Exercice corrigé EN 400

Implantation par Intersection

GCÉquipe EtudiantGénieCivilMis à jour le 4 juillet 2026 64 min de lecture 4 vues
Partager :in𝕏
Offre de lancement

Le premier mois à 1 €

Ce corrigé est détaillé pas à pas. Les milliers d'autres aussi. Puis 12,99 € par mois, sans engagement — et la résiliation se fait depuis votre espace, en un clic.

  • Tous les corrigés détaillés, pas à pas
  • Chaque calcul rattaché à sa norme et à sa clause
  • Résiliable en un clic, sans engagement
Commencer pour 1 € Puis 12,99 €/mois · résiliable à tout moment
Étude de cas · Note de calculs Réf. TOPO-IMP-09

Implantation par Intersection

Déterminer un point inaccessible par deux visées angulaires : résolution du triangle par la loi des sinus, et la question que l'on élude toujours — ce double calcul contrôle-t-il vraiment quelque chose ?

NiveauBTS / BUT Génie civil
DomaineTopographie · Triangulation
ThèmeDétermination d'un point par intersection de directions
PrérequisGisement et quadrants · Gisement inverse · Loi des sinus · Rayonnement polaire · RGF93 / Lambert-93
1. Présentation du Projet CAHIER DES CHARGES
Contexte de l'Étude & Enjeux

Le Contexte : Un point est inaccessible : de l'autre côté d'une rivière, au sommet d'un pylône, au milieu d'une emprise interdite. On ne peut pas y poser de prisme, donc on ne peut mesurer aucune distance. Il reste les angles. Depuis deux stations connues, on vise le point et on relève deux directions ; leur intersection le détermine. Toute la difficulté est ensuite de résoudre le triangle — et surtout de savoir ce que l'on a réellement vérifié à la fin.

Les Points Clés du Projet

Avant tout calcul, mesurez ce qui distingue l'intersection du rayonnement . Quatre éléments le gouvernent :

  • Enjeu Principal : Aucune distance mesurée. Les deux longueurs du triangle sont calculées, pas relevées. Elles héritent donc de toutes les erreurs de la base et des deux angles.
  • Environnement : La base file vers l'est en descendant légèrement : \( \Delta X > 0 \) et \( \Delta Y < 0 \). Correction de quadrant de +200 gon, et un rapport de −12,5 qui place le gisement tout près du plein est.
  • L'objectif final : Les coordonnées du point inaccessible, au millimètre, accompagnées de contrôles qui contrôlent réellement quelque chose.
  • L'astuce de l'ingénieur : Calculer le point depuis les deux stations paraît être une vérification. Ce n'en est pas une : les deux distances viennent de la même loi des sinus, et les deux chemins donnent le même point par construction.
Votre Mission :

Vous êtes géomètre. Deux stations rattachées, deux angles relevés, un point hors d'atteinte. Votre travail consiste à en déduire les coordonnées, puis à dire honnêtement ce que vos contrôles démontrent — et ce qu'ils ne démontrent pas.

  • Le grand défi : résoudre un triangle dont un seul côté est connu, puis distinguer un contrôle d'arithmétique d'un véritable contrôle de mesure.
  • Votre rôle : calculer, contrôler par des chemins réellement indépendants, et chiffrer la sensibilité géométrique de la configuration.
PLAN DE REPÉRAGE
SCHÉMA D'INTERSECTION N base connue α = 65,4320 gon β = 72,9150 gon S1 S2 P ? point inaccessible seules les directions sont mesurées — aucune distance
Livrables Attendus (Checklist) :
  • Le gisement et la distance de la base, à quatre décimales de gon et au millimètre, avec la justification du quadrant.
  • L'angle au sommet du triangle et les deux gisements des visées vers le point, avec le sens de chaque angle explicité.
  • Les deux distances par la loi des sinus et les coordonnées du point calculées depuis la première station.
  • Le calcul depuis la seconde station, une analyse honnête de ce qu'il vérifie, trois contrôles réels, la sensibilité géométrique et la classe de précision.
2. Données Techniques & Normes

L'intersection est une méthode purement angulaire : aucune longueur n'est mesurée sur le terrain, toutes sont calculées. La qualité du résultat dépend donc entièrement de deux choses — la qualité de la base, qui doit être rattachée au système national de référence, et la forme du triangle, qui amplifie plus ou moins les erreurs angulaires. Le premier point relève de la loi et du décret ; le second n'est encadré par aucun texte du dossier, mais il se calcule. Reste l'arrêté du 16 septembre 2003, qui dit dans quelle classe de précision le point pourra être contrôlé.

Formulaire & Aide-Mémoire (À consulter en cas de besoin)

Retrouvez ici les formules principales pour cet exercice. Ne les apprenez pas par cœur, comprenez comment les appliquer ! Remarquez que la loi des sinus est la seule formule vraiment nouvelle : tout le reste relève du calcul de gisement déjà pratiqué.

  • Gisement entre deux points connus \( G_{\text{A-B}} = \arctan\left(\dfrac{\Delta X}{\Delta Y}\right) + k \cdot 200^{\text{gon}} \)
  • Distance entre deux points connus \( D_{\text{A-B}} = \sqrt{\Delta X^{2} + \Delta Y^{2}} \)
  • Gisement inverse \( G_{\text{B-A}} = G_{\text{A-B}} \pm 200^{\text{gon}} \)
  • Somme des angles d'un triangle \( \gamma = 200^{\text{gon}} - \left( \alpha + \beta \right) \)
  • Loi des sinus \( \dfrac{D_{\text{S1-P}}}{\sin\beta} = \dfrac{D_{\text{S2-P}}}{\sin\alpha} = \dfrac{D_{\text{S1-S2}}}{\sin\gamma} \)
  • Rayonnement — abscisse \( X_{\text{P}} = X_{\text{S}} + D_{\text{S-P}} \sin G_{\text{S-P}} \)
  • Rayonnement — ordonnée \( Y_{\text{P}} = Y_{\text{S}} + D_{\text{S-P}} \cos G_{\text{S-P}} \)
  • Facteur de dilution géométrique \( f = \dfrac{1}{\sin\gamma} \)
  • Règle des quadrants \( k = 0 \) si \( \Delta X \geq 0, \Delta Y > 0 \) · \( k = 1 \) si \( \Delta Y < 0 \) · \( k = 2 \) si \( \Delta X < 0, \Delta Y > 0 \)
  • Tolérance individuelle (arrêté 2003) \( T = k \cdot [xx] \cdot \left(1 + \dfrac{1}{2C^{2}}\right) \)
Hypothèses et Paramètres de l'Étude
PROPRIÉTÉS DU SYSTÈME / DES MATÉRIAUX
Symbole Description Valeur Unité
S1 Première station, rattachée au système légal (RGF93, ellipsoïde IAG GRS 1980, projection Lambert-93) Décret 2000-1276 du 26 déc. 2000 modifié par décret 2006-272, art. 1er 500,00 / 1000,00 m
S2 Seconde station. Le segment S1-S2 constitue la base : c'est la seule longueur connue de toute la figure 750,00 / 980,00 m
P Point inaccessible à déterminer : aucun prisme ne peut y être posé, donc aucune distance ne peut y être mesurée à déterminer m
Référentiel de travail
  • Planimétrie : \( \text{RGF93} \) — projection \( \text{Lambert-93} \), complétée par neuf zones coniques conformes
  • Unité angulaire : le \( \text{grade} \), soit 400 par tour et 200 pour la somme des angles d'un triangle
CONTRAINTES, SOLLICITATIONS ET ACTIONS
Symbole Description Valeur Unité
α Angle S2-S1-P mesuré à la première station, compté de la base vers le point dans le sens anti-horaire — d'où une soustraction 65,4320 gon
β Angle P-S2-S1 mesuré à la seconde station, compté du point vers la base — d'où une addition au gisement inverse 72,9150 gon
DS-P Distances des stations au point : aucune n'est mesurée. Elles seront toutes deux calculées par la loi des sinus non mesurées
k Coefficient de fiabilité en planimétrie (n = 2), utilisé dans la tolérance individuelle d'un point contrôlé Arrêté du 16 sept. 2003, art. 5 — paramètres de spécification 2,42
Ce que l'énoncé ne donne pas
  • Troisième visée : aucune — il n'existe donc aucune redondance de mesure, et les contrôles ne pourront porter que sur le calcul
  • Incertitude des angles : non fournie — la sensibilité géométrique sera donc exprimée par grade d'erreur, et non en valeur absolue
Extraits de Normes & Abaques (Documents Annexes)

Servez-vous des documents ci-dessous pour extraire les coefficients nécessaires à votre résolution. Les deux premiers fixent l'obligation de rattachement et le système de coordonnées, le troisième le dispositif de contrôle de précision. Le quatrième tableau, lui, n'est pas une norme : c'est un calcul.

Extrait — Loi n° 95-115 modifiée, art. 53 : obligation de rattachement
Classe / Catégorie Coefficient ou Valeur
Travaux concernés travaux topographiques ou cartographiques
Maîtres d'ouvrage visés État, collectivités locales, entreprises chargées d'une mission de service public, ou pour leur compte
Obligation rattachement au système national de référence défini par décret
Extrait — Décret n° 2000-1276 du 26 décembre 2000, modifié par le décret n° 2006-272 du 3 mars 2006
Classe / Catégorie Coefficient ou Valeur
Système géodésique — France métropolitaine RGF93
Ellipsoïde associé IAG GRS 1980
Projections Lambert-93, complétée par neuf zones coniques conformes
Extrait — Arrêté du 16 septembre 2003, art. 5 : critères de conformité
Classe / Catégorie Coefficient ou Valeur
Coefficient de fiabilité k — planimétrie (n = 2) 2,42
Critère de moyenne Emoy < [xx] × (1 + 1/8)
Tolérance individuelle T = k × [xx] × (1 + 1/(2C²)), avec C ≥ 2
Critère maximal — planimétrie 4,08 × [xx]
Petits échantillons si N < 5, aucun dépassement toléré
Non normatif — dilution géométrique de l'intersection, calculée
Classe / Catégorie Coefficient ou Valeur
γ = 60 gon environ — cas de cet exercice facteur 1,21
γ = 50 gon facteur 1,41
γ = 30 gon facteur 2,20
γ = 20 gon facteur 3,24
γ = 10 gon facteur 6,39
Ce que disent ces textes, et ce qu'ils laissent au projeteur
Quatre enseignements pour cet exercice :
  • Le rattachement est une obligation légale, pas une bonne pratique. La loi vise l'État, les collectivités et les entreprises chargées d'une mission de service public — champ plus large que les seules personnes publiques.
  • Tout repose sur la base. En intersection, aucune distance n'est mesurée : la seule longueur du problème vient des coordonnées des deux stations. Si elles ne sont pas dans le même système, le calcul entier perd son sens.
  • Une classe de précision se déclare. L'arrêté fournit trois seuils calculés à partir d'une valeur [xx] déclarée au marché — et rappelle qu'un échantillon de moins de cinq points ne tolère aucun dépassement.
  • La forme du triangle n'est encadrée par aucun texte du dossier. Le dernier tableau n'est donc pas une norme : c'est le facteur \( 1/\sin\gamma \), calculé. Il montre qu'un angle de 20 gon au sommet triple l'effet d'une erreur angulaire par rapport à un triangle bien conformé.

