La Modernisation du système de référence altimétrique est un projet de Ressources naturelles Canada qui vise l'élaboration, la mise en œuvre et l'encouragement à utiliser au Canada un référentiel altimétrique basé sur la gravimétrie. En d'autres termes, il s'agit pour le Canada de l'élaboration d'un nouveau cadre de référence altimétrique par modélisation du géoïde plutôt que par nivellement géodésique. Il permettra la mesure de l'altitude par rapport à un référentiel altimétrique cohérent d'un bout à l'autre du pays au moyen du Global Positioning System (GPS) et des technologies émergentes des systèmes de géopositionnement satellitaires (GNSS, de l'anglais global navigation satellite system). Cette nouvelle approche permettra de réduire la dépendance à l'endroit des réseaux matérialisés par des repères altimétriques pour la détermination des altitudes. Elle réduira la nécessité de l'entretien physique des quelques 80 000 repères de nivellement, pour ne laisser à entretenir qu'environ 250 stations constituant le Système canadien de contrôle actif (CACS, de l'anglais Canadian Active Control System) et le Réseau de base canadien (RBC). Ces réseaux seront complétés par les Réseaux de grande précision (RGP) provinciaux.

Le projet comprend deux volets principaux

1. Planification et mise en œuvre stratégiques, et
2. Amélioration du modèle du géoïde.

Le volet Planification et mise en œuvre stratégiques est mené en collaboration avec les organismes provinciaux et territoriaux responsables de la géodésie.  Les activités dans le cadre de ce volet comprennent une consultation des intervenants, l'élaboration d'un plan de mise en œuvre et d'un plan de communication, la préparation de matériel didactique et la promotion du nouveau cadre de référence altimétrique par Internet et lors de conférences et d'ateliers.

Le volet Amélioration du modèle du géoïde est l'aspect technique du projet. Il comprend l'amélioration du modèle du géoïde et de son modèle d'erreur en fonction des théories les plus récentes, la collecte de nouvelles données gravimétriques (au sol et depuis l'espace) et de modèles numériques d'élévations, la validation du modèle du géoïde par l'exécution de levés GPS et de nivellement, et l'élaboration d'outils pour l'utilisation du nouveau référentiel altimétrique. Ce volet comprend en outre une contribution des établissements d'enseignement par l'entremise de projets de recherche financés par le Réseau GEOIDE de centres d'excellence et appuyés par Ressources naturelles Canada.

L'implantation du nouveau Système de référence altimétrique pour le Canada est maintenant prévue en 2013.

Même si le Système géodésique de référence altimétrique de 1928 (CGVD28) reste dans l'ensemble localement très précis, il ne fournit pas l'exactitude nécessaire de nos jours à l'échelle du pays. En outre, l'entretien et l'expansion par nivellement du réseau altimétrique sont coûteux, chronophages et laborieux. Une nouvelle compensation des réseaux de nivellement [JPEG, 221.7 ko, 1183 X 764, avis], similaire à celle menée dans le cadre du projet NAVD88, ne constituerait qu'une solution temporaire et, bien que plus exacte que le CGVD28, elle ne résoudrait aucunement les problèmes posés par la couverture restreinte et les coûts d'entretien de celui-ci.

D'autre part, la modélisation du géoïde constitue une solution de remplacement viable pour la modernisation du référentiel altimétrique au Canada. Le géoïde présente une surface stable dont la position peut être déterminée avec exactitude sur l'ensemble du territoire canadien. Il est défini par rapport à l'ellipsoïde de référence (ondulations du géoïde), ce qui le rend compatible avec les technologies du positionnement depuis l'espace (p. ex. GPS, altimétrie radar par satellites). L'altitude ellipsoïdale (h), telle que déterminée par les technologies des GNSS peut être convertie en altitude orthométrique (H), lorsque l'ondulation du géoïde (N) est connue : H = h - N

À l'adoption d'un référentiel altimétrique basé sur le géoïde, les repères de nivellement ne seront pas immédiatement abandonnés.  Chaque repère de nivellement se verra attribuer une nouvelle altitude établie par rapport au nouveau référentiel altimétrique. Ces altitudes seront déterminées d'après une nouvelle compensation des réseaux de nivellement de premier ordre avec contraintes en certaines stations du CACS et du RBC où l'altitude ellipsoïdale est connue avec une exactitude sub-centimétrique. En outre, l'adoption d'un nouveau référentiel altimétrique ne signifie pas que l'actuelle surface de référence s'évanouira soudainement. Le CGVD28 continuera à coexister avec le nouveau référentiel aussi longtemps que ce sera nécessaire, mais il disparaîtra éventuellement au fil des ans à mesure que les repères de nivellement seront détruits ou deviendront instables.

Initialement, il pourrait être nécessaire de convertir au nouveau référentiel altimétrique les données altimétriques existantes. Cependant, cette conversion pourrait ne pas être nécessaire selon l'exactitude des données existantes et le caractère plus ou moins urgent de la conversion de ces données au nouveau référentiel (comme mentionné ci-haut, le CGVD28 continuera à coexister avec le nouveau référentiel).  Il est toutefois important de signaler que la conversion des altitudes pourrait se faire tout simplement en ajoutant une constante si les jeux de données couvrent des régions géographiques relativement petites. La différence entre le CGVD28 et le nouveau référentiel altimétrique change lentement à l'échelle du pays, passant de -35 cm dans la région de Halifax à +75 cm dans la région de Banff (d'après des résultats préliminaires [JPEG, 227.7 ko, 1234 X 862, avis] ).  Ainsi, à court terme, le système altimétrique et les repères de nivellement actuels resteront inchangés, mais les organismes fédéraux, provinciaux et territoriaux responsables de la géodésie diffuseront également un nouveau modèle du géoïde et un nouveau jeux de cotes d'altitude par rapport au nouveau référentiel altimétriques pour les repères de nivellement. Le modèle du géoïde permettra la transformation directe des altitudes ellipsoïdales déterminées au moyen du GPS en altitudes orthométriques suivant un référentiel altimétrique cohérent partout au Canada.

L'incidence à long terme sera la disparition et la fiabilité des repères de nivellement existants d'un bout à l'autre du pays. Cela exigera que les intervenants installent leurs propres stations de contrôle altimétrique, ce qui peut se faire en installant et en entretenant de nouveaux repères de nivellement, par la méthode du nivellement au niveau à bulle, d'après les repères de nivellement existants avant qu'ils disparaissent. D'autre part, cela peut également se faire de manière plus efficace en installant à la volée de nouveaux repères de nivellement dans une région d'intérêt en exécutant des levés GPS par rapport aux stations du CACS, du RBC ou des RGP, ou encore en effectuant un Positionnement ponctuel précis (PPP)  par GPS.  Le levé altimétrique local peut être repris par GPS ou par la méthode du nivellement au niveau à bulle.

Pour plus d'information, veuillez communiquer avec notre bureau ou avec votre organisme provincial.

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On peut en apprendre davantage sur le concept fondamental du géoïde à la page Web intitulée La géodésie.