Initiation à la cartographie géologique – GMP
GÉOLOGIE MINES PÉTROLE (GMP)
SUP-MINES 1A BTS
Initiation à la Cartographie Géologique
(Manuel de Travaux Pratiques en Géologie)
Apports théoriques, travaux dirigés et pratiques
ANNÉE SCOLAIRE 2011 - 2012
Enseignant
M. ASSOMA TCHIMOU VINCENT Hydrogéologue – Master SIG, Télédétection et Sciences de l’Information Géographique, Chargé de cours GSM : 05 65 61 48 - [email protected]
**Support de cours de TP**
Etudiant
Nom & prénoms : : ……………………………………………………………………...
Contacts : ………………/ Courriel : ……………………………………………………..
REPUBLIQUE DE COTE D’IVOIRE UNION – DISCIPLINE - TRAVAIL
MINSITERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR
ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
ETABLISSEMENT D’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR PRIVE
Page 1
Initiation à la Cartographie Géologique – 1AGMP
PRESENTATION
La carte géologique constitue le support indispensable pour l’étude des formations
géologiques et la reconstitution de leur histoire. L’objet de ce manuel est une initiation à
l’acquisition des techniques de base pour d’une part, la lecture des cartes géologiques, et
d’autre part la réalisation des coupes géologiques.
Cette introduction s’appuie sur des notions géométriques et géologiques (morphologie,
tectonique et stratigraphie), selon un ordre de difficulté croissant.
Ce manuel constitue un support utile à l’enseignement de la cartographie assuré par le
département des sciences de la Terre. Il est destiné aux étudiants débutants dans cette discipline
(Licence 1 ou BTS) ; il servira d’aide-mémoire et pourra être complété par des notes personnelles et
des exercices qui seront effectués en salle de travaux pratiques (TP).
La cartographie englobe un ensemble de techniques conduisant à l’établissement et à l’étude des
cartes. La carte géologique est un outil indispensable pour l’étude du sol (pédologie, géographie,
écologie, etc…) et du sous-sol (recherche pétrolière, minière, hydraulique, etc…).
La lecture correcte d’une carte topographique est une nécessité pour ceux (géologues,
pédologues et biologistes entre autres) qui vont faire des sciences de la nature leur profession. Elles
sont aussi utiles dans les activités de loisirs (randonnées en montagne, la navigation en) etc…. Couplées
avec le GPS et une bonne boussole.
Le choix du type de carte dépend du but recherché. Ainsi, donc, au cours des travaux pratiques
de géologie, nous allons étudier deux parties:
La première se rapporte à la réalisation de profil topographique : Il s’agit des cartes
topographiques qui permettent de décrire avec précision les différents éléments du relief.
La deuxième est consacrée à l’étude des cartes géologiques simples qui nous permettront
de comprendre la structure du sous-sol. Elle est consacrée à la reconnaissance des principales
structures de déformation.
Prérequis :
Notions de géologie simple comme connaissance, même succincte, des principaux types de roche et
leurs caractéristiques ;
Notions simple de géométrie (trigonométrie de base) ;
Aptitude à percevoir les schémas en trois dimensions (3D).
Objectifs :
Savoir utiliser de manière rationnelle et prudente les cartes géologiques à votre disposition ;
Connaître les méthodes de construction des cartes ;
Savoir présenter les données sous une forme explicite et/ou simple pour les utiliser sur chantier ou
dans les rapports et/ou présentations.
Avertissement
- Les thèmes abordés ici sont totalement interdépendants et présentent une complexité croissante. Il est
donc très conseillé d’assurer une présence continue.
- Durant toutes les séances, le matériel requis est le suivant : Crayon à dessin (à mine ou HB), papier
millimétré, une gomme, un papier calque et éventuellement un rapporteur d’angle et une calculatrice.
