Quand l’orographe de Franz Schrader couchait les Pyrénées

26 janvier 2018

 

Franz Schrader, un jeune pyrénéiste, est à l’origine, avec ses amis du Club alpin français, d’une véritable révolution en matière de méthode et d’instrumentation pour le dessin des cartes topographiques.

Jean-Luc Arnaud

Aix-Marseille Univ, CNRS, Telemme, Aix-en-Provence.

La période, fin des années 1860, correspond à l’achèvement du relevé initial de la carte d’Etat-major. Jusque-là, en effet, les cartes sont produites essentiellement par les géographes militaires. Les levés nécessaires à l’établissement des informations topographiques sont réalisés à vue, directement sur le terrain. Géodésiens et topographes se partagent la tâche : les premiers calculent et mesurent, plus qu’ils ne dessinent ; les topographes effectuent leur travail à l’estime, et en rendent compte à travers des figurations graphiques.

Mais la carte d’Etat-major présente d’importants défauts de précision, comme le montrent les premiers travaux de révision, que l’on retrouve dans les rapports annuels du Service géographique de l’armée. Alors que les corrections devaient initialement porter sur les transformations provoquées par les activités humaines (extension de l’urbanisation, nouvelles voies de communication, défrichements), les agents chargés de ces révisions consacrent une part importante de leurs travaux à la reprise et au calage de la planimétrie initiale, au moins jusqu’à la fin de la première guerre mondiale.

Malgré le soin apporté à sa préparation, la carte d’Etat-major, gravée à l’échelle 1:80 000, se révèle très insuffisante dans les régions de montagne. Les alpinistes ne se satisfont pas de ces imprécisions, et souhaitent apporter leurs connaissances de la montagne pour améliorer leur figuration cartographique. Les membres du club alpin français – CAF -, qui ont besoin de cartes détaillées, effectuent des relevés complémentaires à ceux des officiers d’Etat-major dès la fin des années 1860.

Le principal protagoniste de cette histoire est Franz Schrader (1844-1924), pyrénéiste distingué. Le jeune Schrader, qui n’est alors ni cartographe, ni topographe, se rend compte que le travail à l’estime peut donner des résultats assez variables. De plus, il réalise qu’il est impossible de faire mieux que les officiers d’Etat-major en suivant les mêmes méthodes, sauf à y consacrer de trop longues durées [1]. Il est convaincu que l’amélioration des relevés est soumise au renouvellement des méthodes et de l’instrumentation. Fortement soutenu par un autre membre du CAF, l’officier du Génie Charles-Moyse Goulier, ingénieur polytechnicien, inventeur de plusieurs instruments de topographie et professeur à l’école d’application du Génie de Metz [2], Franz Schrader développe alors l’orographe, un instrument de tracé des panoramas dont le premier modèle est fabriqué en 1873.

Cet appareil trouve probablement son origine dans la règle à éclimètre mise au point par Goulier quelques années plus tôt. Cette règle, utilisée sur le terrain avec la planchette, est équipée d’une petite lunette montée sur un limbe gradué. Elle permet d’améliorer la visée de la règle et de mesurer la hauteur de l’angle vertical de chaque point. Elle permet d’effectuer des tours d’horizon en reportant directement sur la planchette l’azimut de chaque point visé sans qu’il soit nécessaire d’en mesurer l’angle. Par contre, l’opérateur doit relever l’angle vertical de chaque point avant de l’inscrire sur la ligne représentant l’azimut. Cette méthode est assez longue à mettre en œuvre et surtout, elle ne permet pas de relever tous les détails de la topographie.

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Tour d’horizon - Relevé à la règle à éclimètre
Depuis chaque station, l’opérateur trace les directions azimutales des stations environnantes et des autres points de repère remarquables. Chaque ligne rouge figure l’azimut d’un point, elle est complétée par le numéro attribué à ce point, par sa désignation et par l’angle de sa position par rapport à la ligne d’horizon. De manière générale, chaque tour d’horizon est complété par un carnet où chaque point visé est décrit par un croquis.
Tour d’horizon relevé depuis la station Arcali dans les Pyrénées espagnoles par Aymard de Saint-Saud, non daté [vers 1880], archives IGN dossier Prudent.

Avec l’orographe, Schrader imagine un instrument capable de transcrire de manière graphique les deux angles en même temps. Le principe de fonctionnement en est assez simple.

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L’orographe
Du grec oro (montagne) et graphein (écrire, dessiner).
Conservé à la galerie des instruments de l’IGN. Photo : Jean-Luc Arnaud.