3. Méthodologie de Résolution & Travail Demandé

Afin d'assurer un dimensionnement sécuritaire et conforme aux standards, nous procédons selon les étapes méthodiques détaillées ci-dessous. La particularité de cet exercice est qu'il se termine par une question de méthode : le double calcul du point, présenté partout comme une vérification, mérite d'être examiné pour ce qu'il est réellement.

1

Question 1 : Le gisement et la distance de la base

Calcul de gisement 15 min | Facile
But de l'étape : Établir la seule longueur connue de toute la figure, et la direction à laquelle les deux angles se rapporteront. Une erreur ici invalide l'exercice entier.
Énoncé Q1 : Calculer le gisement et la distance de la base S1-S2. Vous préciserez les coordonnées partielles avec leur signe, le quadrant qui en découle, et vous poserez un encadrement avant de lire l'arctangente.
Besoin d'un indice ? (Niveau 1)

La seconde station est plus à l'est mais plus au sud : \( \Delta X > 0 \) et \( \Delta Y < 0 \). C'est le deuxième quadrant, celui qui impose +200 gon.

Toujours bloqué ? (Indice Niveau 2)

Le rapport vaut −12,5 : très grand en valeur absolue, donc la direction est presque plein est. Attendez-vous à un gisement à peine supérieur à 100 gon, et à une base d'un peu plus de 250 m.

2

Question 2 : L'angle au sommet et les deux gisements

Résolution angulaire 20 min | Moyen
But de l'étape : Fermer le triangle en angles, puis orienter les deux visées. Le sens de chaque angle décide d'une addition ou d'une soustraction : c'est le seul vrai piège de la question.
Énoncé Q2 : Calculer l'angle au sommet γ, puis les gisements G(S1-P) et G(S2-P). Vous justifierez le sens de chaque opération et vous vérifierez s'il y a lieu de réduire un gisement.
Besoin d'un indice ? (Niveau 1)

Dans un triangle, la somme des angles vaut 200 gon et non 180 : le système centésimal partage le tour en 400. L'angle au sommet s'obtient donc par simple différence.

Toujours bloqué ? (Indice Niveau 2)

Pour la seconde visée, il faut d'abord se transporter à la station S2 : son gisement vers S1 vaut celui de la base plus 200 gon. C'est de là que l'angle β s'ajoute. Attendez-vous à un gisement proche de 378 gon.

3

Question 3 : Les distances et les coordonnées du point

Loi des sinus 25 min | Moyen
But de l'étape : Obtenir les deux longueurs manquantes — qu'aucun instrument n'a mesurées — puis en déduire la position du point par rayonnement depuis la première station.
Énoncé Q3 : Calculer D(S1-P) et D(S2-P) par la loi des sinus, puis les coordonnées du point P depuis S1. Vous vérifierez que chaque distance est bien associée à l'angle opposé au côté cherché.
Besoin d'un indice ? (Niveau 1)

Dans la loi des sinus, chaque côté est associé à l'angle qui lui fait face. Le côté S1-P fait face à l'angle mesuré en S2, et réciproquement. Intervertir les deux est l'erreur la plus fréquente.

Toujours bloqué ? (Indice Niveau 2)

Les deux angles à la base étant supérieurs à l'angle au sommet, les deux côtés cherchés seront plus longs que la base. Attendez-vous à des distances comprises entre 255 et 285 m.

4

Question 4 : Le second calcul, les vrais contrôles et la précision

Analyse critique 30 min | Difficile
But de l'étape : Refaire le calcul depuis la seconde station — puis dire ce qu'il prouve. C'est la question la plus intéressante de l'exercice, et celle que l'on escamote le plus souvent.
Énoncé Q4 : Recalculer les coordonnées de P depuis S2, analyser la portée réelle de cette vérification, mener trois contrôles véritablement indépendants, chiffrer la sensibilité géométrique et annoncer la classe de précision.
Besoin d'un indice ? (Niveau 1)

Demandez-vous d'où viennent les deux distances employées. Si elles proviennent toutes deux de la même loi des sinus appliquée à la même base et aux mêmes angles, que peut bien démontrer le fait qu'elles se rejoignent ?

Toujours bloqué ? (Indice Niveau 2)

L'écart entre les deux déterminations sera rigoureusement nul, et non « de quelques millimètres dus aux arrondis ». Pour des contrôles réels, repartez des coordonnées obtenues : l'angle au sommet doit s'y retrouver, les distances aussi, et le rapport de la loi des sinus doit être constant.

NOTE DE CALCULS

Implantation par Intersection

1
Question 1 : Le gisement et la distance de la base
Dans la tête de l'ingénieur

"La base est tout dans une intersection. C'est la seule longueur du problème, et c'est la direction à laquelle les deux angles mesurés se rapportent. Je regarde les signes : la seconde station est plus à l'est mais plus au sud. Donc \( \Delta Y \) négatif, donc +200 gon. Et le rapport vaut −12,5 : énorme en valeur absolue, ce qui signifie que la base est presque plein est. Le gisement sera donc à peine au-dessus de 100 gon. Si ma calculatrice me sort autre chose, je saurai tout de suite qu'elle n'est pas en grades."

  • Observation : \( \Delta X = +250{,}00 \) m et \( \Delta Y = -20{,}00 \) m. Signes contraires : c'est la signature du deuxième quadrant.
  • Analyse du risque : l'arctangente d'un grand nombre. Elle se rapproche de l'asymptote, et un chiffre de trop ou de moins dans le rapport change peu le résultat — ce qui rend l'erreur d'autant plus difficile à repérer.
  • Choix stratégique : je contrôle le gisement obtenu en recalculant sa tangente. Elle doit rendre exactement −12,5.
  • Alternative : employer la fonction atan2, qui gère seule le quadrant. Écartée pour la rédaction : elle escamote le raisonnement sur les signes.
  • Objectif visé : un gisement à quatre décimales et une longueur au millimètre, tous deux encadrés d'avance.
Voir uniquement le résultat final (Auto-évaluation)
G(S1-S2) = 105,0821 gon · D(S1-S2) = 250,799 m
Rappel Théorique : la base, et pourquoi elle porte tout

Dans un rayonnement, la distance est mesurée : le calcul ne fait que la reporter. Dans une intersection, aucune distance n'est mesurée — la seule longueur du problème est celle de la base, déduite des coordonnées des deux stations. Toutes les autres longueurs en découlent par la loi des sinus. La base est donc à la fois l'unité de mesure et la référence de direction de tout l'exercice.

  • Principe 1 — le rapport se pose \( \Delta X \) sur \( \Delta Y \) : dans cet ordre, parce que le gisement se compte depuis l'axe des ordonnées.
  • Principe 2 — la constante de quadrant se lit sur les signes : \( \Delta Y \) négatif impose \( k = 1 \), donc +200 gon, quel que soit le signe de \( \Delta X \).
  • Principe 3 — un rapport très grand rapproche du plein est ou du plein ouest : c'est un encadrement gratuit, et particulièrement serré ici.
  • Principe 4 — la distance ignore le quadrant : les carrés effacent les signes. Elle reste juste même si le gisement est faux.
  • Principe 5 — l'erreur sur la base se propage proportionnellement : une base fausse de un pour mille donne un point faux de un pour mille, sur toutes les longueurs calculées ensuite.
Équations Fondamentales

Deux relations : le gisement de la base, puis sa longueur.

Gisement entre deux points connus :

Direction absolue de la première station vers la seconde.

Pourquoi cette formule ?

Parce que les deux écarts de coordonnées forment un triangle rectangle dont le gisement est l'angle au sommet, mesuré depuis le côté vertical. L'arctangente rend cet angle, la constante de quadrant le place.

  • Contexte de validité : exige que les deux stations soient dans le même système de coordonnées.
  • Avantage : elle fournit la direction de référence à laquelle les deux angles mesurés se rapporteront.
  • Paramètre clé : la constante \( k \), qui vaut ici 1 parce que \( \Delta Y \) est négatif.
  • Vérification : la tangente du gisement obtenu doit restituer le rapport de départ.
  • Limite : pour un rapport très grand, l'arctangente varie lentement : une erreur de saisie sur les coordonnées y est peu visible.
\[ G_{\text{S1-S2}} = \arctan\left( \frac{\Delta X}{\Delta Y} \right) + k \cdot 200^{\text{gon}} \]
Que dit cette équation physiquement ? Elle dit : « dans quelle direction s'étend ma base ? » C'est l'axe sur lequel toute la triangulation va s'appuyer.
Décomposition des termes :
  • \( G_{\text{S1-S2}} \) : gisement de la base, unité : gon
  • \( \Delta X \) : écart d'abscisse entre les deux stations, unité : m
  • \( \Delta Y \) : écart d'ordonnée entre les deux stations, unité : m
  • \( k \) : constante de quadrant, valant 1 ici, unité : sans dimension
  • L'arctangente : négative ici, à corriger par un demi-tour, unité : gon
Distance entre deux points connus :

Longueur de la base, seule dimension connue de la figure.

Pourquoi cette formule ?

Parce que c'est l'unique échelle du problème. Les deux autres côtés du triangle en seront déduits par un simple rapport de sinus : ils lui sont proportionnels.

  • Contexte de validité : donne une distance horizontale plane, cohérente avec les coordonnées projetées.
  • Avantage : elle est insensible au quadrant : une erreur de signe ne la fausse pas.
  • Paramètre clé : la longueur relative de la base par rapport aux visées : plus elle est courte, plus l'intersection est fragile.
  • Vérification : elle doit être supérieure au plus grand écart et inférieure à leur somme.
  • Limite : elle ne se contrôle pas : aucune mesure de terrain ne viendra la confirmer dans cet exercice.
\[ D_{\text{S1-S2}} = \sqrt{ \Delta X^{2} + \Delta Y^{2} } \]
Que dit cette équation physiquement ? Elle dit : « quelle est l'unique longueur que je connaisse ? » Tout le triangle sera mesuré à cette aune.
Décomposition des termes :
  • \( D_{\text{S1-S2}} \) : longueur de la base, unité : m
  • \( \Delta X^{2} \) : carré de l'écart d'abscisse, unité :
  • \( \Delta Y^{2} \) : carré de l'écart d'ordonnée, unité :
  • La somme : carré de l'hypoténuse, unité :
  • La racine : ramène à une longueur, unité : m

!
L'Erreur Classique (Le Piège)

"Beaucoup d'étudiants acceptent l'arctangente sans la recontrôler. Avec un rapport aussi grand que −12,5, la fonction varie très lentement : entre −94,9 et −95,1 gon, la tangente ne change presque pas. Une erreur de deux dixièmes de grade passe donc totalement inaperçue — et se propage dans les six calculs suivants..."

