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Les nouvelles méthodes en géodésie
A. Carosio
Les développements de l' électronique dans les dernières décennies ont fortement influence diverses sciences dont la géodésie. La mesure électronique des distances et les ordinateurs ont modifié fondamentalement l' image des travaux de mensuration.
La mesure électronique des distances La mesure directe de la distance entre 2 sommets avec une précision voisine du centimètre a toujours été un rêve pour le géodésien. Ce n' est qu' au cours de ces dernières années que ce rêve a pu se réaliser. Autrefois, les distances ne pouvaient être mesurées qu' en plaine, le long de routes rectilignes, à l' aide de rubans en invar. Les tronçons rectilignes atteignent quelques kilomètres au plus et les moyens investis étaient énormes avec cette méthode. Les appareils optiques tirant profit des propriétés géométriques de la lumière ont une portée bien inférieure, ioo mètres environ. Il y a vingt ans à peine que sont nés les premiers télémètres électroniques faisant appel aux propriétés physiques de la lumière ( ou d' autres ondes électromagnétiques ), en particulier à la vitesse de propagation de la lumière. Ces appareils ont une portée supérieure à 60 kilomètres et une précision d' un millionième de la distance mesurée, soit un millimètre par kilomètre mesuré.
Pour mesurer la distance entre 2 points ( 2 sommets des Alpes par exemple ), on dresse l' instru sur l' un des points, on enclenche la source lumineuse et on dirige le rayon lumineux vers l' autre point sur lequel a été place un réflecteur ( miroir ). Le rayon réfléchi revient vers l' instru ( photo 6 b ). La distance est déterminée par le temps de parcours aller et retour de la lumière entre les 2 points. La mesure exacte du temps s' ef de manière indirecte par la mesure du déphasage entre les modulations émises et réfléchies. La vitesse de propagation de la lumière dépend de la densité et de la composition de l' air. La température, la pression et le taux hygrométrique doivent être enregistrés par l' équipe de mesure et pris en considération dans les calculs. L' équipement complet nécessaire à la mesure de tous ces paramètres pèse plus de cent kilos. Les véhicules tout-terrain et les hélicoptères facilitent beaucoup la tâche, mais en montagne, le trans- port à dos d' hommes est souvent encore nécessaire. Le géodésien doit faire preuve de qualités sportives même à notre époque de haute technicité.
Les apports du calcul électronique II existe toujours un décalage entre les connaissances théoriques et leurs applications pratiques. Nous savons depuis le siècle dernier que les coordonnées des points de triangulation seraient bien meilleures si l'on avait pu prendre en considération pour leur calcul toutes les données recueillies dans la région. On aurait pu ainsi distribuer mieux les inévitables imprécisions de mesure. Cette optimisation est le résultat d' un travail gigantesque. Elle est maintenant réalisable sur un réseau de triangulation de plus de cent points, grâce au calcul électronique. En effet, le calcul d' un réseau de cent points exigerait 130000 heures à l' aide d' une calculatrice de bureau, cela durerait environ 60 ans. Un ordinateur peut exécuter le même calcul en moins d' une heure. C' est la raison pour laquelle, dans le passé, les problèmes géodésiques ont été résolus par des méthodes d' approximation simples.
Grâce au traitement électronique des données, on peut prendre aujourd'hui en considération certaines propriétés de la nature connues depuis longtemps, mais qu' on avait dû négliger en raison du trop grand coût des calculs. Citons parmi celles-ci la détermination et l' application de la déviation de la verticale dans les calculs géodésiques.
La déviation de la verticale est provoquée par l' irrégularité de la distribution des masses sur et sous l' écorce terrestre. En Suisse, ce phénomène est particulièrement intéressant parce que les Alpes, vu leur masse importante, dévient sensiblement la force de gravité. Dans la paroi nord de 1' Eiger, un fil à plomb de quarante mètres de long est attire par la masse de la montagne, de sorte qu' il se produit un décalage de un centimètre par rapport à la verticale. Lorsqu' on travaille avec précision, il ne faut pas négliger ce fait. On peut prévoir que, dans les prochaines années, ce type de calcul se généralisera.