L’opérateur vise les lignes du paysage avec la lunette qui est équipée d’un réticule en croix. Les mouvements de la lunette, rotation autour d’un axe vertical pour l’azimut et rotation autour d’un axe horizontal pour les hauteurs, sont transmis de manière mécanique à un traceur qui dessine sur un cercle de papier ou de calque, une sorte de table d’orientation miniature du panorama observé.

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Cercle orographique depuis le Cap Cerbère
L’orographe permet d’enregistrer chaque panorama sous la forme d’une table d’orientation miniature en réduisant au minimum les relevés et les reports des mesures. En fait, le cercle relevé depuis le cap Cerbère seulement, ne porte pas les angles verticaux des points visés.
Cercles orographiques dressés par Franz Schrader en août 1888 dans les Pyrénées espagnoles ; archives IGN dossier Prudent.
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Depuis le sommet de la Mare de Deu del Munt
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Depuis le pic Padern (Andorre)

Les dessins tracés à l’orographe sont bien plus que des images. Cet appareil ne constitue pas seulement une amélioration du moyen de relever les tours d’horizon, il permet aussi de procéder à une description complète du paysage, dont aucun point ne résulte d’une estime de l’opérateur. Ainsi, comme l’indique une note manuscrite de Schrader sur le cercle ci-dessus, « tous les points peuvent être mesurés car ils ont été relevés à l’orographe ». Le résultat obtenu est certes moins précis qu’avec la règle à éclimètre ; pour compenser ce défaut, Schrader multiplie les stations, et calcule ensuite la position de chaque point en effectuant des moyennes.

Pour son inventeur, le dessin à l’orographe n’est pas une fin en soi ; il ne constitue que la première étape d’un processus de mécanisation des relevés topographiques. Dans la conclusion d’une note publiée en 1885, Schrader imagine ainsi (sans toutefois en développer de prototype) un second instrument qui, à partir des cercles orographiques, permettrait de tracer la carte « par une simple opération graphique », sans passer par les variations d’une intervention humaine.

Laissant au cerveau son rôle nécessaire, qui est de comprendre et de choisir, j’ai voulu confier à des organes mécaniques le soin de traduire directement ce que percevait l’œil, de transformer en une trace durable ce qui avait une fois passé devant lui, de fixer ainsi les mouvements du terrain par des signes qu’ils inscriraient eux-mêmes, afin que, plus tard, par une simple opération graphique, chaque élément de la surface du sol vint reprendre sur la carte la situation et les formes que la nature avait non seulement dictées, mais écrites. » Franz Schrader, Note sur l’orographe et sur la méthode graphique de levers employée dans les Pyrénées, Paris, Georges Chamerot, 1885.

Ces quelques lignes résument bien la pensée de Schrader : l’orographe n’est pas un instrument supplémentaire à la disposition des topographes, c’est le premier résultat concret d’un projet de renouvellement des modes d’enregistrement de la connaissance topographique. C’est le point de départ d’une nouvelle chaîne de traitement de l’information.

En ce sens, l’orographe est en phase avec les multiples tentatives du Dépôt de la guerre pour anonymiser les travaux de terrain. Mais alors que les responsables du Dépôt tentent d’y parvenir, sans beaucoup de succès comme en témoigne la variété des résultats obtenus, en encadrant les travaux par la multiplication des instructions aux opérateurs sans en modifier les principes fondamentaux, Schrader propose une véritable révolution qui emploierait la mécanisation pour réduire la part de l’intervention humaine.

Mais les instructions successives émises par le Dépôt de la guerre ont pour but d’encadrer l’ensemble des relevés, quelle que soient les particularités topographiques du terrain ; pour sa part, dans la mesure où son emploi suppose de disposer de points de vue élevés qui offrent de larges panoramas sur le terrain, l’orographe est opératoire pour les régions de montagne seulement. Il ne serait d’aucune utilité en terrain plat à moins de le placer en station sur des hauteurs artificielles, ce qui ne semble pas avoir été envisagé.

Cette restriction du champ d’utilisation de l’orographe est peut-être à l’origine de l’absence d’intérêt de la part des militaires qui préfèrent multiplier les expériences d’exploitation de photographies, terrestres dans un premier temps, aériennes ensuite. Ainsi, malgré les encouragements d’officiers importants en ce qui concerne la production cartographique, comme en témoignent les multiples remerciements adressés par Schrader au colonel Prudent, responsable d’une carte au 1:500 000, au général Perrier, directeur du Service géographique de l’armée, et à Goulier, l’orographe ne parvient pas à franchir les portes du Service géographique de l’armée. On n’en trouve aucune trace, pas même au titre d’essais, dans les rapports de ce service.
(L’IGN conserve dans sa galerie des instruments un des rares exemplaires d’orographe mais on ignore quand et comment il y est entré. Par ailleurs, le dossier des cercles orographiques conservé à la cartothèque de l’IGN a été constitué une vingtaine d’année après leur relevés, dans le cadre de la préparation d’une carte des Pyrénées à grande échelle, à partir d’un dossier mis à la disposition du Service géographique de l’armée par le CAF. Léon Maury, « L’œuvre scientifique du club alpin français (1874-1922) », Club alpin français, Paris 1936, p. 312-324.)

