Cartographier le terrain avec des vues de profil
Les premières cartes représentaient le terrain sous forme de dessins de collines et de montagnes. C’est une méthode utile car elle est facile à comprendre pour les gens. Mais c’est aussi une méthode qui a ses limites et ne permet pas de représenter les formes du terrain avec beaucoup de précision. Dans cette première activité, vos étudiants construiront des montagnes en pâte à modeler et en dessineront des vues de profil.
Modéliser des montagnes avec de la pâte à modeler
Vos étudiants créeront chacun une montagne en pâte à modeler qu’ils cartographieront tout au long de ce didacticiel.
- Rassemblez tout le matériel énuméré dans la section Exigences.
- Ouvrez la carte Web Histoire de la cartographie du terrain et connectez-la à un projecteur ou à un autre écran que tous vos étudiants peuvent voir.
- Donnez à chaque étudiant un morceau de papier épais (carton) et un crayon.
- Demandez-leur d’écrire Cartographie de l’altitude ainsi que leur nom et la date au sommet de leur papier.
Les étudiants peuvent orienter la page au choix verticalement ou horizontalement.
- Donnez à chaque étudiant de la pâte à modeler et demandez-leur de faire une montagne avec cette pâte sur leur morceau de papier.
La montagne doit être centrée sur la page. Encouragez les étudiants à réaliser la montagne la plus réaliste possible. Ils prendront le plus de plaisir à réaliser ce projet si leur montagne présente des formes variées :
- Pentes graduelles et falaises.
- Plusieurs pics de différentes hauteurs.
- Des pics de formes différentes, pas tous des cônes parfaits.
Les étudiants peuvent ajouter une grotte à leur montagne, mais prévenez-les qu’elle leur posera des problèmes plus tard.
- Pendant que les étudiants travaillent, créez votre propre montagne sur un morceau de papier sous le projecteur de documents.
Pendant qu’ils travaillent, vous leur poserez quelques questions.
- Demandez-leur s’ils savent ce que signifie le mot topographie.
La topographie est la surface bosselée et inégale de la planète Terre. La Terre n’est pas lisse ; elle présente de nombreux reliefs différents tels que des collines, des montagnes et des vallées.
- Pouvez-vous citer d’autres types de reliefs ?
Voici quelques exemples de reliefs : le canyon, la fosse, le pic, le canal, la plaine, la pente, le col de montagne, la crête, la falaise, la mesa, le cratère, le fjord, le ravin et le plateau.
Tous ces reliefs forment le terrain de la planète Terre.
Remarque :
En fait, le mot topographie ne se limite pas aux reliefs. Il englobe également des entités naturelles telles que les rivières et les forêts, et des entités culturelles telles que les villes et les routes - toutes les choses que l’on trouve sur une carte topographique. Mais le mot est souvent utilisé dans un sens plus étroit pour désigner uniquement le terrain.
- Comment est le terrain là où vous habitez ? Est-il montagneux ou plat ?
- Selon vous, comment les premiers cartographes ont-ils décidé de dessiner le terrain ?
Explorer une carte historique avec des montagnes dessinées de profil
Vos étudiants examineront ensuite une carte qui représente le terrain avec des dessins de profil des collines et des montagnes.
- Changez la vue de votre projecteur de document pour montrer la carte Web Histoire de la cartographie du terrain.
Cette carte a été réalisée par Joan Blaeu en 1665.
- Demandez aux étudiants s’ils peuvent deviner quel endroit dans le monde cette carte représente. Effectuez un zoom arrière jusqu’à ce qu’ils devinent ou jusqu’à ce que des étiquettes s’affichent.
Cette carte représente une partie de la Suisse.
Remarque :
La carte semble déformée parce qu’elle a été géoréférencée sur une carte contemporaine. Pour voir la carte originale et en savoir plus, rendez-vous sur la collection de cartes de David Rumsey.
- Dans la barre d’outils Contents (Contenu) (foncée), en bas, cliquez sur le bouton Expand (Développer).
- Cliquez sur Bookmarks (Géosignets) et sélectionnez Lac de Neuchâtel pour revenir à la vue d’origine.
Vous poserez à vos étudiants quelques questions supplémentaires sur cette carte.
- Pourquoi pensez-vous que le cartographe a dessiné des collines de cette façon ?
Dans les années 1600, il n’y avait aucun moyen de voler ou d’avoir une vue aérienne du terrain.
