initiation a la cartographie geologique partie 1

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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

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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

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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.

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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

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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.

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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

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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

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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 :

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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

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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).

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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).

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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

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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.

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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

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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).

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Figure 17 : Relation entre espacement des courbes de niveau sur la carte et la pente.

(Echelle des hauteurs 1/5 000).

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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.

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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).

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Figure 22 : Représentation cartographique d’une vallée à fond en V et flanc à pente régulière

- - - - - Ligne de Thalweg)

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Figure 23 : Représentation cartographique d’une vallée à fond plat (Vallée en U) et flanc à forte pente

- - - - - Ligne de Thalweg

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Figure 24 : Carte topographique simplifiée

Figure 25 : Représentation d’une Rose des vents

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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.

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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.

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EXERCICE 10 : Construction d’une coupe topographique suivant la coupe AB. E = 1/5000