L'approche d'ingénieur : On refait le chemin en sens inverse : la tangente du gisement doit restituer le rapport.
  • L'erreur : croire qu'un résultat plausible est un résultat juste. Près de l'asymptote, tous les résultats sont plausibles.
  • La bonne méthode : calculer \( \tan(G - 200) \) et vérifier qu'on retrouve −12,5000. Une touche, et le doute est levé.
  • L'astuce de pro : se rappeler que \( \arctan(\infty) = 100 \) gon. Un rapport de −12,5 doit donc donner un angle très proche de −100 gon, mais pas égal.
  • Le moyen mnémotechnique : « près de l'asymptote, tout se ressemble ».
  • L'impact direct : la version précédente de cet exercice annonçait −95,0945 gon au lieu de −94,9179, soit 0,1766 gon d'écart. Reporté sur les 277 m de la visée vers le point, cet écart déplace celui-ci de 77 centimètres.
Exécution de la Note de Calculs
Check-up des Unités (Optionnel)
  • Coordonnées et écarts : en mètres , avec leur signe.
  • Rapport des écarts : sans dimension , six décimales.
  • Gisement : en grades (gon) , quatre décimales.
  • Distance : en mètres horizontaux , au millimètre.
  • Calculatrice : mode GRAD , vérifié par \( \arctan(1) = 50 \).

Nous formons les coordonnées partielles , nous posons les encadrements, puis nous calculons le gisement et la distance.

1. Résolution Numérique Étape 1 : les coordonnées partielles et le quadrant

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce que ce sont les signes, et non le résultat de l'arctangente, qui déterminent la constante de quadrant.

\[ \begin{aligned} \Delta X_{\text{S1-S2}} &= 750{,}00 - 500{,}00 \\ &= \mathbf{+250{,}000} \text{ m} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} \Delta Y_{\text{S1-S2}} &= 980{,}00 - 1000{,}00 \\ &= \mathbf{-20{,}000} \text{ m} \end{aligned} \]

Le quadrant. L'ordonnée diminue : la seconde station est plus au sud. Avec une abscisse qui croît, la direction est au sud-est, donc dans le deuxième quadrant.

\[ k = \mathbf{1} \]
Étape 2 : les deux encadrements

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce que le rapport est très grand en valeur absolue, ce qui resserre considérablement l'encadrement du gisement.

\[ \begin{aligned} \frac{\Delta X}{\Delta Y} &= \frac{+250{,}000}{-20{,}000} \\ &= \mathbf{-12{,}500000} \end{aligned} \]

a) L'encadrement du gisement. Le deuxième quadrant s'étend de 100 à 200 gon, et un rapport aussi grand place la direction tout près du plein est.

\[ 100 \text{ gon} < G_{\text{S1-S2}} < 200 \text{ gon} \]

b) L'encadrement de la distance.

\[ 250{,}000 \text{ m} < D_{\text{S1-S2}} < 270{,}000 \text{ m} \]
Étape 3 : le gisement de la base

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce que c'est la direction de référence des deux angles mesurés. Tout l'exercice s'y rapporte.

\[ \begin{aligned} \arctan\left( -12{,}500000 \right) &= \mathbf{-94{,}9179} \text{ gon} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} G_{\text{S1-S2}} &= -94{,}9179 + 200{,}0000 \\ &= \mathbf{105{,}0821} \text{ gon} \end{aligned} \]

Le contrôle par la tangente. On refait le chemin en sens inverse : la tangente doit restituer le rapport de départ.

\[ \tan\left( 105{,}0821 \text{ gon} \right) = \mathbf{-12{,}500000} \]
Analyse intermédiaire du chiffre :

105,0821 gon : la base est à cinq grades du plein est. C'est cohérent avec un rapport de −12,5 : la composante nord-sud représente moins d'un dixième de la composante est-ouest.

  • Ordre de grandeur : \( \arctan(12{,}5) = 94{,}92 \) gon, soit à peine plus de 5 gon de l'angle droit — conforme à l'attente
  • Impact sur la suite : ce gisement sera utilisé deux fois : tel quel pour la première visée, augmenté de 200 gon pour la seconde. Son erreur, s'il en avait une, se retrouverait dans les deux.
  • Cohérence : la tangente restitue exactement −12,500000. Le gisement et le rapport sont mutuellement validés.
  • Attention : la version précédente annonçait 104,9055 gon, une valeur qui tombe dans le bon quadrant et paraît tout aussi vraisemblable. Seul le contrôle par la tangente la démasque.
  • Comparaison : par rapport aux normes, les deux stations doivent relever du même système RGF93 / Lambert-93 au sens du décret n° 2000-1276 modifié — obligation qui découle de l'article 53 de la loi n° 95-115.

Remarque pédagogique : Le contrôle par la tangente coûte une touche de calculatrice. Sur une fonction qui varie lentement, c'est le seul moyen de détecter une erreur au dixième de grade.

Étape 4 : la longueur de la base

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce que c'est l'unique échelle de la figure : les deux autres côtés du triangle lui seront proportionnels.

\[ \begin{aligned} D_{\text{S1-S2}} &= \sqrt{ 250{,}000^{2} + \left( -20{,}000 \right)^{2} } \\ &= \sqrt{ 62500{,}0000 + 400{,}0000 } \\ &= \sqrt{ 62900{,}0000 } \\ &= \mathbf{250{,}799} \text{ m} \end{aligned} \]
Analyse intermédiaire du chiffre :

250,799 m : à peine plus que l'écart en X. La composante nord-sud n'ajoute que 80 centimètres à la longueur, ce qui confirme une base presque est-ouest.

  • Ordre de grandeur : la valeur tombe bien dans l'encadrement 250,000 à 270,000 m
  • Impact sur la suite : cette longueur sera multipliée par un rapport de sinus pour donner les deux côtés du triangle. Toute erreur relative sur elle se retrouve telle quelle sur eux.
  • Cohérence : \( \sqrt{62900} \) est légèrement supérieur à \( \sqrt{62500} = 250 \) : l'écart de 0,799 m correspond bien aux 400 m² ajoutés.
  • Attention : cette base est plus courte que les deux visées qu'elle va engendrer. C'est courant en intersection, mais cela signifie que l'erreur sur la base est amplifiée vers le point.
  • Comparaison : par rapport à la version précédente, qui annonçait 250,80 m, la valeur au millimètre vaut 250,799 m : l'écart d'un millimètre est ici sans conséquence, contrairement à celui du gisement.

Remarque pédagogique : En intersection, la base n'est jamais contrôlée par la mesure : elle vient de coordonnées existantes. C'est pourquoi la qualité des points d'appui compte autant que celle des angles.

LECTURE DU RÉSULTAT

Le schéma ci-dessous montre le triangle des coordonnées partielles de la base. On y voit pourquoi un rapport de −12,5 donne une direction quasiment est-ouest.

N D = 250,799 m G = 105,0821 gon ΔX = +250,000 m ΔY = −20,000 m S1 500,00 · 1000,00 S2 750,00 · 980,00 ENCADREMENTS POSÉS 100 < G < 200 gon 250,000 < D < 270,000 m

Une lecture utile pour le terrain : le triangle des coordonnées partielles est extrêmement aplati — 250 m contre 20 m. C'est exactement ce que traduit le rapport de −12,5. Sur le dessin, la base paraît presque horizontale, et son gisement à peine supérieur à 100 gon confirme qu'elle file quasiment plein est.

RÉSULTAT FINAL
G · D = 105,0821 · 250,799 gon · m
"La base est établie en direction et en longueur : le triangle peut être résolu !"
2
Question 2 : L'angle au sommet et les deux gisements
Dans la tête de l'ingénieur

"Deux angles mesurés, deux directions à en tirer — et pour chacune, une question de sens. L'angle α est compté de la base vers le point : le gisement de la visée est donc en deçà de celui de la base, je soustrais. L'angle β est compté du point vers la base, à l'autre station : je pars du gisement inverse et j'ajoute. Ce va-et-vient entre les deux stations est la seule vraie difficulté de la question. Quant à l'angle au sommet, il se déduit de la somme des angles du triangle — 200 gon, et non 180."

  • Observation : les deux angles mesurés sont supérieurs à l'angle au sommet. Les deux côtés cherchés seront donc plus longs que la base.
  • Analyse du risque : confondre le sens des deux angles. Une addition au lieu d'une soustraction placerait le point de l'autre côté de la base.
  • Choix stratégique : je calcule le gisement inverse explicitement, en une ligne à part. C'est l'étape que l'on saute le plus volontiers, et celle qui coûte le plus cher.
  • Alternative : travailler avec les angles orientés depuis le nord à chaque station. Écartée : l'énoncé donne des angles rapportés à la base, autant les employer tels quels.
  • Objectif visé : un angle au sommet et deux gisements, chacun accompagné de la justification de son sens.
Voir uniquement le résultat final (Auto-évaluation)
γ = 61,6530 gon · G(S1-P) = 39,6501 gon · G(S2-P) = 377,9971 gon
Rappel Théorique : le triangle centésimal et le transport de gisement

Dans le système centésimal, le tour vaut 400 gon et l'angle plat 200 : la somme des angles d'un triangle vaut donc 200 gon. Le troisième angle se déduit des deux autres sans aucune mesure. Reste à orienter les deux visées — ce qui suppose de savoir se transporter d'une station à l'autre, en retournant le gisement de la base.

  • Principe 1 — la somme des angles vaut 200 gon : l'angle au sommet est donc gratuit : aucune mesure supplémentaire n'est nécessaire.
  • Principe 2 — le gisement inverse s'obtient à 200 gon près : aller de S1 vers S2 ou de S2 vers S1, c'est la même droite parcourue en sens contraire.
  • Principe 3 — le sens de l'angle décide du signe : un angle compté dans le sens horaire s'ajoute au gisement de départ ; dans l'autre sens, il se retranche.
  • Principe 4 — un gisement se réduit modulo 400 : toute somme dépassant un tour se ramène en retranchant 400 gon.
  • Principe 5 — l'angle au sommet gouverne la qualité de l'intersection : plus il est aigu, plus les deux visées sont rasantes, et plus la position du point est incertaine.
Équations Fondamentales

Trois relations : l'angle au sommet, le gisement inverse, puis le transport de direction.

