Mesurer la terre, histoire de la topographie
La table de Peutinger, carte militaire de l’empire romain
Le développement de l’Empire romain s’appuie sur des invasions qui ne se veulent pas éphémères. Il s’agit d’occuper des territoires, d’y tracer des itinéraires. Datée du 3e siècle, la Table de Peutinger est le seul exemple de ces cartes “militaires“. En 44 av. J.-C., César commande une “description du monde“ dont on n’a plus de trace. Les cartes géographiques antiques qui nous sont parvenues sont des copies médiévales comme la table de Peutinger, ici reproduite au 18e siècle.
Bibliothèque nationale de France
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La topographie est la technique qui consiste à mesurer et à représenter sur un plan ou une carte l’ensemble des détails d’un terrain. C’est le travail du géomètre, que l’on appelle d’abord "arpenteur".
Des besoins anciens
La plus ancienne activité de l’arpenteur est née de l’attribution de parcelles cultivables pour les agriculteurs du bassin méditerranéen autour des premières villes vers l’an – 8 000. Une tablette d’argile babylonienne, datée de l’an – 4 000 environ, délimite ainsi les lots d’un terrain. Cette science topographique permit aux Babyloniens de construire un pont de 123 m de long sur l’Euphrate. En Mésopotamie sont inventés les premiers instruments de mesure : l’arbalète et le cordeau pour les distances. L’ancêtre du théodolite, appelé dioptre, qui permet de mesurer les angles aussi bien horizontalement que verticalement est créé par Héron d’Alexandrie, un ingénieur, mécanicien et mathématicien grec du 1er siècle après J.-C.
Dans l’Égypte antique, les arpenteurs sont chargés de délimiter les terres bordant le Nil et d’en estimer la superficie à l’aide de formules mathématiques afin de collecter l’impôt pour le pharaon. Les Égyptiens prenaient leurs mesures grâce à une corde à nœuds pour tracer des angles droits et pouvaient reconstituer chaque année les limites des champs rectangulaires que les crues du Nil avaient fait disparaître en apportant le limon fertile.
Calcul de latitude à l’arbalète
Au milieu du 14e siècle, un nouvel instrument permet de calculer la latitude pour déterminer la position du navire : l’arbalète, ou bâton de Jacob, mesure la hauteur des astres au-dessus de l’horizon, le soleil ou l’étoile polaire. Beaucoup de marins préfèrent utiliser à bord le quadrant, un cercle en bois marqué en degrés, suspendu à un anneau portant un fil à plomb avec un système de visée sur le côté. Plus maniable, il reste d’une précision relative, en mer, étant donné les mouvements du navire.
© BnF
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En – 570, Pythagore prouve la rotondité de la Terre, notamment à travers la projection de son ombre sur la lune lors d’une éclipse.
Et, en – 230, Eratosthène calcule la distance séparant deux villes grâce à un gnomon, simple bâton au sol, indiquant l’angle formé par le Soleil. Les Romains, grands conquérants, créent un corps de géomètres et arpenteurs qui déterminent l’étendue et la configuration des territoires conquis et établissent un cadastre. L’Empire romain fait aussi construire un vaste réseau routier, qui atteint 133 200 km sous l’empereur Hadrien, ainsi que des équipements (aqueducs, ponts…). À chaque mille est érigée une colonne de pierre ou borne milliaire. Le matériel des arpenteurs connaîtra un lent perfectionnement au fil des siècles avec des équerres, niveaux, fils à plomb…
Le cadastre, premiers pas au Moyen Âge
Boussole persane datée de 1289
La boussole est inventée en Chine au 4e siècle. En Occident, elle est adoptée dès le 12e siècle par les navigateurs, mais ne sera utilisée par les arpenteurs qu’au 15e siècle.
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Au Moyen Âge, la perception de la taille, impôt au profit du Trésor royal, entraîne la réalisation de plans restituant les parcelles : le cadastre. Il est composé de registres descriptifs et estimatifs de la propriété et accompagnés parfois de plans, de qualité très variable suivant les contrées. Mais le cadastre reste alors une initiative locale. La pénurie des finances, le défaut d’instruments et de méthodes perfectionnées, la résistance des grands seigneurs et la disparité des provinces font échouer ces tentatives. La boussole est inventée en Chine au 4e siècle. En Occident, elle est adoptée dès le 12e siècle par les navigateurs, mais ne sera utilisée par les arpenteurs qu’au 15e siècle.
