Un bref historique de l’arpentage et l’équipement de levé

Appareils électroniques

Comme c’est le cas pour bien d’autres appareils électroniques, ce monstre a été miniaturisé et raffiné au cours des années qui ont suivi. Comme nous le verrons plus loin, ces changements ont permis de révolutionner la manière de travailler des arpenteurs modernes d’aujourd’hui.

Au même moment, les arpenteurs étaient déterminés à parfaire les mesures angulaires. Plusieurs trouvent les racines de cette initiative dans l’Égypte ancienne, où la mesure précise d’angles s’avérait primordiale pour la construction des pyramides. Il en allait de même pour s’assurer que les murs de châteaux demeurent bien verticaux et ne s’effondrent pas en raison de leur poids et taille. La poursuite de la beauté aux époques grecque et romaine exigeait par ailleurs des pièces aux angles droits et respectant une géométrie parfaite. À cette fin, un dispositif de pointage/ciblage le long d’un cercle gradué est rapidement devenu un outil essentiel pour les bâtisseurs. Les Égyptiens lui ont donné le nom « alidade », et un autre instrument d’arpentage a ainsi vu le jour. L’alidade existe aujourd’hui sous plusieurs formes, dans une variété d’outils optiques.

MRA1 : L’un des premiers distancemètres électroniques

Le premier transit était composé de deux rapporteurs et d’un télescope montés sur une alidade; après quelques modifications, il s’est ensuite transformé en théodolite. Des théodolites dotés d’un niveau à bulle circulaire et tubulaire sont toujours utilisés pour mesurer des angles verticaux et horizontaux avec précision.

Bientôt, la mesure « précise » d’angles devient la mission et préoccupation principales des arpenteurs. La première leçon de l’arpentage moderne consiste à apprendre comment effectuer la mise à niveau d’un théodolite. Les débutants ont rapidement constaté que le nivellement d’un transit au-dessus d’un point sur le sol s’agissait d’une compétence acquise.

Vers le milieu des années 1980, la fièvre des technologies numériques se répandait autour du monde et le théodolite est devenu le premier des outils d’arpentage à combler le fossé.

Niveaux à bulle circulaire et tubulaire

Théodolites

Le petit frère du théodolite, simplement appelé « niveau », était muni d’un télescope horizontal et servait uniquement à mesurer les élévations et niveaux. Le fait que les niveaux ne mesurent pas la hauteur mais plutôt les différences d’altitude représente un secret bien gardé des gens non familiers avec le domaine de l’arpentage. Lorsqu’une règle ou mire graduée est placée à deux points distincts, une différence d’élévation peut être déduite. Si l’un des points possède une hauteur connue, cette élévation peut être transférée par l’entremise d’un niveau automatique. Comme on peut s'y attendre, la version numérique des niveaux dotés d’une mire à code-barres est apparue en compagnie des théodolites numériques au milieu des années 1980.

Transit, théodolite optique et théodolite numérique

Au début des années 1990, un arpenteur bien équipé disposait d’une multitude d’instruments, les remplaçant l’un après l’autre au-dessus d’un trépied. L’efficacité pouvant encore être améliorée, l’idée de combiner de multiples appareils en un seul s’imposait en toute logique. Un sage ingénieur a donc déclaré : « Combinons le distancemètre électronique avec un théodolite numérique et un capteur de niveau puissant. » Puis voilà : la station totale est née.

Niveau numérique Trimble DiNi et mire à code-barres

Tandis que les stations totales évoluaient dans le cadre de différentes applications, les ordinateurs personnels subissaient leur propre renaissance. Jumelés aux stations totales, des logiciels topographiques variés sont devenus le pain quotidien des arpenteurs modernes. Un triste résultat de la nouvelle ère numérique s’est concrétisé avec la disparition progressive de l’art et la personnalisation liés à la production de cartes ou plans d’arpentage. Les cartes décorées et agrémentées sont maintenant devenues des artéfacts exposés dans des musées.

Pat Hills est notre Directeur du marketing technique. Bien qu’il ne soit pas lui-même considéré comme un artéfact, voici une page tirée des notes de terrain qu’il a saisies en 1987.

Stations totales robotisées modernes

Les stations totales modernes lancées au cours du nouveau millénaire constituent en effet des robots. Elles possèdent des moteurs faisant tourner le télescope pour suivre une surface réfléchissante ou un prisme. Ces instruments exécutent automatiquement des tâches de mesure, permettant ainsi d’éviter les échanges constants, tout au long de la journée, entre l’arpenteur et son personnel de soutien.

Une station totale robotisée moderneTrimble

Un monument géodésique au sommet du mont Butler, à Hong Kong

Afin de répondre à la demande croissante d’un outil permettant de fournir un positionnement à grande échelle plus rapide et précis, un système de navigation satellite a été développé. Plus de trente satellites ont initialement été lancés en orbite pour diffuser des signaux pouvant uniquement être reçus et traités adéquatement par des appareils au sol spécifiquement dédiés à cet effet. Ces dispositifs pouvaient convertir ces signaux en une distance entre le récepteur terrestre et le satellite. En connaissant les coordonnées de trois à quatre satellites, la position du récepteur au sol pouvait être calculée par trilatération. Ce système de positionnement et navigation par GPS demeure de nos jours omniprésent. Les États-Unis et l’Union soviétique (la Russie) ont été les premiers à établir leurs constellations satellite dans l’espace (Navstar et Glonass), suivis par l’Europe, la Chine et le Japon (Galileo, Beidou, QZSS). Tous ces systèmes GPS composent le système mondial de navigation par satellite (GNSS) tel que nous le connaissons aujourd’hui.

Un récepteur GNSS Trimble R10