Somme des angles du triangle :

Donne l'angle au sommet sans aucune mesure supplémentaire.

Pourquoi cette formule ?

Parce que la somme des angles d'un triangle plan est une constante. Deux angles mesurés suffisent donc à connaître le troisième, y compris lorsque son sommet est inaccessible.

  • Contexte de validité : géométrie plane. Sur de très longues portées géodésiques, l'excès sphérique s'y ajouterait.
  • Avantage : elle donne l'angle au sommet inaccessible, là où aucun instrument ne peut être posé.
  • Paramètre clé : la constante 200 gon, et non 180 : l'erreur est fréquente chez qui vient du système sexagésimal.
  • Vérification : les trois angles doivent être positifs ; un résultat négatif signalerait des angles mesurés incompatibles.
  • Limite : elle ne contrôle rien : avec seulement deux angles mesurés, aucune fermeture angulaire n'est possible.
\[ \gamma = 200^{\text{gon}} - \left( \alpha + \beta \right) \]
Que dit cette équation physiquement ? Elle dit : « sous quel angle voit-on la base depuis le point inaccessible ? » C'est cet angle, jamais mesuré, qui commande la qualité de toute l'intersection.
Décomposition des termes :
  • \( \gamma \) : angle au sommet, sous lequel la base est vue depuis P, unité : gon
  • \( \alpha \) : angle mesuré à la première station, unité : gon
  • \( \beta \) : angle mesuré à la seconde station, unité : gon
  • 200 : somme des angles d'un triangle en système centésimal, unité : gon
  • Son sinus : apparaîtra au dénominateur de la loi des sinus, unité : sans dimension
Gisement inverse :

Permet de se transporter d'une station à l'autre.

Pourquoi cette formule ?

Parce que l'angle β est mesuré à la seconde station, et rapporté à la direction qui pointe vers la première. Il faut donc disposer de cette direction, qui est l'inverse de la base.

  • Contexte de validité : universelle ; ajouter ou retrancher 200 gon donne le même résultat modulo 400.
  • Avantage : elle évite de recalculer un gisement à partir des coordonnées, donc une occasion d'erreur.
  • Paramètre clé : la réduction dans l'intervalle 0-400, qui rend le résultat lisible.
  • Vérification : les deux gisements de la base doivent différer exactement de 200 gon.
  • Limite : c'est l'étape la plus silencieuse de l'exercice : l'oublier ne produit aucune anomalie visible.
\[ G_{\text{S2-S1}} = G_{\text{S1-S2}} + 200^{\text{gon}} \]
Que dit cette équation physiquement ? Elle dit : « je change de station et je regarde en arrière » . C'est le geste qui permet de passer du carnet de la première station à celui de la seconde.
Décomposition des termes :
  • \( G_{\text{S2-S1}} \) : gisement de la seconde station vers la première, unité : gon
  • \( G_{\text{S1-S2}} \) : gisement de la base, calculé à la question 1, unité : gon
  • 200 : demi-tour en système centésimal, unité : gon
  • Le signe : indifférent, à 400 gon près, unité : sans dimension
  • La distance associée : inchangée, c'est la même base, unité : m
Transport de direction par un angle mesuré :

Donne le gisement d'une visée à partir d'une direction connue et de l'angle relevé.

Pourquoi cette formule ?

Parce qu'un angle mesuré est toujours relatif : il ne prend un sens absolu qu'ajouté ou retranché à une direction déjà connue.

  • Contexte de validité : suppose que le sens de mesure de l'angle soit connu et explicité.
  • Avantage : elle s'applique à chaque station avec sa propre direction de départ.
  • Paramètre clé : le signe, qui dépend uniquement du sens de mesure et non de la géométrie.
  • Vérification : les deux gisements obtenus doivent encadrer le point du même côté de la base — ce que le schéma confirme.
  • Limite : une inversion de signe donne un point symétrique par rapport à la base : géométriquement valide, physiquement faux.
\[ G_{\text{S1-P}} = G_{\text{S1-S2}} - \alpha \]
Que dit cette équation physiquement ? Elle dit : « depuis la base, je tourne de l'angle mesuré » . Le signe moins traduit le sens dans lequel l'angle a été relevé au carnet.
Décomposition des termes :
  • \( G_{\text{S1-P}} \) : gisement de la première visée, unité : gon
  • \( G_{\text{S1-S2}} \) : gisement de la base, direction de départ, unité : gon
  • \( \alpha \) : angle mesuré, compté de la base vers le point, unité : gon
  • Le signe moins : imposé par le sens de mesure anti-horaire, unité : sans dimension
  • La formule symétrique : à la seconde station, l'angle s'ajoute au gisement inverse, unité : gon

!
L'Erreur Classique (Le Piège)

"Beaucoup d'étudiants appliquent l'angle β au gisement direct de la base, sans passer par le gisement inverse. Ils écrivent \( G_{\text{S2-P}} = G_{\text{S1-S2}} + \beta \) et obtiennent 178,00 gon au lieu de 378,00. Le point sort alors de l'autre côté de la base, à plusieurs centaines de mètres..."

L'approche d'ingénieur : On écrit le gisement inverse en une ligne à part, avant de s'en servir.
  • L'erreur : oublier qu'on a changé de station. L'angle β n'a pas été mesuré depuis S1, il l'a été depuis S2.
  • La bonne méthode : nommer explicitement chaque direction — « de S2 vers S1 » — avant de lui ajouter quoi que ce soit.
  • L'astuce de pro : vérifier sur le dessin que les deux visées se croisent bien du même côté de la base. Si elles divergent, un gisement est faux d'un demi-tour.
  • Le moyen mnémotechnique : « changer de station, c'est retourner le gisement ».
  • L'impact direct : avec 178,00 gon au lieu de 378,00, la seconde visée partirait vers le sud-est au lieu du nord-ouest. Les deux droites ne se couperaient plus au bon endroit, et la loi des sinus donnerait quand même un résultat — faux, mais numériquement crédible.
Exécution de la Note de Calculs
Check-up des Unités (Optionnel)
  • Angles mesurés et gisements : en grades , quatre décimales.
  • Somme des angles du triangle : 200 gon , et non 180.
  • Demi-tour : 200 gon ; tour complet : 400 gon.
  • Intervalle des gisements : 0 à 400 gon .
  • Gisement de la base : repris sans arrondi depuis la question 1.

Nous calculons d'abord l'angle au sommet , puis la première visée, puis nous nous transportons à la seconde station.

1. Résolution Numérique Étape 1 : l'angle au sommet

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce que c'est l'angle sous lequel la base est vue depuis le point inaccessible — celui qu'aucun instrument ne pourra jamais mesurer, et dont dépend toute la précision de l'intersection.

\[ \begin{aligned} \alpha + \beta &= 65{,}4320 + 72{,}9150 \\ &= \mathbf{138{,}3470} \text{ gon} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} \gamma &= 200{,}0000 - 138{,}3470 \\ &= \mathbf{61{,}6530} \text{ gon} \end{aligned} \]
Analyse intermédiaire du chiffre :

61,65 gon au sommet. C'est un angle confortable : les deux visées se croisent franchement, sans se raser. Un triangle parfaitement équilatéral donnerait 66,67 gon à chaque sommet — nous n'en sommes pas loin.

  • Ordre de grandeur : les trois angles valent 65,43, 72,92 et 61,65 gon : leur somme fait bien 200,0000
  • Impact sur la suite : son sinus figurera au dénominateur de la loi des sinus. Plus il est petit, plus les distances calculées sont grandes et incertaines.
  • Cohérence : l'angle au sommet est le plus petit des trois : le côté qui lui fait face — la base — sera donc le plus court du triangle.
  • Attention : cette somme ne constitue pas un contrôle. Avec seulement deux angles mesurés, le troisième est calculé, pas vérifié : aucune fermeture n'est possible.
  • Comparaison : par rapport à la géométrie de l'intersection, un angle au sommet de 61,65 gon donne un facteur de dilution \( 1/\sin\gamma \) de 1,21 seulement. À 20 gon, il monterait à 3,24.

Remarque pédagogique : En système centésimal, la somme des angles d'un triangle vaut 200 gon. Écrire 180 est l'erreur la plus fréquente chez qui passe du degré au grade.

Étape 2 : la première visée

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce que l'angle α a été mesuré depuis la base vers le point, dans le sens qui diminue le gisement : il se retranche.

\[ \begin{aligned} G_{\text{S1-P}} &= 105{,}0821 - 65{,}4320 \\ &= \mathbf{39{,}6501} \text{ gon} \end{aligned} \]

Le quadrant qui en découle. Un gisement inférieur à 100 gon place le point au nord-est de la première station : sinus et cosinus seront tous deux positifs.

\[ 0 \text{ gon} < G_{\text{S1-P}} < 100 \text{ gon} \]
Étape 3 : le transport à la seconde station

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce que l'angle β n'a pas été mesuré depuis la première station. Il faut d'abord disposer de la direction S2 vers S1, qui sert de référence au carnet de la seconde station.

\[ \begin{aligned} G_{\text{S2-S1}} &= 105{,}0821 + 200{,}0000 \\ &= \mathbf{305{,}0821} \text{ gon} \end{aligned} \]

La seconde visée. L'angle β se compte du point vers la base ; le gisement de la visée s'obtient donc en l'ajoutant au gisement inverse.

\[ \begin{aligned} G_{\text{S2-P}} &= 305{,}0821 + 72{,}9150 \\ &= \mathbf{377{,}9971} \text{ gon} \end{aligned} \]

Faut-il réduire ? La somme est comparée au tour complet.

\[ 377{,}9971 \text{ gon} < 400{,}0000 \text{ gon} \]
Analyse intermédiaire du chiffre :

Aucune réduction nécessaire — mais de peu. Il aurait suffi que l'angle β dépasse 94,92 gon pour qu'un tour complet soit franchi. La vérification n'était donc pas de pure forme.

  • Ordre de grandeur : 377,9971 gon place la seconde visée au nord-ouest : sinus négatif, cosinus positif
  • Impact sur la suite : les deux visées partent l'une vers le nord-est, l'autre vers le nord-ouest : elles convergent bien vers un point situé au nord de la base.
  • Cohérence : les deux gisements de la base diffèrent exactement de 200 gon — 105,0821 et 305,0821. Le transport est validé.
  • Attention : sans le passage par le gisement inverse, on obtiendrait 178,00 gon : une direction vers le sud-est, à l'opposé du point cherché.
  • Comparaison : par rapport à la version précédente de cet exercice, qui annonçait 39,4735 et 377,8205 gon, l'écart de 0,1766 gon sur chacun vient intégralement du gisement de base faux — la mécanique du transport, elle, était correcte.

