Les réseaux de nivellement

Les réseaux de nivellement

 

 

Le NGNC (Nivellement Général de Nouvelle-Calédonie) 

 

L’ensemble des repères de nivellement sont associés au NGNC, qui a donné son nom au système d’altitudes légal en Nouvelle-Calédonie (on parle par exemple d’une altitude 5m NGNC). Bien que la plupart des repères soient encore en place, il n’est plus maintenu dans son intégralité depuis 2011.

 

Le Nivellement Général de Nouvelle Calédonie (NGNC) est un réseau de nivellement géométrique, dont le repère de référence sur Grande-Terre correspond au « Rivet AB01 » installé par le SHOM en 1937 sur le Quai des Volontaires à une altitude de 1.885 m, en lieu de l’actuel quai de la gare maritime des Iles. Ce point de référence a d’abord été transféré au niveau de la base militaire de Chaleix en 1967 (point géodésique n°4833-71a), et affecté d’une  altitude de 2.783 m, puis sur le quai du Service des Phares et Balises à Numbo en 2004.

A l’heure actuelle, le point de référence des altitudes NGNC est défini comme étant le repère 4833-72c (altitude 2.341 m), qui possède le triple avantage d’être rattaché à un marégraphe tout proche, à une stations GNSS permanente et d’être pérenne car situé dans l’enceinte de la base du Service des Phares et Balises.

 

Le réseau NGNC est dit géométrique dans le sens où il n’y a pas de correction gravimétrique systématique à partir de mesures terrain, mais seulement une pondération des dénivelées par l’accélération normale de la pesanteur moyenne calculée au niveau des repères, mais à hauteur ellipsoïdale nulle (c'est-à-dire un coefficient de pondération qui est seulement associée à la latitude et liée à la non-sphéricité de la Terre).

 

La Nouvelle-Calédonie a la caractéristique de posséder un réseau de nivellement par île, en plus de celui de Grande-Terre : NGNC Belep, NGNC Lifou, NGNC Ouvéa, NGNC Maré et NGNC Ile des Pins. Chacun est associé à un point fondamental situé dans leurs ports respectifs dont l’altitude a été fixée à partir des observations de marée à proximité, effectuées par le SHOM. Par exemple, à Lifou, le repère LF-000R1 est le point de référence et a été affecté d’une altitude de 2.596m à partir des observations de marée à proximité.

 

Les différents « niveaux zéro »

 

 

 

La première maille du réseau de nivellement NGNC, longue de 376 km, a été observée et calculée en 1951 entre Nouméa et Koumac. C’est à partir des années 1970 que les missions de l’IGN puis du Service Topographique se sont succédées pour donner naissance au NGNC tel que nous le connaissons actuellement.

Aujourd’hui, ce réseau représente plus de 2900 repères, répartis en 79 mailles.  L’ordre des mailles est associé à un écart-type de fermeture, lui-même conditionné par la tolérance de fermeture des polygones de la maille qui est de 2mm/ √km pour les mailles d’ordre 1, contre 3mm/ √km  pour celles d’ordre 3.

 

Les mailles du NGNC « historique »

 

Les raisons de l’entretien du NGNC par blocs est simple : les quelques 2900 repères du NGNC sont trop nombreux pour être entretenus efficacement. Leur entretien coûte cher, et les moyens financiers de la collectivité n’ont pas permis de maintenir une telle densité de repères. A la fin des années 2000, il a donc fallu trouver une nouvelle approche et de nouveaux objectifs pour maintenir au mieux le réseau de nivellement. Sur le modèle du NIVAG réalisé par l’IGN en France, l’entretien sous forme de blocs a été décidé, permettant de cibler un nombre limité de repères d’importance majeure tout en garantissant la qualité de leur altitude et leur contrôle à intervalle de temps

 

Les blocs de nivellement

Les blocs de nivellement sont des ensembles de 4 à 8 repères de nivellement du NGNC, et à ce titre sont inclus dans le NGNC et ne constituent pas un réseau distinct. Les repères des blocs constituent à l’heure actuelle un sous-réseau du NGNC régulièrement entretenu et contrôlé.

 

Les blocs sont traités indépendamment les uns des autres et ne sont pas rattachés par nivellement entre eux.

La stabilité interne du bloc est contrôlée par nivellement de précision, entre repères d’un même bloc, avec une tolérance de fermeture de 2mm/ √km. Les repères disparus sont systématiquement reconstruits. Les repères jugés instables sont reconstruits ou leur altitude est mise à jour. Un point du bloc, appelé pivot, fait également office de point géodésique de rattachement (voir la section point géodésique). Au final, environ 380 repères de nivellement répartis en 65 blocs sont maintenus par la méthode des blocs.

