Les Travaux publics

Mesurer la terre, histoire de la topographie


La table de Peutinger, carte militaire de l'empire romain
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 – 8000. Une tablette d’argile babylonienne, datée de l’an – 4000 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 Ier 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.
 
 
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…

Boussole persane datée de 1289

Le cadastre, premiers pas au Moyen Âge

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 IVe siècle. En Occident, elle est adoptée dès le XIIe siècle par les navigateurs, mais ne sera utilisée par les arpenteurs qu’au XVe siècle.

Outil du géomètre : le niveau

Les besoins militaires du XVIIe siècle

Au XVIIe 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.

Organisation d'une équipe de géomètre ou arpenteur pour un relevé

Vers un cadastre unifié

À la fin du XVIIIe 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.