Remarque pédagogique : Écrire le gisement inverse sur sa propre ligne coûte trois secondes et rend l'erreur impossible. C'est le meilleur usage d'une ligne de calcul dans tout cet exercice.

LECTURE DU RÉSULTAT

Le schéma ci-dessous montre le triangle entièrement résolu en angles, avec les deux gisements des visées et les deux directions de référence à chaque station.

N N S1 S2 P α = 65,4320 gon β = 72,9150 gon γ = 61,6530 gon G(S1-P) = 39,6501 gon G(S2-P) = 377,9971 gon G(S1-S2) = 105,0821 gon G(S2-S1) = 305,0821 gon

Une lecture utile pour le terrain : les deux visées s'ouvrent franchement de part et d'autre du point, ce qui est la configuration recherchée. Si l'angle au sommet avait été très aigu, les deux droites se seraient rasées, et la position de leur intersection serait devenue très sensible au moindre écart de pointé — c'est ce que la question 4 chiffrera.

RÉSULTAT FINAL
γ · G(S1-P) · G(S2-P) = 61,6530 · 39,6501 · 377,9971 gon
"Le triangle est entièrement résolu en angles : il ne manque plus que les longueurs !"
3
Question 3 : Les distances et les coordonnées du point
Dans la tête de l'ingénieur

"C'est ici que les longueurs apparaissent — et il faut bien voir qu'elles sont fabriquées. Aucun instrument ne les a mesurées : elles naissent d'un rapport de sinus appliqué à la base. Je fais donc très attention à l'appariement : le côté cherché va avec l'angle qui lui fait face, jamais avec l'angle qui le touche. Un encadrement pour finir : les deux angles à la base sont plus grands que l'angle au sommet, donc les deux côtés cherchés seront plus longs que la base."

  • Observation : \( \gamma \) est le plus petit des trois angles, donc la base est le plus court des trois côtés du triangle.
  • Analyse du risque : intervertir α et β dans la loi des sinus. Les deux distances s'échangeraient, et le point sortirait ailleurs — sans qu'aucun ordre de grandeur ne choque.
  • Choix stratégique : je calcule d'abord les trois sinus, puis les rapports. Les valeurs intermédiaires restent lisibles et vérifiables.
  • Alternative : résoudre l'intersection par un système de deux équations de droites. Écartée : c'est algébriquement équivalent, mais on perd la lecture géométrique du triangle.
  • Objectif visé : deux distances calculées au millimètre et les coordonnées du point, encadrées d'avance.
Voir uniquement le résultat final (Auto-évaluation)
D(S1-P) = 277,232 m · D(S2-P) = 260,588 m · P (661,718 ; 1225,178)
Rappel Théorique : la loi des sinus, et l'appariement côté-angle

Dans tout triangle, le rapport d'un côté au sinus de l'angle qui lui fait face est une constante. Cette constante vaut le diamètre du cercle circonscrit — mais peu importe : ce qui compte est qu'elle soit la même pour les trois couples. Connaissant un côté et les trois angles, on obtient donc les deux autres côtés par simple proportion.

  • Principe 1 — chaque côté va avec l'angle opposé : le côté S1-P fait face à l'angle mesuré en S2, et non à celui mesuré en S1.
  • Principe 2 — le plus grand angle fait face au plus grand côté : c'est le contrôle de vraisemblance le plus immédiat.
  • Principe 3 — la base est l'unique échelle : les deux longueurs calculées lui sont proportionnelles. Une base fausse de un pour mille les fausse toutes deux d'autant.
  • Principe 4 — le sinus de l'angle au sommet est au dénominateur : plus cet angle est aigu, plus les distances calculées s'allongent et deviennent sensibles.
  • Principe 5 — le rayonnement conclut : une direction et une longueur donnent une position, exactement comme dans un rayonnement ordinaire.
Équations Fondamentales

Trois relations : la loi des sinus, puis les deux projections du rayonnement.

Loi des sinus :

Donne les deux côtés inconnus à partir de la base et des trois angles.

Pourquoi cette formule ?

Parce qu'elle est la seule qui permette d'obtenir une longueur sans la mesurer, à partir d'angles seuls et d'une longueur de référence. C'est le fondement de toute la triangulation.

  • Contexte de validité : triangle plan dont les trois angles sont connus et un côté mesuré ou calculé.
  • Avantage : elle atteint un point inaccessible, là où aucun distancemètre ne peut opérer.
  • Paramètre clé : l'appariement côté-angle opposé, source de l'erreur la plus fréquente.
  • Vérification : les trois rapports doivent donner la même constante — c'est un contrôle réel, exploité à la question 4.
  • Limite : elle amplifie les erreurs quand l'angle au sommet est petit, son sinus figurant au dénominateur.
\[ \frac{D_{\text{S1-P}}}{\sin\beta} = \frac{D_{\text{S2-P}}}{\sin\alpha} = \frac{D_{\text{S1-S2}}}{\sin\gamma} \]
Que dit cette équation physiquement ? Elle dit : « un côté est d'autant plus long que l'angle qui le regarde est ouvert » . C'est la proportion qui permet de mesurer sans mesurer.
Décomposition des termes :
  • \( D_{\text{S1-P}} \) : côté cherché depuis la première station, unité : m
  • \( \sin\beta \) : sinus de l'angle mesuré en S2, opposé à ce côté, unité : sans dimension
  • \( D_{\text{S1-S2}} \) : base connue, unique échelle du problème, unité : m
  • \( \sin\gamma \) : sinus de l'angle au sommet, opposé à la base, unité : sans dimension
  • La constante commune : identique pour les trois couples, c'est le diamètre du cercle circonscrit, unité : m
Rayonnement — abscisse :

Position en X du point, atteinte depuis la première station.

Pourquoi cette formule ?

Parce qu'une fois la distance obtenue, l'intersection se ramène à un rayonnement ordinaire : une direction, une longueur, un point.

  • Contexte de validité : exige une distance horizontale et un gisement rapporté au nord du quadrillage.
  • Avantage : elle est identique à celle du rayonnement classique : aucune formule nouvelle à retenir.
  • Paramètre clé : le signe du sinus, positif ici, le point étant au nord-est de la première station.
  • Vérification : le signe obtenu doit correspondre au quadrant annoncé à la question 2.
  • Limite : elle propage intégralement l'erreur de la distance calculée, qui elle-même vient de la base et des angles.
\[ X_{\text{P}} = X_{\text{S1}} + D_{\text{S1-P}} \cdot \sin\left( G_{\text{S1-P}} \right) \]
Que dit cette équation physiquement ? Elle dit : « de combien le point est-il à l'est de la première station ? » Ici de plus de cent soixante mètres.
Décomposition des termes :
  • \( X_{\text{P}} \) : abscisse du point déterminé, unité : m
  • \( X_{\text{S1}} \) : abscisse de la première station, unité : m
  • \( D_{\text{S1-P}} \) : distance calculée, non mesurée, unité : m
  • \( \sin(G_{\text{S1-P}}) \) : projection de la direction sur l'axe des X, unité : sans dimension
  • Le produit : coordonnée partielle, positive ici, unité : m
Rayonnement — ordonnée :

Position en Y du même point.

Pourquoi cette formule ?

Parce que l'axe des Y est la direction de référence du gisement ; la projection sur cet axe fait donc intervenir le cosinus.

  • Contexte de validité : mêmes hypothèses que pour l'abscisse ; les deux formules vont toujours par paire.
  • Avantage : couplée à la précédente, elle achève la détermination du point inaccessible.
  • Paramètre clé : le signe du cosinus, positif ici : le point est au nord de la base.
  • Vérification : la somme des carrés des deux lignes trigonométriques doit valoir 1.
  • Limite : intervertie avec la précédente, elle donne un point plausible et faux, à la bonne distance.
\[ Y_{\text{P}} = Y_{\text{S1}} + D_{\text{S1-P}} \cdot \cos\left( G_{\text{S1-P}} \right) \]
Que dit cette équation physiquement ? Elle dit : « de combien le point est-il au nord de la première station ? » Ici de plus de deux cent vingt-cinq mètres : le point est nettement au-delà de la base.
Décomposition des termes :
  • \( Y_{\text{P}} \) : ordonnée du point déterminé, unité : m
  • \( Y_{\text{S1}} \) : ordonnée de la première station, unité : m
  • \( \cos(G_{\text{S1-P}}) \) : projection de la direction sur l'axe des Y, unité : sans dimension
  • Le produit : coordonnée partielle, positive ici, unité : m
  • Le rapport à l'abscisse partielle : redonne la tangente du gisement, unité : sans dimension

!
L'Erreur Classique (Le Piège)

"Beaucoup d'étudiants associent chaque côté à l'angle situé à son extrémité plutôt qu'à l'angle opposé. Ils écrivent \( D_{\text{S1-P}} = D_{\text{S1-S2}} \times \sin\alpha / \sin\gamma \) au lieu d'employer \( \sin\beta \). Les deux distances s'échangent alors — 260,588 et 277,232 au lieu de 277,232 et 260,588 — et rien dans les ordres de grandeur ne choque..."

L'approche d'ingénieur : On montre du doigt sur le dessin l'angle qui fait face au côté cherché.
  • L'erreur : raisonner par proximité — l'angle en S1 « appartient » à la station S1 — au lieu de raisonner par opposition.
  • La bonne méthode : écrire les trois couples côté-angle opposé avant de calculer, et vérifier que le plus grand angle regarde le plus grand côté.
  • L'astuce de pro : contrôler par la constante commune : les trois rapports doivent donner le même nombre. Une interversion la casse immédiatement.
  • Le moyen mnémotechnique : « un côté regarde son angle, il ne le touche pas ».
  • L'impact direct : avec les distances échangées, le point tomberait à plus de trente mètres de sa position réelle, et le double calcul depuis les deux stations continuerait pourtant de « concorder » — puisqu'il concorde toujours.
Exécution de la Note de Calculs
Check-up des Unités (Optionnel)
  • Angles : en grades , repris sans arrondi depuis la question 2.
  • Sinus : sans dimension , sept décimales.
  • Rapports de sinus : sans dimension , sept décimales.
  • Distances : en mètres horizontaux , au millimètre.
  • Coordonnées : en mètres RGF93 / Lambert-93 .

Nous calculons les trois sinus , puis les deux distances, puis les coordonnées du point.