Page -2-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
PREMIERE PARTIE
CARTE ET RÉALISATION DE PROFIL TOPOGRAPHIQUE
(Méthodes géométriques de construction des cartes géologiques)
SOMMAIRE
1. LA CARTE TOPOGRAPHIQUE .............................................................................................................. 3
2. LES CARACTERISTIQUES PHYSIQUE DE LA TERRE ........................................................................ 4
3. LES SYSTEMES DE PROJECTION ....................................................................................................... 5
4. REPERAGE D’UN POINT ET NOTION D’ECHELLE ............................................................................. 5
5. ETUDE OU ETABLISSEMENT DE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE ..................................................... 8
5.1. L’OROGRAPHIE ................................................................................................................................................. 8 5.2. LA PLANIMETRIE (SIGNES CONVENTIONNELS UTILISES SUR UNE CARTE TOPOGRAPHIQUE) ......................... 11
6. LIGNES CARACTERISTIQUES EN COURBES DE NIVEAU .............................................................. 11
6.1. DIFFERENTS TYPES DE PENTES (FORMES DES VERSANTS) ........................................................................... 11 6.2. LES FORMES DU RELIEF ................................................................................................................................. 15
7. PROFIL CARTOGRAPHIQUE .............................................................................................................. 20
7.1. ÉTAPES ET PROCEDURE DE CONSTRUCTION D’UN PROFIL ............................................................................ 20 7.2. ORIENTATION SUR UNE CARTE ....................................................................................................................... 22
CONCLUSION ........................................................................................................................................... 22
Page -3-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
1. LA CARTE TOPOGRAPHIQUE
On appelle carte topographique la représentation, sur un plan, d’une partie de la surface de la terre avec
ses formes et son modelé :
- représentation plane à une échelle déterminée d'une partie de la surface terrestre ;
- éléments du relief situés en latitude et en longitude par rapport à un ellipsoïde de référence ;
- projection sur une surface plane.
En Côte d’Ivoire, les cartes sont éditées par l’IGCI (Institut de Géographie de Côte d’Ivoire) qui, depuis
1992 a été remplacé par le CCT (Centre de Cartographie et de Télédétection).
En fonction de l’échelle de représentation choisie, la région à présenter est divisée en plusieurs portions,
appelées coupures, représentés par des feuilles. En Côte d’Ivoire, la couverture topographique à
l’échelle 1/50 000 nécessite 33 coupures (figure 1).
Figure 1 : Coupure de la Côte d’Ivoire au 1/50 000
Un exemple de notation utilisée pour la désignation des feuilles est présenté à la figure 2, qui est la
localisation de la feuille de GUIGLO, de laquelle nous avons extrait la carte topographique qui nous
servira de document de travail.
Page -4-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
Figure 2 : Localisation de la feuille Guiglo
2. LES CARACTERISTIQUES PHYSIQUE DE LA TERRE
D’ans l’univers, la position de la terre est donnée par la figure 3.
Rayon équatorial : 6 378,14 km
Rayon polaire : 6 356,78 km
Périmètre équatorial : 40 075,03 km
Superficie : 510 067 420 km²
Volume : 1,08321×1012 km³
Masse : 5,9736×1024
kg
Masse volumique moy. : 5,515×103 kg/m³
Gravité à la surface : 9,780 m/s² (0,9973 g)
Vitesse de libération : 11,186 km/s
Période de rotation : (jour sidéral) 0,9972696 d (jour
sidéral, qui correspond à 23 h 56 min 4,084 s)
Vitesse de rotation : (à l'équateur) 1 674,38 km/h
Inclinaison de l’axe : 23,4388 degré ;
Albédo moyen : 0,367
Température de surface : Tmin : -89,2 °C ; Tmoy :
15 °C ; Tmax : 57,8 °C
De façon pratique, la terre est considérée comme une sphère (aplatie aux pôles) ayant un rayon de
6 371 km. Du fait de la sphéricité de la terre, la transformation de sa surface courbe en un plan (surface
plane) pose des problèmes géodésiques et géométriques dont la résolution passe entre autre par les
systèmes de projection. La géodésie est la science qui a pour objet l'étude de la forme de la Terre et la
mesure de ses dimensions.
Figure 3 : La terre dans l’espace
Page -5-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
3. LES SYSTEMES DE PROJECTION
Il existe plusieurs systèmes de projection. Nous n’en retiendrons que deux :
- les projections conformes
Ces types de projection conservent tous les angles mais modifient les longueurs et les surfaces. Elles
seront donc plus couramment utilisées pour la topographie. Les cartes topographiques que nous
utiliserons sont faites dans ce type de projection (figure 4).