- Où pensez-vous que les cartographes se trouvaient lorsqu’ils ont dessiné ces collines ?
Vos étudiants penseront peut-être qu’ils se trouvaient sur une autre montagne ou une tour.
- Pensez-vous que ces collines sont fidèles à la réalité ? Pourquoi ? Pourquoi pas ?
- Avez-vous déjà vu des montagnes dessinées de cette façon sur d’autres cartes, y compris des cartes modernes ?
Les dessins de collines et de montagnes sont souvent utilisés dans les cartes panoramiques.
Voici un exemple de carte panoramique de la Suisse destinée aux touristes. Les reliefs ont été dessinés par Eduard Imhof, un célèbre cartographe suisse.
- Pourquoi pensez-vous que les vues de profil des montagnes se retrouvent encore souvent sur les cartes touristiques ?
Elles ne sont pas aussi précises, mais elles sont attrayantes et excitent l’imagination.
Lorsqu’ils sont bien réalisés, les dessins de reliefs créent une vue intuitive d’un paysage et peuvent aider les néophytes à s’orienter à l’aide de points de repère visuels.
Dessiner des montagnes avec des vues de profil
Vous allez maintenant demander aux étudiants de cartographier leurs montagnes en pâte à modeler en dessinant des vues de profil.
- Demandez aux étudiants de se mettre à hauteur des yeux face à leurs montagnes et de dessiner une vue de profil sur leur carton.
Pendant qu’ils dessinent, vous animerez la discussion sur les cartes qu’ils viennent de voir.
- Quelle a été la première technologie développée par l’homme qui lui a permis de s’élever plus haut qu’une montagne, dans les airs ?
La montgolfière, inventée en 1783.
- Comment à votre avis cette invention a-t-elle pu révolutionner la cartographie ?
Les cartographes peuvent désormais avoir une vue aérienne de la terre.
- Comment représenteriez-vous une colline ou une montagne si vous la regardiez droit en bas ?
Les étudiants auront plus de difficultés à répondre à cette question. Dans les étapes suivantes, vous leur montrerez une méthode que les cartographes ont utilisée.
Cartographier le terrain avec des hachures
Même après l’invention de la montgolfière, les cartographes n’avaient toujours pas de moyen fiable pour observer les montagnes d’en haut. Mais ils ont trouvé des moyens de cartographier le terrain comme s’ils pouvaient le faire. Pendant longtemps, la méthode la plus populaire était les hachures. Vos étudiants vont dessiner des hachures sur leurs montagnes en pâte à modeler et reproduiront ces marques sur le papier pour faire une carte de leur montagne.
Explorer une carte historique ayant des hachures
Vos étudiants retourneront en Suisse et exploreront le même paysage dessiné avec des hachures au lieu de lignes de relief.
- Si nécessaire, ouvrez la carte web Histoire de la cartographie du terrain.
- Dans la barre d'outils Contents (Contenu) (sombre), cliquez sur Layers (Couches) pour ouvrir la fenêtre Layers (Couches).
- Dans la fenêtre Layers (Couches), placez le pointeur de la souris sur la couche Mayr’s Alpenkarte. Cliquez sur Show layer (Afficher une couche) pour activer la couche.
Une nouvelle carte s’affiche.
Il s’agit d’une portion d’une carte réalisée par Adolf Stieler en 1872. Pour en savoir plus, rendez-vous sur la collection de cartes de David Rumsey.
- Comment décririez-vous les marques sur les flancs des collines ?
On dirait des lignes, des ombres ou des rayures. Ces marques sont appelées hachures.
- Demandez si quelqu’un peut venir à l’écran pour désigner le sommet d’une colline ou d’une montagne.
Certains des sommets des montagnes portent un symbole triangulaire avec un nombre. C’est la hauteur de la montagne. Jadis, les cartographes ne faisaient que dessiner les formes du terrain. Ils mesurent désormais les hauteurs des montagnes et tentent de les représenter avec précision sur leurs cartes. Ils cartographient l’altitude, les hauteurs des reliefs.
Cartographier les montagnes avec des hachures
Vos étudiants vont dessiner des hachures directement sur leurs montagnes en pâte à modeler et dessineront une carte dans ce style.
- Demandez à vos étudiants d’utiliser leurs crayons n° 2 pour griffonner des hachures sur les flancs de leurs montagnes en pâte à modeler.
- Lorsqu’ils ont fini de marquer la pâte à modeler, demandez aux étudiants de se tenir au-dessus de leurs montagnes en regardant directement les sommets. Demandez-leur de dessiner ce qu’ils voient, les hachures et le reste.