Les besoins militaires du 17e siècle
Outil du géomètre : le niveau
Au 17e siècle, les besoins militaires favorisent l’étude de la topographie. En effet, le développement de l’artillerie encourage la guerre de siège au détriment de l’ancienne guerre de mouvement, et la connaissance du terrain et son exploitation optimale peuvent alors faire toute la différence. Les cartes d’état-major détaillées deviennent indispensables aux stratèges et ingénieurs militaires comme Vauban. L’abbé Jean Picard est chargé par Colbert, contrôleur général des finances de Louis XIV, de faire réaliser des cartes de France beaucoup plus exactes que celles dont on disposait jusqu’alors.
C’est à cette époque aussi que sont inventés les niveaux à bulle puis à lunettes, à l’usage des géomètres.
© BnF
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Au 17e siècle, les besoins militaires favorisent l’étude de la topographie. En effet, le développement de l’artillerie encourage la guerre de siège au détriment de l’ancienne guerre de mouvement, et la connaissance du terrain et son exploitation optimale peuvent alors faire toute la différence. Les cartes d’état-major détaillées deviennent indispensables aux stratèges et ingénieurs militaires comme Vauban. L’abbé Jean Picard est chargé par Colbert, contrôleur général des finances de Louis XIV, de faire réaliser des cartes de France beaucoup plus exactes que celles dont on disposait jusqu’alors.
C’est à cette époque aussi que sont inventés les niveaux à bulle puis à lunettes, à l’usage des géomètres.
Vers un cadastre unifié
Organisation d’une équipe de géomètre ou arpenteur pour un relevé
Le croquiseur est chargé de dessiner un plan approximatif du terrain. C’est lui qui décide du placement des piquets. Les dessins exécutés sur le vif – et sur papier bulle – s’appellent des “minutes” qui sont retravaillées et recalquées.
L’observateur est chargé de la manœuvre de l’instrument. C’est lui qui installe le tachéomètre sur le piquet de station. À côté, le teneur de carnet inscrit les données mesurées par l’observateur. Le carnet des calculs doit correspondre aussi à celui du croquiseur.
L’aide-topographe accomplit des services comme celui de porter les mires.
Après ces opérations de terrains un important travail de mise au propre était réalisé au bureau d’études.
Aujourd’hui, l’utilisation des GPS, des stations totales robotisées (tachéomètre équipé d’une télécommande et d’une réception), de la visée laser sans réflecteur, des logiciels de D. A. O. et de calcul ou des traceurs ont modifiés les conditions de travail du géomètre. Il est possible de réaliser seul des opérations qui ne pouvaient se faire avant qu’en équipe. Le télémètre laser et le scanner 3D permettant des relevés d’ouvrages et de bâtiments commencent à se généraliser.
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À la fin du 18e siècle, les géomètres du Tillet de Villars et Bernard Lamy (1640-1715) écrivent un Précis d’un projet d’établissement du cadastre dans le royaume et soulignent la nécessité d’élaborer un cadastre national. Sous l’Ancien Régime, des édits royaux organisent la corporation des "arpenteurs jurés".
Plus tard, le cadastre parcellaire unique et centralisé est créé par Napoléon en septembre 1807 et le gouvernement de l’Empire crée enfin un corps de géomètres-arpenteurs rattachés à la fonction publique. De nos jours, on parle de "géomatique" pour désigner les outils et techniques qui permettent de collecter et représenter les données géographiques. Comme l’indique ce néologisme, contraction des mots "géographie" et "informatique", les nouveaux professionnels de la topographie ont largement recours aux ordinateurs les plus puissants.
Le triomphe des armées françaises
À la fin du 18e siècle, les géomètres du Tillet de Villars et Bernard Lamy (1640-1715) écrivent un Précis d’un projet d’établissement du cadastre dans le royaume et soulignent la nécessité d’élaborer un cadastre national. Sous l’Ancien Régime, des édits royaux organisent la corporation des "arpenteurs jurés".
Plus tard, le cadastre parcellaire unique et centralisé est créé par Napoléon en septembre 1807 et le gouvernement de l’Empire crée enfin un corps de géomètres-arpenteurs rattachés à la fonction publique.
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Le géomètre aujourd’hui
Le technicien géomètre matérialise sur le terrain les plans établis par les bureaux d’études VRD (Voirie et réseaux divers) ou les géomètres experts. Il utilise des piquets pour marquer les cotes des futurs bâtiments ou de la voirie. À la fin du chantier et après d’ultimes mesures, c’est lui qui établit les plans qui seront remis au client, les "plans de récolement".
Dans le domaine du chemin de fer, le technicien géomètre prend le nom de “piqueteur”.