conventionnels et/ou des figurés colorés sont utilisés.

- Démarche pour faire un schéma structural

Tenir compte de la pertinence des informations à retransmettre à travers le schéma structural, puis de la qualité, la pertinence et l'intérêt des simplifications, et enfin de l'exactitude et la beauté de votre graphisme.

Il est recommandé de dessiner les choses dans l'ordre chronologique inverse (du plus jeune au plus ancien). Il faut donc déterminer la chronologie avant de dessiner.

Par exemple sur un schéma structural (cela dépend du type de terrain) il faudrait représenté essentiellement) :

- Les principaux ensembles géologiques- Les axes des plis : on en déduira la direction du raccourcissement- Les failles, en indiquant si elles sont normales, inverses ou décrochantes- Les discordances- Les éléments magmatiques- Les événements métamorphiques (pendages de la schistosité …),- etc

On met seulement ce qui semble important (par exemple on met les failles importantes). De la même manière onminimise ce qui vous ne vous intéresse pas.