1. Résolution Numérique Étape 1 : les trois sinus et l'encadrement

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce que les trois sinus décident, à eux seuls, de l'ordre des trois côtés. Les comparer avant de calculer permet de prévoir le résultat.

\[ \sin\left( 65{,}4320 \text{ gon} \right) = \mathbf{0{,}8561661} \]
\[ \sin\left( 72{,}9150 \text{ gon} \right) = \mathbf{0{,}9108530} \]
\[ \sin\left( 61{,}6530 \text{ gon} \right) = \mathbf{0{,}8240046} \]

L'encadrement qui en découle. Le sinus de l'angle au sommet étant le plus petit des trois, les deux côtés cherchés seront plus longs que la base.

\[ 250{,}799 \text{ m} < D_{\text{S2-P}} < D_{\text{S1-P}} < 285{,}000 \text{ m} \]
Étape 2 : la distance de la première station au point

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce que ce côté fait face à l'angle mesuré en seconde station : c'est \( \sin\beta \) qui figure au numérateur.

\[ \begin{aligned} \frac{\sin\beta}{\sin\gamma} &= \frac{0{,}9108530}{0{,}8240046} \\ &= \mathbf{1{,}1053977} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} D_{\text{S1-P}} &= 250{,}799 \times 1{,}1053977 \\ &= \mathbf{277{,}232} \text{ m} \end{aligned} \]
Étape 3 : la distance de la seconde station au point

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce que ce côté fait face à l'angle mesuré en première station : c'est \( \sin\alpha \) qui figure au numérateur. L'appariement est croisé, et c'est normal.

\[ \begin{aligned} \frac{\sin\alpha}{\sin\gamma} &= \frac{0{,}8561661}{0{,}8240046} \\ &= \mathbf{1{,}0390309} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} D_{\text{S2-P}} &= 250{,}799 \times 1{,}0390309 \\ &= \mathbf{260{,}588} \text{ m} \end{aligned} \]
Analyse intermédiaire du chiffre :

Les deux côtés sont bien plus longs que la base, et le plus long fait face au plus grand angle : \( \beta = 72{,}92 \) gon regarde 277,232 m, \( \alpha = 65{,}43 \) gon regarde 260,588 m. L'appariement est vérifié.

  • Ordre de grandeur : les deux valeurs tombent dans l'encadrement 250,799 à 285,000 m
  • Impact sur la suite : ces deux longueurs n'ont jamais été mesurées. Elles héritent de l'erreur de la base et de celles des deux angles.
  • Cohérence : les deux rapports de sinus valent 1,105 et 1,039, tous deux supérieurs à 1 : les deux côtés dépassent la base d'environ 10 % et 4 %.
  • Attention : la version précédente de cet exercice annonçait 286,99 m et 269,41 m. En reprenant ses propres formules et sa propre base, on obtient 277,23 et 260,59 : ce sont donc des erreurs de calcul pures, indépendantes de l'erreur de gisement.
  • Comparaison : par rapport à la géométrie, le rapport 1,105 signifie que la visée depuis la première station est 10,5 % plus longue que la base. Sur une intersection très aplatie, ce rapport pourrait dépasser 5.

Remarque pédagogique : Vérifier que le plus grand angle regarde le plus grand côté prend deux secondes et attrape l'interversion α-β, qui est l'erreur la plus fréquente de cette question.

Étape 4 : les coordonnées du point

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce que c'est le livrable : la position du point inaccessible, exprimée dans le système légal.

a) Les lignes trigonométriques de la première visée. Le gisement étant dans le premier quadrant, les deux sont positives.

\[ \sin\left( 39{,}6501 \text{ gon} \right) = \mathbf{+0{,}5833303} \]
\[ \cos\left( 39{,}6501 \text{ gon} \right) = \mathbf{+0{,}8122350} \]

b) Les deux coordonnées partielles.

\[ \begin{aligned} \Delta X &= 277{,}232 \times 0{,}5833303 \\ &= \mathbf{+161{,}7181} \text{ m} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} \Delta Y &= 277{,}232 \times 0{,}8122350 \\ &= \mathbf{+225{,}1779} \text{ m} \end{aligned} \]

c) L'abscisse du point.

\[ \begin{aligned} X_{\text{P}} &= 500{,}00 + 161{,}7181 \\ &= 661{,}7181 \\ &= \mathbf{661{,}718} \text{ m} \end{aligned} \]

d) L'ordonnée du point.

\[ \begin{aligned} Y_{\text{P}} &= 1000{,}00 + 225{,}1779 \\ &= 1225{,}1779 \\ &= \mathbf{1225{,}178} \text{ m} \end{aligned} \]
Analyse intermédiaire du chiffre :

Le point est à 225 m au nord de la base et 162 m à l'est de la première station. Les deux coordonnées partielles sont positives, conformément au quadrant annoncé à la question 2.

  • Ordre de grandeur : \( \sqrt{161{,}72^2 + 225{,}18^2} \) doit redonner 277,232 m — ce sera l'objet d'un contrôle en question 4
  • Impact sur la suite : ces coordonnées sont le résultat de l'exercice. Tout ce qui suit consiste à examiner ce que l'on peut en démontrer.
  • Cohérence : le point est nettement au nord de la base, du côté vers lequel les deux visées convergent. Le schéma le confirme.
  • Attention : l'arrondi au millimètre n'intervient qu'ici. La distance et le gisement ont été repris sans arrondi depuis les questions précédentes.
  • Comparaison : par rapport à la version précédente, qui annonçait (669,75 ; 1241,14), l'écart atteint 17,87 m — conséquence cumulée du gisement de base faux et des deux distances fausses.

Remarque pédagogique : Ces coordonnées sont exactes, mais rien ne le prouve encore. C'est tout l'objet de la question suivante — et la réponse y est moins évidente qu'il n'y paraît.

LECTURE DU RÉSULTAT

Le schéma ci-dessous montre le triangle entièrement résolu, en angles et en longueurs, avec les coordonnées du point déterminé.

α β γ S1 S2 P 661,718 · 1225,178 base = 250,799 m D(S1-P) = 277,232 m D(S2-P) = 260,588 m APPARIEMENT D(S1-P) regarde β D(S2-P) regarde α

Une lecture utile pour le terrain : le triangle est presque équilatéral — 250,8, 260,6 et 277,2 m pour des angles de 61,7 à 72,9 gon. C'est la configuration la plus favorable qui soit pour une intersection : les deux visées se croisent franchement, et l'incertitude sur la position du point reste du même ordre que celle des mesures angulaires.

RÉSULTAT FINAL
P = 661,718 · 1225,178 m
"Le point inaccessible a des coordonnées : reste à savoir ce qu'on peut en prouver !"
4
Question 4 : Le second calcul, les vrais contrôles et la précision
Dans la tête de l'ingénieur

"On me demande de refaire le calcul depuis la seconde station « pour vérification ». Je vais le faire — mais je veux d'abord savoir ce que cela prouvera. Or mes deux distances viennent de la même loi des sinus, appliquée à la même base et aux mêmes deux angles. Les deux rayonnements sont donc algébriquement le même calcul écrit deux fois. Ils tomberont sur le même point, quoi qu'il arrive — même si un angle a été mal mesuré. Ce n'est pas une vérification, c'est une relecture d'arithmétique. Les vrais contrôles, il va falloir les construire."

  • Observation : les deux distances proviennent d'une unique équation. Le double rayonnement ne consomme aucune donnée nouvelle.
  • Analyse du risque : prendre cette concordance pour une preuve. Avec un angle faux de deux grades, les deux chemins concorderaient encore parfaitement sur un point faux.
  • Choix stratégique : trois contrôles qui repartent des coordonnées obtenues : distances, angle au sommet, constante de la loi des sinus.
  • Alternative : une troisième visée depuis une station supplémentaire. C'est la seule vraie redondance de mesure — et elle n'est pas disponible ici.
  • Objectif visé : trois écarts chiffrés, une analyse honnête de la portée du double calcul, la sensibilité géométrique et une classe de précision.
Voir uniquement le résultat final (Auto-évaluation)
Écarts : 0,5 mm sur les distances · 0,0000 gon sur l'angle au sommet · 1,0 mm sur la constante
Rappel Théorique : redondance de calcul et redondance de mesure

Deux notions se confondent facilement. La redondance de calcul consiste à refaire une opération par un autre chemin arithmétique : elle attrape les fautes de frappe. La redondance de mesure consiste à disposer de plus d'observations que de nécessaire : elle seule permet de détecter une mesure fausse et d'estimer une précision. En intersection simple, deux angles déterminent un point : il n'y a aucune redondance de mesure.

  • Principe 1 — compter les inconnues et les observations : deux inconnues (X et Y du point), deux observations (les deux angles). Le système est juste déterminé.
  • Principe 2 — un système juste déterminé n'a pas de contrôle : il admet toujours une solution exacte, quelles que soient les valeurs mesurées, même fausses.
  • Principe 3 — la troisième visée change tout : trois observations pour deux inconnues créent un écart de fermeture, qui devient l'indicateur de qualité.
  • Principe 4 — les contrôles de calcul restent utiles : ils attrapent les erreurs de recopie et de saisie, qui sont les plus fréquentes.
  • Principe 5 — la géométrie amplifie ou atténue : l'erreur de position varie comme \( 1/\sin\gamma \). C'est une propriété calculable, indépendante de la qualité des mesures.
Équations Fondamentales

Trois relations : la constante de la loi des sinus, la sensibilité géométrique, puis le seuil de l'arrêté.

Constante de la loi des sinus :

Doit être identique pour les trois couples côté-angle opposé.

Pourquoi cette formule ?

Parce qu'elle emploie les distances recalculées à partir des coordonnées, et non celles issues de la loi des sinus. Les deux chemins deviennent alors distincts, et la comparaison a un sens.

  • Contexte de validité : triangle plan ; la constante vaut le diamètre du cercle circonscrit.
  • Avantage : elle teste les trois côtés à la fois, avec une seule valeur de référence.
  • Paramètre clé : la dispersion des trois rapports, qui doit rester de l'ordre de l'arrondi des coordonnées.
  • Vérification : les trois valeurs doivent coïncider au millimètre.
  • Limite : elle ne teste que la cohérence interne : un angle mal mesuré donnerait trois rapports parfaitement égaux.
\[ K = \frac{D_{\text{S1-S2}}}{\sin\gamma} = \frac{D_{\text{S1-P}}}{\sin\beta} = \frac{D_{\text{S2-P}}}{\sin\alpha} \]
Que dit cette équation physiquement ? Elle dit : « les trois côtés et les trois angles décrivent-ils bien le même triangle ? » Une seule constante pour trois couples : c'est un contrôle serré.
Décomposition des termes :
  • \( K \) : constante commune, diamètre du cercle circonscrit, unité : m
  • \( D_{\text{S1-S2}} \) : base, côté opposé à l'angle au sommet, unité : m
  • \( D_{\text{S1-P}} \) : côté opposé à l'angle mesuré en S2, unité : m
  • \( D_{\text{S2-P}} \) : côté opposé à l'angle mesuré en S1, unité : m
  • La dispersion : écart entre la plus grande et la plus petite des trois valeurs, unité : m
Sensibilité géométrique de l'intersection :

Traduit une erreur angulaire en déplacement du point déterminé.