- les projections équivalentes
Ces types de projection conservent les surfaces ou, plus précisément, les rapports de surfaces. Elles
seront donc employées de préférence aux premières pour la cartographie des gisements de matériaux
exploitables (Figure 5).
Figure 5 : Projection équivalente
4. REPERAGE D’UN POINT ET NOTION D’ECHELLE
Un point est parfaitement repéré s’il est défini en longitude, latitude et altitude (figures 6) : Les éléments
du relief sont situés en latitude et en longitude par rapport à un ellipsoïde de référence et sont ensuite
projetés sur une surface plane. Pour la Côte d’Ivoire, une projection des données géographiques est
faite sur la base de l’ellipsoïde WGS84.
Figure 6 : Repérage d’un point par Latitude et Longitude
Page -6-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
La longitude (α) : c’est l’angle dièdre formé par le plan passant par le point considéré et les deux pôles
avec un autre plan méridien pris comme origine. Le méridien d’origine (de Greenwich) est celui qui
passe à Accra. Cette mesure varie de 0° à 180° (degré) vers l’Est et de 0° à 180° vers l’Ouest.
La latitude () : c’est l’angle dièdre formé par le plan passant par la verticale en ce point avec le plan de
l’équateur. La latitude de l’équateur étant zéro, la valeur de l’angle ainsi mesurée varie de 0° à 90° vers
le Nord et de 0° à 90° vers le Sud.
A titre d’exemple, on rappelle que la Côte d’Ivoire est située entre les Longitudes : 3°W et 8°W d’une
part et d’autre part, entre les latitudes : 5°N et 10°N.
L’Altitude (z) : c’est la distance mesurée du point considéré au-dessus du niveau de la mer. Cette
mesure est exprimée en mètre (m). L’altitude zéro correspond au niveau moyen des mers.
EXERCICE 1 : Repérage d’un point sur le plan (figure 7). Avec, 1 cm 1° (graduation en degré).
a) Positionnez 4 points (A, B, C, D) de votre choix dans le plan et après avoir tracé quelques latitudes et
longitudes, déterminez les coordonnées de ces points :
A ( , ) ; B ( , ) ; C ( , ) ; D ( , )
b) Placez les points suivants sur le plan après les avoir convertis de DMS en DD :
E (8°E, 6°30’N) ; F (3°25’W, 5°45’S) ; G (0°30’W, 5°28’N); H (7°20’W, 3°50’S)
Figure 7 : Repérage d’un point sur le globe
La nécessité de repérer une grande surface de terrain sur une carte a conduit à l’adoption d’un rapport
de réduction appelé Echelle (E). La projection planaire (figure 8) s’est faite sans réduction, ni
agrandissement de la topographie initiale. Cependant, pour la réalisation d’une carte topographique
(moins de 1 m²) d’une grande superficie de terrain (plusieurs dizaines de km²), il est évident qu’une forte
réduction s’impose. C’est ce coefficient de réduction ainsi choisi, correspondant à un nombre
fractionnaire, qu’on appelle échelle :
Page -7-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
E = Dc/Dt avec, Dc : distance sur la carte ; Dt : distance sur le terrain ; Dr : distance réelle
Figure 8 : Projection planaire Remarque :
L’échelle d’une carte est fonction de Dt (distance sur le terrain, appelée aussi distance à vol d’oiseau),
qui est la projection sur un plan horizontal de la distance réelle sur le terrain (Dr). Cette dernière est
fonction de la pente topographique (α) selon la formule : Dr = Dt/Cos(α).
Les unités employées doivent être les mêmes au numérateur et au dénominateur : le numérateur est
toujours l’unité (1) et le dénominateur, un nombre entier quelconque. Ce type d’échelle est dit numérique
par opposition à l’échelle graphique qui s’exprime par un segment de droite. Ce segment est divisé et
gradué en km de gauche à droite (figure 9). Si le segment est très long, on resserre la graduation à
gauche en centaine de mètres pour affiner la précision.
Une échelle de 1/50 000 signifie que 1 cm sur la carte représente 50 000 cm sur le terrain. Deux points
distants de 5 km, sont séparés de :
10 cm sur une carte au 1/50 000 (carte à petite échelle).
20 cm sur une carte au 1/25 000 (carte à grande échelle).
EXERCICE 2 : Calcul d’échelle (figure 8).