- Demandez aux étudiants s’ils trouvent des avantages à cartographier les montagnes avec des hachures plutôt qu’avec des vues de profil.
Avec les hachures, il est possible de cartographier tous les côtés de la montagne, au lieu d’un seul. Les dessins de hautes montagnes ne cachent pas d’autres choses qui se trouveraient derrière elles sur la carte.
- Demandez aux étudiants de répondre aux questions suivantes en levant la main :
- Qui pense que les hachures sont le meilleur moyen de cartographier le terrain ?
- Qui pense qu’il doit exister un moyen encore meilleur de cartographier le terrain ?
- Demandez à quelques-uns des étudiants de décrire leur idée d’une meilleure technique de cartographie du terrain.
Certains étudiants décriront peut-être des cartes d’isolignes qu’ils ont vues. D’autres décriront peut-être l’imagerie acquise par satellite ou par avion. Vos étudiants vont maintenant cartographier leurs montagnes à l’aide d’isolignes.
Cartographier le terrain avec des isolignes
Les hachures ont été utilisées sur les cartes pendant longtemps, mais elles se font rares sur les cartes modernes. Cette méthode de cartographie du terrain a été remplacée par les isolignes. Vos étudiants utiliseront ensuite les isolignes pour cartographier leurs montagnes en pâte à modeler.
Explorer une carte historique ayant des courbes de niveau
Vous ferez découvrir à vos étudiants une autre carte historique de la Suisse.
- Si nécessaire, ouvrez la carte web Histoire de la cartographie du terrain.
- Dans la barre d’outils (foncée) Contents (Contenu), pour Switzerland (Suisse), cliquez sur Show layer (Afficher une couche) pour l’activer. Pour les couches Mayr's Alpenkarte et Das Wiflispvrgergow, cliquez sur Hide layer (Masquer la couche) pour les désactiver.
Cette carte a été réalisée par John Bartholomew en 1922. Pour en savoir plus, rendez-vous sur la collection de cartes de David Rumsey.
- Effectuez un déplacement et un zoom sur la carte pour l’explorer avec vos étudiants.
- Avez-vous déjà vu une carte comme celle-ci ? Si oui, où ?
- Que signifient les lignes entre les couleurs ?
Il s’agit d’isolignes (ou courbes de niveau). Elles marquent des zones d’altitude égale.
- Faites un zoom sur le géosignet Bern (Berne) et demandez aux étudiants s’ils peuvent montrer le sommet d’une colline ou d’une montagne.
Sur les cartes d’isolignes, elles sont représentées par des cercles fermés.
- Que signifient les couleurs entre les isolignes ?
Les couleurs vous aident à savoir sur quel niveau d’altitude vous vous trouvez, sans devoir compter les isolignes.
- Faites un zoom sur le géosignet Legend (Légende).
Les couleurs vertes sont pour les terrains de basse altitude et les couleurs marron pour les terrains plus élevés.
- Les couleurs de la carte correspondent-elles aux couleurs sur la Terre ?
Pas toujours. Les couleurs sont sensées permettre de voir plus facilement les changements d’altitude.
- Appliquez un zoom sur le géosignet Matterhorn (Cervin). Certains endroits sur la carte sont blancs. Comment cela se fait-il ?
- Dans la fenêtre Content (Contenu), pour Switzerland (Suisse), cliquez sur Hide layer (Masquer la couche) pour la désactiver et révéler l’imagerie satellite en dessous.
La zone blanche représente la neige et la glace qui se trouvent au sommet des montagnes.
- Pour Switzerland (Suisse), cliquez sur la couche Show layer (Afficher la couche) pour l’activer à nouveau.
Cartographier l’altitude avec des isolignes
Ensuite, vos étudiants couperont leurs montagnes en pâte à modeler et traceront les sections pour faire une carte d’isolignes. Vous leur montrerez d’abord le processus. Vous pouvez regarder cette vidéo pour assister à une démonstration des étapes de cette partie de la leçon.
Conseil :
Laissez d’abord vos étudiants vous regarder travailler sans leur expliquer le processus. En regardant, ils finiront par anticiper l’étape suivante. Au bout d’un moment, ils s’écrieront probablement « J’ai compris ! ».
- Rassemblez vos étudiants autour de votre bureau ou de votre table pour qu’ils puissent tous voir ce que vous faites.