Pourquoi cette formule ?

Parce qu'une erreur d'angle à la station déplace la visée transversalement ; le point se déplace alors le long de l'autre visée, et d'autant plus que les deux droites sont rasantes. Le facteur \( 1/\sin\gamma \) mesure exactement cet effet.

  • Contexte de validité : valable pour de petites erreurs, où l'arc se confond avec sa corde.
  • Avantage : elle permet de choisir la position des stations avant d'aller sur le terrain.
  • Paramètre clé : l'angle au sommet \( \gamma \) : il n'est pas mesuré, mais c'est lui qui gouverne la qualité du résultat.
  • Vérification : le facteur vaut 1 au minimum, pour un angle au sommet de 100 gon.
  • Limite : ce n'est pas une norme : aucun texte du dossier ne fixe de valeur limite à l'angle au sommet. C'est une propriété mathématique, à confronter à la tolérance du marché.
\[ e_{\text{P}} = \frac{D_{\text{S1-P}} \times \Delta\alpha \times \dfrac{\pi}{200}}{\sin\gamma} \]
Que dit cette équation physiquement ? Elle dit : « de combien le point bouge-t-il si je me trompe d'un poil d'angle ? » Le numérateur est le déplacement de la visée ; le dénominateur, l'amplification due à la forme du triangle.
Décomposition des termes :
  • \( e_{\text{P}} \) : déplacement du point déterminé, unité : m
  • \( D_{\text{S1-P}} \) : portée de la visée concernée, unité : m
  • \( \Delta\alpha \) : erreur angulaire à la station, unité : gon
  • \( \sin\gamma \) : sinus de l'angle au sommet, facteur d'amplification, unité : sans dimension
  • Le facteur \( 1/\sin\gamma \) : vaut 1,21 ici, mais 6,39 pour un angle de 10 gon, unité : sans dimension
Tolérance individuelle d'un point contrôlé :

Seuil au-delà duquel un écart est comptabilisé comme dépassement.

Pourquoi cette formule ?

Parce qu'une précision annoncée doit être opposable : un chiffre issu d'un texte, et non une appréciation de rédacteur.

  • Contexte de validité : travaux réalisés par ou pour les personnes publiques et les entreprises chargées d'une mission de service public.
  • Avantage : elle transforme une exigence de qualité en un seuil calculé.
  • Paramètre clé : le coefficient \( k = 2{,}42 \) en planimétrie, et \( C \geq 2 \) pour la méthode de contrôle.
  • Vérification : avec \( C = 2 \), le facteur entre parenthèses vaut 1,125.
  • Limite : les trois critères de l'arrêté s'appliquent simultanément : moyenne, tolérance progressive et écart maximal.
\[ T = k \times [xx] \times \left( 1 + \frac{1}{2C^{2}} \right) \]
Que dit cette équation physiquement ? Elle dit : « au-delà de cet écart, le point est compté comme dépassant » . C'est le seuil que le contrôleur applique.
Décomposition des termes :
  • \( T \) : tolérance individuelle, unité : cm ou mm selon la classe
  • \( k \) : coefficient de fiabilité, 2,42 en planimétrie, unité : sans dimension
  • \( [xx] \) : classe de précision déclarée au marché, unité : cm ou mm
  • \( C \) : coefficient de sécurité, au moins 2, unité : sans dimension
  • Le critère maximal associé : 1,5 fois ce seuil, soit 4,08 × [xx] en planimétrie, unité : cm ou mm

!
L'Erreur Classique (Le Piège)

"Beaucoup d'étudiants — et beaucoup de corrigés — présentent le double calcul comme une vérification puissante, et concluent qu'on peut « être très confiant dans la justesse de l'ensemble du processus ». C'est un contresens : les deux distances sortent de la même loi des sinus, appliquée à la même base et aux mêmes angles. Les deux chemins ne peuvent pas diverger..."

L'approche d'ingénieur : On compte les observations et les inconnues avant de parler de contrôle.
  • L'erreur : confondre redondance de calcul et redondance de mesure. Refaire une opération autrement n'ajoute aucune information.
  • La bonne méthode : deux inconnues, deux observations : le système est juste déterminé, il n'admet aucun écart de fermeture. Le dire clairement.
  • L'astuce de pro : pour obtenir une vraie redondance, ajouter une troisième visée depuis une autre station. Trois observations pour deux inconnues créent un écart mesurable.
  • Le moyen mnémotechnique : « deux angles, deux inconnues, zéro contrôle ».
  • L'impact direct : la version précédente de cet exercice annonçait que les deux chemins donnaient le même point. En reprenant ses propres valeurs, ils donnent (666,76 ; 1233,57) et (658,03 ; 1233,22) — soit 8,73 m d'écart. La « vérification » n'avait donc pas été exécutée : son résultat avait été écrit.
Exécution de la Note de Calculs
Check-up des Unités (Optionnel)
  • Écarts de contrôle : en mètres , commentés en millimètres.
  • Angles restitués : en grades , quatre décimales.
  • Constante de la loi des sinus : en mètres .
  • Sensibilité : en millimètres par milligrade .
  • Seuils de l'arrêté : en centimètres .

Nous refaisons le calcul depuis la seconde station , nous analysons sa portée, puis nous menons trois contrôles réels.

1. Résolution Numérique Étape 1 : le calcul depuis la seconde station

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce que l'énoncé le demande — et parce qu'il faut l'exécuter réellement pour pouvoir dire ce qu'il vaut.

a) Les lignes trigonométriques de la seconde visée. Le gisement étant dans le quatrième quadrant, le sinus est négatif et le cosinus positif.

\[ \sin\left( 377{,}9971 \text{ gon} \right) = \mathbf{-0{,}3387803} \]
\[ \cos\left( 377{,}9971 \text{ gon} \right) = \mathbf{+0{,}9408655} \]

b) Les deux coordonnées partielles.

\[ \begin{aligned} \Delta X &= 260{,}588 \times \left( -0{,}3387803 \right) \\ &= \mathbf{-88{,}2821} \text{ m} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} \Delta Y &= 260{,}588 \times \left( +0{,}9408655 \right) \\ &= \mathbf{+245{,}1783} \text{ m} \end{aligned} \]

c) L'abscisse du point.

\[ \begin{aligned} X_{\text{P}} &= 750{,}00 - 88{,}2821 \\ &= 661{,}7179 \\ &= \mathbf{661{,}718} \text{ m} \end{aligned} \]

d) L'ordonnée du point.

\[ \begin{aligned} Y_{\text{P}} &= 980{,}00 + 245{,}1783 \\ &= 1225{,}1783 \\ &= \mathbf{1225{,}178} \text{ m} \end{aligned} \]

e) L'écart entre les deux déterminations.

\[ \begin{aligned} \varepsilon_{\text{X}} &= 661{,}7179 - 661{,}7181 \\ &= \mathbf{-0{,}0002} \text{ m} \end{aligned} \]
Analyse intermédiaire du chiffre :

Deux dixièmes de millimètre — et ce résidu ne vient d'aucune redondance. Il provient uniquement de l'arrondi des deux distances au millimètre avant leur réemploi. Avec les valeurs non arrondies, l'écart serait rigoureusement nul : les deux chemins sont algébriquement identiques.

  • Ordre de grandeur : 0,2 mm, soit l'ordre de grandeur exact de l'arrondi introduit
  • Impact sur la suite : ce calcul ne valide rien d'autre que les deux dernières lignes. Les trois contrôles suivants sont donc indispensables.
  • Cohérence : les deux distances viennent de la même équation. Mathématiquement, les deux rayonnements sont le même calcul écrit dans deux ordres différents.
  • Attention : si l'un des deux angles avait été mal mesuré de deux grades, les deux chemins concorderaient encore — sur un point faux de plusieurs mètres. C'est le point à retenir de cet exercice.
  • Comparaison : par rapport à la version précédente, qui annonçait une concordance parfaite, ses propres valeurs donnent 8,73 m d'écart entre les deux chemins — preuve que le calcul n'avait pas été fait.

Remarque pédagogique : Un contrôle qui ne peut pas échouer n'est pas un contrôle. Savoir le reconnaître vaut mieux que de le présenter comme une garantie.

Contrôle n° 1 : les distances recalculées depuis les coordonnées

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce qu'il repart des coordonnées livrées, arrondies au millimètre, et non des distances de la loi des sinus. Les deux chemins deviennent alors distincts.

\[ \begin{aligned} D_{\text{S1-P}} &= \sqrt{ 161{,}718^{2} + 225{,}178^{2} } \\ &= \sqrt{ 26152{,}7115 + 50705{,}1317 } \\ &= \sqrt{ 76857{,}8432 } \\ &= \mathbf{277{,}2325} \text{ m} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} \varepsilon_{\text{1}} &= 277{,}2325 - 277{,}2320 \\ &= \mathbf{+0{,}0005} \text{ m} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} D_{\text{S2-P}} &= \sqrt{ 88{,}282^{2} + 245{,}178^{2} } \\ &= \sqrt{ 7793{,}7115 + 60112{,}2517 } \\ &= \sqrt{ 67905{,}9632 } \\ &= \mathbf{260{,}5877} \text{ m} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} \varepsilon_{\text{2}} &= 260{,}5877 - 260{,}5880 \\ &= \mathbf{-0{,}0003} \text{ m} \end{aligned} \]
Contrôle n° 2 : l'angle au sommet restitué

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce qu'il vérifie que le point obtenu voit bien la base sous l'angle γ. Il n'emploie que les coordonnées — ni la loi des sinus, ni les distances.

\[ \begin{aligned} G_{\text{P-S1}} &= \arctan\left( \frac{500{,}000 - 661{,}718}{1000{,}000 - 1225{,}178} \right) + 200 \\ &= \mathbf{239{,}6501} \text{ gon} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} G_{\text{P-S2}} &= \arctan\left( \frac{750{,}000 - 661{,}718}{980{,}000 - 1225{,}178} \right) + 200 \\ &= \mathbf{177{,}9971} \text{ gon} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} G_{\text{P-S1}} - G_{\text{P-S2}} &= 239{,}6501 - 177{,}9971 \\ &= \mathbf{61{,}6530} \text{ gon} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} \varepsilon_{\gamma} &= 61{,}6530 - 61{,}6530 \\ &= \mathbf{0{,}0000} \text{ gon} \end{aligned} \]
Contrôle n° 3 : la constante de la loi des sinus

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce qu'il confronte les trois côtés du triangle aux trois angles, avec une seule valeur de référence.

\[ \begin{aligned} \frac{D_{\text{S1-S2}}}{\sin\gamma} &= \frac{250{,}799}{0{,}8240046} \\ &= \mathbf{304{,}3660} \text{ m} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} \frac{D_{\text{S1-P}}}{\sin\beta} &= \frac{277{,}232}{0{,}9108530} \\ &= \mathbf{304{,}3652} \text{ m} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} \frac{D_{\text{S2-P}}}{\sin\alpha} &= \frac{260{,}588}{0{,}8561661} \\ &= \mathbf{304{,}3662} \text{ m} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} \text{dispersion} &= 304{,}3662 - 304{,}3652 \\ &= \mathbf{0{,}0010} \text{ m} \end{aligned} \]
Analyse intermédiaire du chiffre :

Trois contrôles, trois écarts sous le millimètre. Le plus intéressant est le second : l'angle au sommet, jamais mesuré et calculé par différence, se retrouve exactement à partir des seules coordonnées du point.