Par ailleurs, Schrader n’est pas militaire et il est probable que l’Armée rencontre quelques réticences à engager une réforme de son mode de production sur la base d’une expertise civile. (À partir de 1877, Franz Schrader, qui est un cousin d’Élisée Reclus, est employé comme géographe par les éditions Hachette. La bibliographie des multiples atlas dont il a dirigé la publication dans ce cadre reste d’ailleurs à établir.)

Les travaux de Schrader sont cependant soutenus à partir de 1879 par le ministère de l’Instruction publique. Ils sont publiés à travers plusieurs cartes dont celle de Prudent à l’échelle 1:500 000 [3] mais aussi, avec plus de détails, par l’auteur lui-même. Sa publication la plus importante figure les Pyrénées centrales à l’échelle 1:100 000, elle ne compte pas moins de six feuilles (Club alpin français, 1885).

Schrader préfère procéder par report graphique que par calcul, cette orientation semble en relation étroite avec la manière dont les cercles orographiques sont exploités pour dresser les minutes des cartes. Pour les géodésiens, les tours d’horizon constituent seulement un moyen de repérer les azimuts visés par des renvois à une liste des valeurs angulaires correspondantes. Au contraire, le colonel Ferdinand Prudent, qui coordonne et exploite les travaux de Schrader et de deux autres topographes amateurs (le comte Aymard de Saut-Saud et Paul Edouard Wallon) pour dresser une nouvelle carte des Pyrénées espagnoles, reporte les azimuts donnés par les cercles orographiques directement sur la minute de la carte, par procédé graphique et sans effectuer le moindre calcul.

Cette méthode permet de faire l’économie du traitement de données chiffrées et des erreurs qu’il est susceptible de générer. Les manuscrits de Prudent, conservés à l’IGN, témoignent bien du processus mis en œuvre. Sur la base du canevas géodésique, il positionne les cercles orographiques directement sur la minute et il détermine la position des stations orographiques qui ne sont pas dans le canevas par recoupements. En ce sens, les relevés effectués à l’orographe ne sont pas sans lien avec les premières tentatives d’exploitation des photographies pour les relevés topographiques. Ce n’est pas un hasard si Aimé Laussedat, auteur des premières expériences en la matière, était aussi un proche de Goulier.

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Des cercles orographiques à la carte
Comme l’indiquent les multiples cercles tracés sur cette minute d’une carte des Pyrénées espagnoles, l’auteur a reporté directement les azimuts donnés par les cercles orographiques, sans effectuer le moindre calcul.
Extrait d’une feuille minute, intitulée Cap de Ceus, sans date. Selon Léon Maury (op. cit.), elle aurait été dressée par Ferdinand Prudent, archives IGN dossier Prudent.

Ainsi, malgré la mauvaise fortune de l’orographe, le projet de Schrader constitue les prémisses des travaux des restitutions topographiques conduits à partir de photographies terrestres, technique alors désignée métrotopographie. Elle prépare la stéréophotogrammétrie mise au point au tout début du XXe siècle, toujours avec des photographies terrestres, pour donner lieu une vingtaine d’année plus tard aux premières expériences de relevés topographiques sur la base de photographies aériennes. C’est au début des années 1930 seulement, soit soixante ans après la fabrication du premier orographe, que le projet de Schrader se réalise. Le Service géographique de l’armée décide alors de remplacer les levers de terrain initiaux par l’exploitation de photographies aériennes. Dès lors, les travaux des topographes sont cantonnés aux vérifications et aux compléments des zones cachées par le couvert nuageux.

↬ Jean-Luc Arnaud.

Pour en savoir plus…

Album introuvable
Conservé à la galerie des instruments de l’IGN.
Photos : Jean-Luc Arnaud

Conférence d’Hélène Saule-Sorbé sur Franz Schrader

En 1874, paraît une carte comme l’on n’en avait encore jamais vu : la Carte du Mont-Perdu et de la région calcaire des Pyrénées Centrales, au 1:40 000, levée, dressée et gravée par les soins d’un certain Franz Schrader. Elle frappe le cercle des initiés et des pyrénéistes par le naturel et la fidélité de restitution du relief.

(Conférence enregistrée le 18 octobre 2012 à l’auditorium de la Médiathèque André Labarrère, Pau.)