1/ Mesure Dc = ……..... cm = ………………m ; Pour Dr = 180 km (AB), calculez :
Dt = …………………………………………………………………………………………………………………….
L’échelle de projection de la carte E = …………………………………………………………………………….
tan (α) = …………………………………… ; La pente α = …………………………………….……… degré (°)
EXERCICE 3 : Convertissez les échelles graphiques suivantes (figure 9) en échelles numériques :
E1 = ………………………………………………………………………………………………
E2 = ………………………………………………………………………………………………
Figure 9 : Passage d’une échelle graphique en une échelle numérique
Page -8-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
EXERCICE 4 : Complétez le tableau 1 ci-dessous :
Distance sur la carte (Dc) Distance sur le terrain (Dt) Echelle (E)
10 cm 1/20 000
5 km 1/100 000
15 cm 150 km
1250 km 1/200 000
250 mm 1/50 000
40 cm 800 hm
60 cm 30 km
50 mm 1/100 000
100 cm 100 km
EXERCICE 5 :
1) Une carte est à petite échelle lorsque le rapport est petit autrement dit, quand la réduction qu’elle
permet est importante. On dira par contre qu’une carte est à grande échelle lorsque le rapport est grand.
La carte géologique de la Côte d’Ivoire est à l’échelle 1/1 000 000 et celles des coupures des cartes
topographiques sont à l’échelle du 1/200 000 et 1/50 000.
Qu’en concluez-vous quant à la grandeur relative des échelles des deux types de carte ?
Réponse :……………………………………………………………………………………..…….…………………
…………………………………………………………………………..……………………………………………...
2) Classez ces échelles par ordre croissant :
1/1 000 ; 1/500 000 ; 1/1 000 000; 1/10 000 ; 1/25 000 et 1/50 000
………………………………………………………………………………………………………………………….
3) La carte de la figure 12 est issue de la réduction d’une carte topographique. Qu’elle est l’échelle de la
nouvelle carte que vous avez ?
Réponse : E = ………………………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………..……………………………………………...
5. ETUDE OU ETABLISSEMENT DE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE
La topographie, c’est la représentation plane, à une échelle déterminée, d’une partie de la surface
terrestre avec ses formes et son modelé. Le relief se représente par les courbes de niveaux (ou
courbes hypsométriques), qu’on peut définir comme étant l’intersection de plans horizontaux équidistants
avec la surface topographique. La mise au point d’une carte nécessite deux opérations importantes :
l’orographie et la planimétrie.
5.1. L’orographie
L’orographie est la partie de la géographie qui traite du relief terrestre. Elle permet de représenter le
relief du terrain, mais cette représentation pose des problèmes : on ne peut indiquer l’attitude de chaque
point de la carte et de ce fait, le système de courbe de niveau est utilisé comme modes de
représentation du relief.
a) La courbe de niveau
Une courbe de niveau correspond à l'intersection de la surface topographique avec un plan horizontal
d'altitude donné. C’est une ligne imaginaire qui joint donc un ensemble de points d’un relief de même
altitude. En représentation cartographique, les courbes de niveau constituent les projections des traces
de l’intersection de plans horizontaux successifs avec la surface topographique (figure 10).
Page -9-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
Considérons une série de plans horizontaux (H2, H2 et H3) parallèles, équidistants qui coupent
idéalement une surface topographiques (une colline par exemple). Les intersections de la colline avec
ces plans sont reportées sur le plan de la carte. Ces projections se nomment, courbes de niveau.
Figure 10 : Principe de l’établissement des courbes de niveaux
L’espacement des courbes de niveau est inversement proportionnel à la valeur de la pente (courbes
espacées = pente faible; courbes serrées = pente forte). Les courbes de niveau sont continues sur la
carte et leur établissement obéit à certaines règles :
- Altitude des courbes de niveau : elle est souvent indiquée le long de leur tracé. En principe le bas des
chiffres indiquant cette altitude est dirigé vers le bas de la pente.
- Equidistance (e) : C’est la différence d’altitude qui sépare deux plans horizontaux successifs : sur la
carte elle correspond à la différence d’altitude entre deux courbes de niveau consécutives. Cette
grandeur est constante pour une carte donnée, de sorte que les valeurs des courbes de niveau sont des
multiples entiers de l’équidistance. Le choix de l’équidistance (e) est dicté par le type de relief à
représenter et par l’échelle de la carte.