  • Ordre de grandeur : 0,5 mm sur 277 m, soit deux millionièmes de la portée
  • Impact sur la suite : le calcul est cohérent de bout en bout. Cela ne dit toujours rien de la justesse des mesures — et rien ne le dira, faute de troisième visée.
  • Cohérence : la constante de la loi des sinus vaut 304,366 m : c'est le diamètre du cercle circonscrit au triangle. Les trois rapports coïncident à 1,0 mm près.
  • Attention : ces trois contrôles restent des contrôles de calcul. Ils sont largement supérieurs au double rayonnement, mais aucun ne détecterait un angle mal pointé sur le terrain.
  • Comparaison : par rapport aux normes, l'arrêté du 16 septembre 2003 exige que la méthode de contrôle soit au moins deux fois plus précise que celle du levé. Un contrôle de bureau satisfait cette condition par construction — mais il ne remplace pas un contrôle de terrain.

Remarque pédagogique : Ces trois contrôles sont réellement indépendants du chemin de calcul : ils repartent des coordonnées finales. C'est ce qui les distingue du double rayonnement.

Étape 5 : la sensibilité géométrique

Pourquoi fait-on ce calcul ? Parce que c'est la seule façon honnête de parler de la qualité d'une intersection quand aucun texte ne fixe de limite à la forme du triangle.

\[ \begin{aligned} \frac{1}{\sin\gamma} &= \frac{1}{0{,}8240046} \\ &= \mathbf{1{,}2136} \end{aligned} \]

Le déplacement du point pour un milligrade d'erreur. On prend la visée la plus longue, celle depuis la première station.

\[ \begin{aligned} e_{\text{P}} &= \frac{277{,}232 \times 0{,}0010 \times \dfrac{\pi}{200}}{0{,}8240046} \\ &= \frac{0{,}00435}{0{,}8240046} \\ &= \mathbf{0{,}00528} \text{ m} \end{aligned} \]
Analyse intermédiaire du chiffre :

5,3 mm par milligrade d'erreur angulaire. Le facteur de dilution ne vaut que 1,21 : la configuration est presque optimale. Avec un angle au sommet de 20 gon, le même milligrade déplacerait le point de 14 mm.

  • Ordre de grandeur : 4,35 mm de déplacement transversal, amplifiés à 5,28 mm par la forme du triangle
  • Impact sur la suite : pour tenir une classe [2 cm], il faudrait que l'erreur angulaire reste sous quatre milligrades environ — ordre de grandeur atteignable avec un tachéomètre courant et une double lecture.
  • Cohérence : le facteur minimal possible est 1, pour un angle au sommet de 100 gon. Nous en sommes à 1,21 : la géométrie coûte 21 % de précision.
  • Attention : ce facteur n'est pas une norme. Aucun texte du dossier ne fixe d'angle minimal ; c'est une propriété mathématique, à confronter à la tolérance du marché.
  • Comparaison : par rapport à une intersection très aplatie, à 10 gon au sommet, le facteur monterait à 6,39 : le même milligrade coûterait alors 2,8 cm.
2. Synthèse : la fiche de détermination

Voici le document remis. Il donne le point, mais aussi — et c'est aussi important — ce sur quoi il repose et ce qui n'a pas pu être contrôlé.

Élément Valeur Unité Origine
Station S1 500,000 / 1000,000 m point d'appui, donné
Station S2 750,000 / 980,000 m point d'appui, donné
Base S1-S2 105,0821 · 250,799 gon · m calculée sur les coordonnées
Angles mesurés α · β 65,4320 · 72,9150 gon observations de terrain
Angle au sommet γ 61,6530 gon déduit, non mesuré
Distances S1-P · S2-P 277,232 · 260,588 m calculées, non mesurées
Point P déterminé 661,718 / 1225,178 m résultat
Facteur de dilution 1,2136 géométrie du triangle
Redondance de mesure aucune deux observations, deux inconnues
Loi n° 95-115 modifiée, art. 53 et décret n° 2000-1276 modifié : les deux stations et le point déterminé sont exprimés en RGF93 / Lambert-93, ellipsoïde IAG GRS 1980. L'obligation de rattachement vise les travaux réalisés par l'État, les collectivités locales, les entreprises chargées d'une mission de service public, ou pour leur compte. En intersection, cette exigence est d'autant plus forte que la base — seule longueur du problème — sort directement des coordonnées des points d'appui.
Arrêté du 16 septembre 2003, art. 5 — classe de précision : avec \( n = 2 \) et \( k = 2{,}42 \), une classe [2 cm] contrôlée avec \( C = 2 \) donne un écart moyen admissible de 2,250 cm, une tolérance individuelle \( T = \mathbf{5{,}445} \) cm et un écart maximal de 8,168 cm. Un seul point étant déterminé, l'échantillon compte moins de cinq points : aucun dépassement n'est toléré. La sensibilité calculée — 5,3 mm par milligrade — montre que cette classe reste atteignable, à condition de soigner le pointé.
Ce qu'aucun texte du dossier ne fixe : la forme du triangle. Il n'existe, parmi les documents consultés, aucune valeur limite réglementaire pour l'angle au sommet d'une intersection. Le facteur \( 1/\sin\gamma \) est une propriété mathématique, calculée ici à 1,2136 : il doit être confronté à la tolérance du marché, et non invoqué comme une norme.
LECTURE DU RÉSULTAT

Le schéma ci-dessous illustre la dilution géométrique : à erreur angulaire égale, la position du point est d'autant plus incertaine que l'angle au sommet est aigu.

CAS DE CET EXERCICE γ = 61,6530 gon facteur 1,21 S1 S2 CAS RASANT γ = 10 gon facteur 6,39 S1 S2 γ = 62 → 1,21 · γ = 50 → 1,41 · γ = 30 → 2,20 · γ = 20 → 3,24 · γ = 10 → 6,39

Une lecture utile pour le terrain : à gauche, les deux visées se croisent franchement et l'intersection est nette. À droite, elles se rasent : le même écart de pointé fait glisser le point le long des deux droites presque confondues. C'est pourquoi le choix des stations se prépare avant de partir, et non une fois sur place.

RÉSULTAT FINAL
Écarts = 0,5 · 0,0000 · 1,0 mm · gon · mm
"Trois contrôles réels, et une chose dite clairement : sans troisième visée, aucune mesure n'est vérifiée !"
SCHÉMA BILAN — LE TRIANGLE D'INTERSECTION ENTIÈREMENT RÉSOLU
LA BASE, LES DEUX VISÉES ET LE POINT DÉTERMINÉ S1 S2 P base 250,799 m 277,232 m 260,588 m 65,4320 gon 72,9150 gon 61,6530 gon GISEMENTS CALCULÉS S1-S2 105,0821 gon S1-P 39,6501 gon S2-P 377,9971 gon aucune distance mesuree STATIONS RATTACHÉES S1 500,00 ; 1000,00 S2 750,00 ; 980,00 Lambert-93, en metre COORDONNÉES DE P X = 661,718 m Y = 1225,178 m CONTRÔLES constante des sinus 304,366 m a 1,0 mm, f = 1,2136
SYNTHÈSE DU BUREAU D'ÉTUDES

BILAN FINAL DE LA MISSION

Rapport de Fin de Mission

Checklist d'Auto-Évaluation

Avant de clore cet exercice, vérifiez que vous avez bien assimilé la démarche globale de conception :

La base entre les deux stations vaut 250,799 m pour un gisement de 105,0821 gon. L'angle au sommet se déduit de la somme des angles du triangle et vaut 61,6530 gon, d'où les deux gisements de visée. Le point inaccessible se place en (661,718 ; 1225,178), confirmé par un second calcul mené depuis l'autre station.

L'intersection détermine un point sur lequel aucun prisme ne peut être posé : rien n'y est mesuré, tout s'y déduit. La précision ne dépend alors pas du soin des visées mais de la géométrie du triangle — un angle au sommet trop fermé dégrade le résultat quelles que soient les précautions prises. Le second calcul, mené depuis l'autre station, est le seul contrôle disponible, et il tient à quelques millimètres.

Implantation par Intersection
Les Applications SpécifiquesÉtape 4 sur 22

Voir le parcours complet et reprendre où vous en êtes.

Échangez & progressez ensemble

Cet article vous a-t-il aidé ?

Votre retour nous aide à améliorer les corrigés.

Questions sur cet exercice

Bloqué sur une étape ? Posez votre question, la communauté répond.

Bloqué ? La communauté peut t'aider

Pose ta question sur cet exercice et obtiens une réponse d'autres étudiants et de l'équipe. La communauté est ouverte à tous les membres.

  • Pose tes questions sur les exercices
  • Entraide + réponses de l'équipe
  • Favoris & suivi de ta progression
  • Alertes emploi, stage & alternance BTP
165 membres8 questions résolues

Commentaires

Échanges des lecteurs et réponses de l'équipe — nouveaux commentaires publiés après validation.

Créez un compte pour laisser un commentaire.

Créer un compte

Ne vous arrêtez pas en si bon chemin

Continuez votre progression

Tout Les Applications Spécifiques

Un point pas clair dans cet exercice ?

Posez votre question à la communauté : étudiants, enseignants et professionnels du BTP répondent chaque jour.

Poser ma question →

Stage, alternance ou premier emploi ?

Des entreprises du BTP publient leurs offres directement sur la plateforme — postulez en un clic avec votre CV.

Voir les offres →
1 € LE PREMIER MOIS

Tous les corrigés, un seul abonnement

Les corrigés détaillés pas à pas, les documents joints, les outils de calcul et les quiz — 1 € le premier mois, puis 12,99 € par mois, résiliable en un clic.

Commencer pour 1 €