- Utilisez une règle pour mesurer et marquer une distance de 1 cm au-dessus de la base de votre montagne en pâte à modeler.
Conseil :
De nombreuses règles ont une extrémité arrondie et un espace vide avant le début des marques de mesure. Tâchez de trouver des règles à bout carré qui commencent à 0.
- Utilisez une ficelle pour découper votre montagne au niveau de la marque de 1 cm.
Remarque :
Vous pouvez utiliser n’importe quel intervalle. Si chaque étudiant a entre 113 et 227 g (entre 4 et 8 oz) de pâte à modeler, un intervalle d’un centimètre est parfait.
- Mettez de côté le sommet de la montagne et utilisez un crayon pour tracer la base de votre montagne en pâte à modeler.
- Utilisez une règle rigide pour gratter et retirer la partie inférieure de la montagne du papier.
- Replacez la partie supérieure de la montagne sur le papier et tracez-la.
- Mesurez 1 cm à partir de la base de la pâte à modeler et répétez le processus.
- Demandez à vos étudiants de retourner à leur bureau avec une règle et un bout de ficelle. Invitez-les à cartographier leurs propres montagnes de cette façon.
Ils doivent continuer à couper et à tracer des sections jusqu’à ce qu’il ne reste rien de leur montagne en pâte à modeler.
Conseil :
Encouragez vos étudiants à travailler en binôme pour s’entraider à découper leurs montagnes. Il est plus facile de les sectionner lorsque quelqu’un d’autre tient le haut. Sinon, les montagnes risquent d’être aplaties.
- Lorsque les étudiants ont fini de tracer leurs montagnes, demandez-leur d’étiqueter chaque anneau de contour avec son altitude (par exemple, 0 cm, 1 cm, 2 cm, et ainsi de suite).
Ensuite, les étudiants vont colorier leurs cartes d’isolignes.
- Demandez à vos étudiants de colorier leurs cartes en utilisant une progression de couleurs (un dégradé de couleurs) qui représente les altitudes basses à élevées.
Conseil :
Le papier sera peut-être devenu gommeux à cause de la pâte à modeler. Les crayons de couleur sont plus efficaces pour colorier le papier gommeux. Si vous n’avez pas de crayons de couleur, vous pouvez passer à l’étape suivante. Vous pouvez également dire à vos étudiants que toutes les cartes d’isolignes n’utilisent pas la couleur. Granville sheet est un exemple de carte d’isolignes uniquement constituée de lignes.
Un dégradé de couleurs pour l’altitude vise parfois à imiter le paysage. Sur la carte de la Suisse, les altitudes inférieures étaient vertes et les altitudes élevées étaient marron. Si vous deviez cartographier des montagnes dans un désert, utiliseriez-vous le même schéma de couleurs ?
Non. Si vous faisiez une carte qui représente les basses terres d’un désert en vert, ce serait trompeur.
Un dégradé de couleurs peut être monochromatique, auquel cas il n’utilise que des nuances d’une couleur. Dans Altitude de New York, 1895, la carte en haut à droite est un exemple de dégradé de couleurs monochromatique utilisé pour l’altitude.
Les dégradés de couleurs pour l’altitude sont plus souvent multicolores. Shikotsu, Toya et environs utilise un dégradé de couleurs similaire à celui utilisé dans la carte de la Suisse. Canada - Colombie-Britannique et provinces des Prairies utilise une plage plus large de couleurs, y compris des bleus pour la cartographie des profondeurs océaniques.
Conseil :
Selon l’état du papier, vous pouvez demander à vos étudiants de colorier leurs cartes et de faire une légende, au lieu d’ajouter des étiquettes.
Vos étudiants ont désormais trois cartes différentes de leur montagne : une vue de profil, une carte de hachures et une carte d’isolignes.
Les étudiants peuvent également colorier leur carte de profil pour qu’elle corresponde à leur carte d’isolignes. Qu’est-ce qui est évident ?
Réflexion
Après un nettoyage, terminez la classe par une discussion sur l’activité. Si le temps manque pour cette discussion, faites-la lors du prochain cours.
- À quoi ressemblaient vos isolignes en présence d’une pente raide ou d’une falaise ?
Les isolignes sont resserrées.
- À quoi ressemblaient vos isolignes en présence d’une pente douce ?
Les isolignes sont plus écartées.
- Quelqu’un avait-il une grotte ou une autre caractéristique particulière ? Comment cela a-t-il affecté les lignes de votre carte d’isolignes ?