Les nouvelles acquisitions des mathématiques statistiques nous donnent également des informa- g: Lever topographique à la planchette au Sefinental io a: Station terrestre de prise de vues au Hangendgletscherhorn, 1928 10 b: Prise de vues à la main à partir d' un avion en 1930 11: Photo aérienne combinée avec le plan d' ensemble pour en montrer les déformations 12a: Vue terrestre du Kamliegg, Ürbachtal, 1928: Schaflägerstöck et Ritzlihorn 12 b: Réduction du plan d' ensemble original: base pour la Carte nationale 1:25 000 tions de valeur. C' est grâce aux ordinateurs qu' on peut les appliquer à la géodésie. On gagne ainsi des informations sur la précision des mesures et sur la validité des résultats. D' éventuelles erreurs de mesure peuvent être décelées rapidement et corrigées. Ces nombreuses améliorations abaissent le prix du calcul de triangulation géodésique: il est de deux tiers moins cher qu' aupara.
Les satellites et la géodésie Depuis le lancement du premier spoutnik en 1957, on a vu la possibilité d' utiliser les satellites artificiels pour déterminer la position de points
La misurazione geodetica del territorio nazionale
Hj. Oettli, E. Gubler, A. Carosio La geodesia persegue lo scopo di misurare esattamente la posizione di singoli punti della superficie terrestre e di determinarne la figura su un piano ( proiezione ). L' origine del sistema svizzero di proiezione e delle coordinate si trova a Berna, al posto del precedente osservatorio. La sua posizione sul globo terrestre fu determinata astrono-micamente. Mediante misure di angoli ( triangolazione ) si ottenne quindi una rete di punti su cime di montagne, ecc.
Per la determinazione della scala furono misu-rati a Aarberg, Weinfelden e Bellinzona tre basi aventi una lunghezza di ca. 3 chilometri. L' intera rete di triangolazione di i°, 2°, 30 e 40 ordine comprende oggigiurno 72000 punti. Quale punto di partenza per le misurazioni in altitudine fu scelta Photo M. Ries S + T Photo S + T Photo S + T terrestres. La précision de cette détermination atteint actuellement environ 50 centimètres ( en position et en altitude ), ce qui est intéressant dans une triangulation de premier ordre même pour un petit pays comme la Suisse. Que toutes les mesures de triangulation soient effectuées par satellites appartient provisoirement encore au domaine de l' utopie. Les points de triangulation actuels, situés sur les sommets les plus hauts et les plus dégagés, gardent encore toute leur signification pour les mensurations géodésiques. Les pyramides métalliques qui les signalent avec précision attendront pour de nombreuses années encore la visite des amis de la montagne.
Trad. O. Vittoz la cosiddetta Pierre du Niton a Ginevra. Dufour si riferì all' altezza dello Chasseral indicata dai francesi ( vecchio orizzontepiù tardi risultò che questo valore era di oltre tre metri troppo alto.
Lungo le strade principali furono misurate linee di livellazione da cui si ottennero poi le quote delle vette mediante la misura di angoli verticali. La ripetizione di quelle esattissime misure dopo 50 anni rivelò che durante questo periodo le Alpi si erano innalzate di ca. 5 a 8 centimetri.
Mediante l' impiego dell' elettronica è oggi possibile misurare direttamente distanze anche superiori a 60 chilometri. Grazie agli ordinatori si può ora utilizzare, nel calcolo della triangolazione, un numero assai superiore di misure.
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iß a: L' avion « Grand Commander » du Service topographique fédéralpiiotoM.GurmorS+T iß b: Restitution des vues aériennes à l' autographe Wild Aypimio m. Ries s +t 14: Vue aérienne prise à une altitude de f,6oo m le5 septembre igyy à 11 h ß6 /J: Carte nationale 1:25000 ( image totale j, fragment de la feuille I2ßo Guttannen, première édition lgjß ( état des lieux i()6ç ) 16: Plaque de verre avec la gravure géométriquement exacte des mutations, feuille i' jiß Bellinzone, mise à jour de
Le levé topographique