 

Les repères constituant un bloc doivent être peu espacés (moins de 2 km) et deux blocs doivent être espacés de 30 km au maximum. La dénivelée entre deux points d’un même bloc ne doit pas excéder 30 mètres, ce qui peut être un facteur limitant en zone montagneuse, et la variation approchée d’ondulation du géoïde issue de RANC08 ne doit pas dépasser 7 à 8 cm afin de pouvoir assurer un contrôle de stabilité approché par GNSS, en prenant en compte les inexactitudes de RANC08 et la précision de la composante verticale du positionnement GNSS.

 

L’objectif de ce nivellement par blocs est par ailleurs multiple:

  • restreindre le nombre des repères à mesurer et en assurer la revisite tous les 5 ans au moins
  • pouvoir détecter plus facilement des repères fortement instables en appliquant la grille de transformation altimétrique aux hauteurs GNSS issues de positionnement RTK.
  • permettre un accès local à l’altitude par GNSS avec une précision de 2 à 5  centimètres en utilisant la valeur de RANC08 calculée au point corrigée du biais local du géoïde du bloc (le biais local du bloc est la différence entre l’ondulation locale et l’ondulation de RANC08 sur le point pivot). Ce nivellement GNSS centimétrique est possible moyennant un temps de stationnement sur les points suffisant pour obtenir une précision en altimétrie de 2 à 3 cm et en étant suffisamment proche des blocs (impérativement moins de 5 km pour minimiser les variations spatiales du biais local). La valeur du biais local pour chaque bloc est donnée ci-dessous. Elle doit être ajoutée à la valeur d’ondulation de RANC08 pour faciliter la détermination de l’altitude par GNSS.
  • Permettre un accès local à l’altitude par GPS avec une précision de 1 à 3 cm  en utilisant de la même façon la valeur de RANC08 calculée au point corrigée du biais local du géoïde du bloc, lorsque plusieurs conditions sont réunies : une station de base doit être mise en place sur le point pivot, le point dont on veut déterminer l’altitude est à moins de 2/3 km et à moins de 100 m de dénivelée du pivot (afin de garantir des variations minimes du biais local), et le temps de stationnement de la base et du mobile doit être supérieur à 40 minutes, et enfin les antennes utilisées sur la base et le point inconnu doivent être du même type de préférence. (avec l’utilisation simple de RANC08, la précision obtenue sur l’altitude avec une telle méthode serait de l’ordre de 5 à 10 cm.)
  • permettre un accès millimétrique à l’altimétrie facilité dans les zones d’intérêt par nivellement classique

 

Travaux de nivellement de précision sur la Koné - Tiwaka

 

 

Le Bureau de la Géodésie et du Nivellement (bgn.dittt@gouv.nc) est à disposition de chacun pour expliquer plus en détails les méthodologies développées ci-dessus qui permettent d’améliorer la détermination de l’altitude NGNC issues d’observations GNSS combinés à la grille RANC08

 

 

Situation des 65 blocs de nivellement. 3 nouveaux blocs ont vu le jour en 2017 sur le grand Noumea.

 

Bloc de Kaala Gomen (réobservé en 2016)

La première campagne (création des blocs) s’est achevée mi 2015. La seconde campagne (première campagne d’entretien des blocs mis en place) est en cours et devrait s’étaler sur 6 années, durant lesquels tous les blocs seront revisités.

 

Numérotation des blocs de nivellement

Nom du Bloc Numéro de bloc Alti NGNC (m) Alti Ranc08 (m) Biais local (mm) Ondulation locale du géoïde
IDP Kuto I1-004 2.38 2.409 -29 60.245
IDP Aeroport I1-101 94.409 94.429 -20 60.403
Maré Tadine I2-004 1.781 1.789 -8 61.618
Maré Laroche I2-106 39.294 39.289 5 61.451
Maré Nnaethewelen I2-203 51.136 51.175 -39 61.791
Maré Wakuarori I2-303 60.007 60.038 -31 61.748
Lifou Wé I3-005 9.639 9.635 4 62.758
Lifou Mu I3-104 82.579 82.61 -31 62.366
Lifou Drueulu I3-205 2.147 2.131 16 62.565
Lifou Xepenehe I3-303 2.744 2.775 -31 62.827
Ouvéa Mouli I4-005 8.73 8.779 -49 61.947
Ouvéa Wadrilla I4-101 2.406 2.426 -20 63.220
Ouvéa Takeji I4-204 2.347 2.341 6 63.093
Ouvéa Ouloup I4-306 5.858 5.869 -11 62.833
Belep Waala I5-001 1.856 1.901 -45 61.678
Tiga I6-001 35.049 34.939 110 60.590
Poya N1-001 57.162 57.177 -15 61.017
Népoui N1-110 72.365 72.358 7 60.022
Koné Hôtel Province Nord N1-206 24.225 24.212 13 61.297
Voh N1-310 3.254 3.236 18 61.045
Ouaco N1-406 21.011 21.051 -40 60.605
Gomen N1-506 18.503 18.5 3 61.155
Koumac N1-606 23.19 23.199 -9 61.113
Poum N1-705 1.748 1.761 -13 61.169
Pouembout
 