L’équidistance est indiquée dans la légende en bas et à droite de la carte. Dans tous les cas, même si
elle n’est pas mentionnée, elle peut se calculer en comptant sur une pente (toujours montante ou
descendante), le nombre d’intervalles séparant deux courbes d’altitude connue (courbes de niveaux ou
points côtés). La différence d’altitude entre ces deux courbes divisée par le nombre d’intervalles donnera
l’équidistance. Exemple (700-600)/5 e = 20 m.
Dans les zones plates à faible relief elle est de 5 à 10 m ; pour les zones montagneuses, elle peut
atteindre 20 m, sinon une densité trop grande des courbes de niveau rendrait la carte illisible.
Remarque : à ne pas confondre l’équidistance (e) grandeur lue dans le plan vertical avec l’écartement
(d) des courbes en projection sur la carte (lu dans le plan de la carte).
Page -10-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
b) Différentes sortes de courbes de niveau
- Courbes maîtresses : Elles sont dessinées en traits plus accentués (en gras) qui indiquent toutes les
courbes de rang 5 (toutes les 4 courbes) c'est-à-dire tous les 50 ou 100 m, le plus souvent, elles sont
côtées (l’altitude est indiquée sur les courbes maîtresses). En effet, le sommet des chiffres indique le
sens de la montée des pentes, tandis que la base des chiffres indique le sens de la descente des
pentes. Noter qu’entre deux courbes maitresses il y a toujours 4 courbes normales (figure 11 et 12).
- Courbes normales : Elles sont dessinées en traits fins en respectant les valeurs d’équidistance et elles
s’intercalent entre les courbes maîtresses.
- Courbes intercalaires : Elles sont dessinées en général en tirets. Lorsque la surface topographique est
plate, les courbes de niveau sont espacées, pour amener plus de précision on est conduit à ajouter une
courbe dite intercalaire dont l’altitude diffère d’une demi-équidistance de celle des deux courbes qui
l’encadrent.
Figure 11 : Les différents types de courbes de niveau
Figure 12 : Les différentes sortes de courbes de niveau et calcul de pente sur une carte topographique
entre A-B, C-D, E-F et G-H
Page -11-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
c) La densité des courbes de niveau rend compte du relief : les pentes fortes sont caractérisées par
des courbes nombreuses et serrées ; à des courbes espacées peu nombreuses correspond une région
plate ou à faible pente.
d) Les points côtés : A côté des courbes de niveau, il existe un certain nombre de points remarquables
où l’altitude exacte est donnée, permettant de trouver facilement la valeur des courbes de niveau
proches. Ils peuvent se retrouver aussi bien sur les sommets, les flancs que les vallées.
Exemple : soit une carte où l’équidistance des courbes est de 10 m, supposons qu’au sommet d’une
butte il y ait un point côté 279 m, la 1ère
courbe entourant ce sommet et donc de valeur inférieure sera la
courbe 270 car elle sera un multiple de 10.
5.2. La planimétrie (signes conventionnels utilisés sur une carte topographique)
C’est la représentation des divers éléments de la surface terrestre sur la carte topographique par des
figurés caractéristiques conventionnée dont la signification est indiquée dans la légende de la carte. On
adopte en générale, en ce qui concerne les couleurs les conventions suivantes :
le bleue est affecté à l’hydrographie
le vert à la végétation
le noir à la planimétrie, à la toponymie (nom de lieu) et tout ce qui touche à l’œuvre humaine
(ville, chemin de fer, route, etc.)
en bistre (brun noirâtre ou teinte voisine du marron) à l’orographie (courbes de niveau).
6. LIGNES CARACTERISTIQUES EN COURBES DE NIVEAU
6.1. Différents types de pentes (formes des versants)
La pente d’un versant est perpendiculaire aux courbes de niveau et son sens est déterminé par la
lecture de ces dernières. Toutes les formes de relief peuvent être décomposées en trois types
élémentaires de pente (régulière, convexe et concave) caractéristiques des formes des versants. Un
versant est la zone reliant une ligne de faite à une ligne de thalweg.
a) Pente régulières (rectiligne) : pentes à inclinaison sur horizontale constante
Les pentes constantes s’observent (figure 13) lorsque les courbes de niveau sont régulièrement
espacées :
- plus la pente est forte, plus les courbes de niveau sont rapprochées ;
- plus la pente est faible, plus les courbes de niveau sont écartées.