- Quelqu’un avait-il une dépression dans sa montagne ? Par exemple, dans le cas d’un lac ou du cratère d’un volcan.
Une dépression peut être difficile à dessiner sur une carte d’isolignes, car elle sera un cercle fermé, tout comme un sommet de montagne. Les étiquettes et les couleurs permettent de bien faire comprendre qu’il s’agit d’altitudes plus basses, et non plus élevées.
Sur les cartes sans coloriage, les contours des dépressions sont dessinés avec un symbole de ligne hachurée pour aider les lecteurs de la carte à les reconnaître. L’image ci-dessous montre des isolignes de dépression sur la carte d’un étudiant et sur la carte d’un cône de cendres de la collection de cartes de David Rumsey.
- Il est impossible de découper une vraie montagne. Comment pensez-vous que les cartographes ont conçu le système de cartes d’isolignes ?
Ils devaient mesurer l’altitude en différents points du sol. Puis, ils reliaient sur leur carte les points de même valeur pour tracer des isolignes.
Dans cette activité, vous apprenez à tracer des isolignes à partir de points d’altitude : Connectez les points.
Interpréter les cartes d’isolignes (en option)
Maintenant que vos étudiants ont cartographié le terrain de trois manières différentes, la lecture de cartes ne devrait plus avoir de secrets pour eux. Vous pouvez utiliser cette activité facultative dans la leçon suivante pour évaluer la compréhension de vos étudiants des cartes d’isolignes.
Étiqueter les reliefs sur les cartes topographiques
Vous fournirez à vos étudiants des cartes topographiques et leur demanderez d’étiqueter les reliefs.
- Réunissez des cartes topographiques imprimées avec des isolignes. Si vous n’en trouvez pas, vous pouvez utiliser les cartes de l’Atlas of Landforms de la collection de cartes de David Rumsey.
- Posez les cartes topographiques sur des tables à travers la classe.
- Donnez à chaque élève plusieurs Post-it.
Conseil :
Si les Post-it sont trop grands, coupez-les en bandes plus petites.
- Demandez aux étudiants d’étiqueter chaque bande avec le nom d’une forme de relief, par exemple, pic, vallée, ruisseau, falaise, plateau, pente douce, etc.
Demandez-leur de dessiner une flèche sur chaque bande de manière à la faire pointer vers le relief qu’elle étiquette.
- Les étudiants doivent en plus écrire leur nom au dos de chaque bande adhésive.
- Demandez aux étudiants de se promener et de coller leurs étiquettes sur les reliefs correspondants sur les cartes.
- Faites le tour et cherchez les reliefs mal étiquetés.
Lorsque vous en trouvez un, regardez au dos du Post-it. Faites venir cet élève, donnez-lui un indice et demandez-lui de recommencer.
Dans cette activité, les étudiants reçoivent un retour d’information non seulement de votre part, mais aussi en s’observant les uns les autres.
Dans ce didacticiel, vos étudiants ont appris les trois étapes dans l’évolution de la cartographie du terrain. Après les cartes d’isolignes, une autre technique a été développée, appelée l’ombrage. Un cartographe qui recourt à la technique de l’ombrage dessine une vue du terrain d’en haut, telle qu’elle pourrait apparaître avec le soleil qui l’éclaire sous un certain angle. Certains versants des montagnes sont éclairés, d’autres sont dans l’ombre.
Vous pouvez voir un exemple d’ombrage sur cette carte du parc national des montagnes Rocheuses aux États-Unis.
Si certains de vos étudiants terminent leur activité plus tôt ou s’ils veulent en savoir plus, ils peuvent regarder cette vidéo de la cartographe Sarah Bell dans laquelle elle explique comment elle dessine l’ombrage en couleur.
De nos jours, les isolignes et l’ombrage peuvent être créés automatiquement à l’aide de logiciels numériques tels que ArcGIS Pro, à condition de disposer de données pour les mesures d'altitude. Mais la cartographie du terrain à la main donne à vos étudiants une perception claire de la façon d’interpréter le terrain sur n’importe quelle carte.
Le terrain est un élément d’un fond de carte, qui est la première couche d’un SIG. Trouver et explorer des cartes dans ArcGIS Online est à la fois une courte vidéo et une activité que vous ou vos étudiants pouvez utiliser pour explorer les fonds de cartes dans un SIG.
Vous trouverez d’autres didacticiels dans la bibliothèque des didacticiels.