N1-803 26.563 26.557 6 61.220
Koné N1-903 5.94 5.909 31 61.386
Vavouto  N2-305 18.256 18.267 -11 61.123
Canala  N5-001 5.864 5.824 40 62.711
Koh  N5-107 152.994 152.952 42 62.529
Kouaoua  N5-205 1.181 1.104 77 62.693
Houaïlou  N5-304 3.056 3.032 24 62.513
Ponérihouen N5-406 5.821 5.795 26 62.715
Tiwaka N5-507 12.705 12.693 12 63.038
Hienghène  N5-606 61.983 62.012 -29 63.113
Pouébo  N5-706 3.572 3.565 7 62.630
Ouégoa  N5-805 40.478 40.438 40 62.291
Colnett  N5-904 46.944 46.951 -7 63.011
Poindimié  N6-305 26.654 26.652 2 62.911
Touho  N6-403 2.316 2.312 4 63.000
Aoupinié  N8-213 1005.601 1005.662 -61 62.645
Netchaot  N8-302 219.086 219.161 -75 62.557
Waginu  N8-406 508.411 508.436 -25 62.907
Col de Toodo  N8-510 84.024 84.015 9 62.107
Numbo S1-008 2.341 2.36 -19 60.725
Normandie  S1-103 22.651 22.66 -9 61.033
Vallée du Tir S1-207 2.451 2.469 -18 60.673
Païta  S1-307 28.638 28.59 48 61.179
Tontouta  S1-402 45.979 45.989 -10 61.308
La Foa  S1-504 16.798 16.789 9 61.414
Creeck Aymes S1-701 54.212 54.288 -76 59.823
Bourail  S1-803 24.409 24.4 9 60.927
Le Cap  S1-905 80.379 80.329 50 61.155
Plum  S2-103 2.204 2.179 25 61.185
Tomo  S2-510 17.702 17.742 -40 61.313
Fonbouano  S2-606 22.936 22.906 30 60.584
Vao  S5-105 15.22 15.28 -60 61.769
Mamié  S5-202 29.512 29.61 -98 61.933
Port Bouquet  S5-403 43.562 43.566 -4 62.675
Thio  S5-506 2.419 2.358 61 62.662
Goro  S8-008 180.874 180.893 -19 61.546
Prony  S8-106 343.281 343.28 1 61.367
Ouénarou  S8-204 167.915 167.928 -13 62.273
Boulouparis  S8-403 16.333 16.258 75 61.317
Nakalé  S8-506 28.346 28.243 103 62.476
Col des Roussettes S8-602 359.122 359.105 17 62.036

 

Biais locaux et ondulation locale du géoïde par bloc (en mm). A utiliser pour améliorer la détermination de l’altitude NGNC par GNSS à proximité des blocs (voir section « Objectifs des blocs de nivellement »).

 

 

Et à Wallis et Futuna ?

 

Les altitudes à Wallis et Futuna sont exprimées dans le NGWF, dont les points fondamentaux sont situés à la Cathédrale de Mata Utu pour l’île de Wallis et au Wharf de Sigavé pour l’île de Futuna.

25 repères de premier ordre à Wallis, mis en place en 1996 lors de l’établissement du NGWF par la DITTT et les Travaux Publics de Wallis, ont été recensés lors d’une dernière mission du BGN de 2010. Des repères d’observations des marées installés par le SHOM sont situés sur les wharfs de Mata Utu (WL-12I) et Halalo (WL-01).

Sur Futuna, 21 repères de nivellement ont été recensés lors de la dernière mission BGN de 2010. Le point fondamental du wharf (FT-0C) à Sigavé, n’a pas été retrouvé lors de cette dernière mission.

Il s’agit là aussi d’un réseau d’altitudes purement géométrique.

 

Accès à la donnée

Les fiches de nivellement pour la Nouvelle-Calédonie sont consultables et téléchargeables via le Serveur de Fiches l’Explorateur Cartographique ou par l’intermédiaire de Google Earth. Voir la section « KMZ pour Google Earth » pour les modalités d’utilisation.

 

Les fiches de nivellement pour Wallis et Futuna sont téléchargeables par l’intermédiaire de Google Earth. Voir la section « KMZ pour Google Earth » pour les modalités d’utilisation.

 

 

Répartition des repères de nivellement sur l’île de Wallis

 

 

Répartition des repères de nivellement sur l’île de Futuna