Figure 13 : Pentes régulières (continues constantes)
b) Pentes régulièrement variables (pente concave et pente convexe)
Les pentes concaves sont des pentes dont l’inclinaison diminue constamment du haut vers le bas
(figure 14a) : Une pente concave vers le haut est caractérisée par des courbes de niveau de plus en
plus écartées en allant vers le bas.
Page -12-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
Les pentes convexes sont des pentes dont l’inclinaison augmente constamment du haut vers le bas
(figure 14b) : Une pente convexe vers le haut est caractérisée par des courbes de niveau de plus en
serrées en allant vers le bas.
Figure 14 : Pentes continues mais variables
c) Pentes à variation brusques : Rupture de pente, abrupts et falaises. L’écartement des courbes
de niveau change brusquement (figure 15).
(A) Rupture de pente (PO)
(B) Abruptes (2) (C) Falaises (3)
La hauteur de l’abrupt (H) = l’altitude de son sommet (S) – l’altitude de sa base (B)
Figure 15 : pentes à variation brusque
Page -13-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
Pour calculer la pente, il faut bien faire la différence entre l’équidistance e (hauteur entre deux courbes
de niveau) et la distance horizontale (d) qui est la mesure sur la carte topographique considérée entre
les courbes de niveau.
EXERCICE 6 : Calcul de pente topographique
1/ Sur la carte (figure 16) à l’échelle E = 1/25 000, calculez la pente (α en degré) entre les points X et Y.
Figure 16 : Calcul de pente
La différence d’altitude h = Hy – Hx =………………………..….........….m ; ou h = …………………….. km.
Mesure d (Dc) = ………………….. cm ; Dc = ………………………. m.
Dt = ………………………………………………………….…..…...km ; Tan(α) = .........................................;
Pente α = tan-1
(………………/……………) = …………….… degré.
2/ Calcul des pentes entre les points suivants (figure 11) :
A-B : Dc =…………m ; h =……………………m ; Dt = ……...…...………m; α = tan-1
(.........../.........) = ……..
C-D : Dc =…..….…m ; h =……………………m ; Dt = ……...…...………m; α = tan-1
(.........../.........) = ……..
E-F : Dc =…………m ; h =……………………m ; Dt = ……...…...………m; α = tan-1
(.........../.........) = ……..
G-H : Dc =….…..…m ; h =…………………...m ; Dt = ……...…...………m; α = tan-1
(.........../.........) = ……..
EXERCICE 7 : Calcul des pentes et réalisation de profil topographique (figure 17)
1) ……………………………………………..………………………………………………………………………..
2) Calculez les pentes suivant les segments A, B et C :
A : …………………………………………………………………………………………..………………………….
B : ……………………………………………………………………………………….….………………………….
C : ………………………………………………………………………………………..…………………………….
3) Que concluez-vous en observant la configuration de la courbe ?
Réponse : ……………………………………………………………………………..………..............................
.…………………………………………………………………………………………….…………………………...
.…………………………………………………………………………………………….…………………………...
4) Exécutez le profil topographique sur papier millimétré (échelle des hauteurs 1/5 000).
Page -14-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
Figure 17 : Relation entre espacement des courbes de niveau sur la carte et la pente.
(Echelle des hauteurs 1/5 000).
Page -15-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
6.2. Les formes du relief
Le Sommet : c’est le point culminant d’un relief. En représentation cartographique, un sommet est
traduit par des courbes de niveau fermées concentriques. Le point central a une altitude supérieure à
celle des courbes qui l’entourent (figure 18).
Dépression fermée : c’est une forme de relief qui s’observe dans les régions calcaires. Elle est
généralement issue d’une dislocation locale. En représentation cartographique, elle s’exprime également
par des courbes concentriques. Mais pour lever l’équivoque, une flèche indiquant le centre de la
dépression (occupée parfois par un lac) est mentionnée. L’altitude du point centrale est inférieure à celle
des courbes de niveau qui l’entourent, formant ainsi une cuvette.
Figure 18 : représentation cartographique d’un sommet et d’une dépression
Ligne de crête : c’est la ligne qui joint de façon continue, les points les plus élevés d’un relief. Sa
configuration est représentée par la figure 19. Le bloc diagramme (figure 20) représente la ligne de
crête et les cols (un point bas sur une ligne de crête).
Figure 19 : Représentation cartographique d’une ligne de crête
Figure 20 : Bloc diagramme matérialisant une ligne de crête et les cols
La ligne de thalweg : c’est le contraire des lignes de crête. Le bloc diagramme (figure 21) donne un
exemple. C’est la ligne joignant les points les plus bas d’une vallée.
Page -16-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
Figure 21 : Bloc diagramme montrant une vallée et le tracé d’une ligne de thalweg
Celle-ci est caractérisée par une forme en V des courbes de niveau, la pointe du V plus ou moins aiguë
ou émoussée indique l’amont de la vallée, la courbe enveloppante est à une altitude élevée que la
courbe enveloppée. Au fond de la vallée, le talweg est la ligne de drainage des eaux.
Formes des vallées (morphologie verticale) : La vallée est une dépression allongée, située entre deux
reliefs. Elle se représente cartographiquement sous forme de V emboités les uns dans les autres. On
pourra distinguer les vallées à fond plat et les vallées en V :
- Vallée en V : Les courbes de niveau présentent un rebroussement anguleux à la traversée du
thalweg (figure 22).
- Vallée à fond plat (ou en U) : Le dessin des courbes de niveau rappelle la forme de la vallée,
serrées sur les versants, elles sont écartées dans la partie plate (figure 23).
Le versant : c’est toute zone comprise entre le thalweg et la ligne de crête.
EXERCICES 8 :
1) Calculez l’équidistance et effectuez le tracé d’une ligne de crête (figure 19).
Equidistance e = ……………………………………………………………………………………………………
2) Représentation cartographique de profils des vallées (figures 22 et 23).
3) Calculez l’équidistance des courbes de niveau et tracez les lignes de crête et de thalweg. Avec le
symbole ] [ indiquez l’emplacement des cols (figure 24).
Page -17-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
Figure 22 : Représentation cartographique d’une vallée à fond en V et flanc à pente régulière
- - - - - Ligne de Thalweg)
Page -18-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
Figure 23 : Représentation cartographique d’une vallée à fond plat (Vallée en U) et flanc à forte pente
- - - - - Ligne de Thalweg
Page -19-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
Figure 24 : Carte topographique simplifiée
Figure 25 : Représentation d’une Rose des vents
Page -20-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
7. PROFIL CARTOGRAPHIQUE
7.1. Étapes et procédure de construction d’un profil
L’établissement d’un profil topographique est particulièrement important car d’une part il permet de
visualiser le relief (les variations du modelé du relief) qui s’exprime en Crête, Vallées et Plateaux et
d’autre part, il est le support de la coupe géologique. Sa réalisation passe par les étapes suivantes :
1) On choisit une ligne de coupe ou ligne niveau (A-B), matérialisée sur la carte par un trait au crayon.
2) Pour être sure que le papier millimétré (PM) peut contenir la coupe, il faut rechercher sur le trait de
coupe, le point le plus bas (Hmin) et le point le plus haut (Hmax) et faire la différence des altitudes de
ces deux points (Hmax – Hmin). En tenant compte de l’échelle E, cette différence en cm (distance =
∆H*E) doit pouvoir contenir dans le PM.
3) Tracez parallèlement au bord gauche du PM, une droite sur laquelle on reportera les altitudes en
tenant compte de l’échelle des hauteurs : ce trait doit être disposé de sorte que la distance (d’) qui
sépare le bord gauche du PM soit la même que la distance (d") qui sépare la fin de la coupe au bord
droit du PM.
4) On applique le bord supérieur d’une feuille de papier millimétrée le long de la coupe.
5) Les intersections des courbes de niveau et de la ligne de coupe sont reportées sur la feuille et ensuite
abaissées à leur altitude à l’échelle de la coupe. Avec l’habitude, on pourra se passer de certaines
courbes, surtout quand le relief est très contrasté (régions de montage, rebords très raides de plateau,
etc.). Dans ces cas, les courbes sont tellement serrées qu’il est impossible de les identifier toutes. Aussi,
lorsque la pente est parfaitement régulière, on pourra se passer également de certains points.
6) Ces différents points sont ensuite reliés entre eux par une courbe continue (trait fin) sans laisser
transparaître les différents points. On obtient ainsi le profil topographique qui correspond à une courbe
en coordonnées rectangulaires, avec les altitudes en ordonnée et les distances en abscisse.
7) Lorsque le trait de coupe traverse une vallée, on pourra déterminer l’altitude d’un point intermédiaire
supposé être le fond de la vallée. On procède alors à une règle de trois en considérant respectivement le
point le plus haut et le point le plus bas de part et d’autre du trait de coupe et le point d’intersection du
fond de la vallée avec le trait de coupe. Ce calcul suppose que la pente entre les deux points extrêmes
considérés est constante. Cette démarche reste valable dans le cas où le trait de coupe traverse une
ligne de crête.
8) En descendant de 1 cm environ du point le plus bas, on trace le trait de base.
9) L’orientation du trait de coupe se fait conformément aux quatre points cardinaux. L’on se servira pour
cela d’une rose des vents dessinée sur papier calque (figure 25). Cette dernière est appliquée sur le trait
de coupe de sorte que le centre soit centré sur le trait et le Nord confondu avec le Nord indiqué sur la
carte. On regarde ensuite la direction de la rose des vents qui est proche du trait de coupe et on attribue
cette direction au trait de coupe. Mentionner enfin, si nécessaire, les points côtés sur le p.m.
10) Dans le cas d'un travail à rendre, écrire enfin, le Nom et Prénoms, le titre, la date, les échelles
(obligatoire), et la toponymie sur la carte conformément aux figures 26 et 27.
Sur un profil, on distingue deux échelles :
Une Échelle des longueurs : identique à celle de la carte.
Une Echelle des hauteurs : suivant que l’on veuille exagérer les formes ou pas, l’on est amené à agir
plus ou moins sur l’échelle des hauteurs, en dépit du fait que cette différence d’échelle entraîne
automatiquement une altération de la valeur des pentes.
En définitive, on retiendra que l’échelle des longueurs est celle de la carte et l’échelle des hauteurs en
est le double, le quadruple ou le quintuple.
Remarque : Un profil correct doit avoir la même échelle que celle de la carte dont on dispose, mais
aussi une échelle identique pour les hauteurs et les longueurs. Il doit aussi comporter un certain nombre
d’indications : échelle, orientation de la ligne de coupe, localisation des points de repères fixes, nom des
rivières et villages, etc. (voir exemple de profil).
EXERCICE 9 : Exécutez le profil topographique (figure 26) sur une feuille millimétrée.
Page -21-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
Page -22-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
Figure 27 : Exemple de construction d’un profil topographique
7.2. Orientation sur une carte
La boussole (figure 28) est l’instrument utilisé pour s’orienter sur le terrain. Grace à son aiguille
aimantée, la boussole indique le Nord Magnétique qui diffère du Nord Géographique d’un certain
angle appelé déclinaison. En Côte d’Ivoire, la déclinaison est de l’ordre de 12°. Cette valeur de
déclinaison est variable dans le temps et suivant le lieu où l’on se trouve. Le Nord indiqué sur les cartes
étant le Nord géographique, les mesures effectuées doivent être corrigées. Sur la carte et par
convention, le Nord est dirigé vers le haut de la carte, par conséquent, l’Ouest à gauche et l’Est à droite.
Nord géographique : axe de rotation de la Terre ; point de convergence des méridiens
Nord magnétique : point de convergence des lignes du champ magnétique.
Figure 28 : Exemple de boussole
CONCLUSION
Le dessin cartographique des courbes de niveau nous renseigne sur les différentes formes du relief,
donc avant la réalisation d’un profil il ne faut pas hésiter à observer votre carte le long du trait de coupe
afin de reconnaître l’allure du profil. La représentation précise et exacte des formes du relief facilitera
grandement l’établissement des coupes géologiques dont nous allons maintenant aborder l’étude.
Page -23-
Initiation à la Cartographie Géologique Sup-Mines 1A BTS 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V ., [email protected]
EXERCICE 10 : Construction d’une coupe topographique suivant la coupe AB. E = 1/5000
Top Related