Les référentiels géodésiques constituent l’épine dorsale de tous les services de géo-référencement, ainsi que des observations les plus critiques de la Terre, telles que la hauteur du niveau de la mer et la surveillance des volcans ou des tremblements de terre. Celles-ci nécessitent une incertitude de 1 mm du repère géodésique de référence, ce qui est nettement inférieur à la capacité actuelle de 5 à 8 mm.
Objectif
Améliorer la chaîne complexe de traçabilité en métrologie de longueurs géodésiques
Résumé et résultats
Les repères de référence sont dérivés d'observations spatio-géodésiques globales pour lesquelles la chaîne de traçabilité est très complexe. La métrologie dimensionnelle moderne à grande échelle permet de s’attaquer à deux des points les plus critiques :
- les références de haute précision liées à la Terre pour la vérification de l’interférométrie en très longue base (VLBI), la télémétrie laser par satellite (SLR) ou les systèmes de navigation globale par satellite (GNSS),
- le lien géométrique des observations géodésiques spatiales co-localisées.
Cela nécessite une instrumentation de terrain innovante pour des mesures extérieures étendues ainsi qu'une amélioration des stratégies de mesure et d'analyse.
L'ITRF (International Terrestrial Reference Frame) est une combinaison de plusieurs services de l'Association internationale de géodésie (IAG), utilisant des réseaux mondiaux d'observatoires. En pratique, l'ITRF définit l'échelle des mesures globales, assure la traçabilité jusqu'à la définition SI du mètre et, par conséquent, la comparabilité à long terme des données. Une résolution récente de l'Assemblée générale des Nations Unies (AG) a souligné l‘importance sociétale de l'ITRF. De nombreuses applications de haut niveau nécessitent une amélioration substantielle de sa précision.
Le projet avait pour objectif de développer de nouvelles approches et technologies de mesure pour la métrologie dimensionnelle et pour la prise en compte spécifique de la température de l’air et des gradients de température pour ces mesures.
Le LCM a développé un télémètre à modulation à deux longueurs d’onde, et des sondes de température basées sur la thermométrie acoustique ou spectroscopique développées par ailleurs lui ont été associées. D’autres techniques basées sur l'interférométrie absolue et la compensation d’indice par dispersion ont également été développées.
Les incertitudes ont été évaluées par un bilan d’incertitude et validées par deux campagnes de mesures : une comparaison avec un banc interférométrique jusqu’à 100 m et une comparaison par télémétrie satellite jusqu’à 6,4 km. La compensation d’indice de réfraction de l’air a été démontrée sur plusieurs jours.
Pour promouvoir le transfert de technologie, des collaborations étroites avec les fabricants européens de dispositifs de précision géodésique ont été établies.
Impacts scientifiques et industriels
Les nouvelles méthodes pour établir des références à faible incertitude traçables au SI pour la vérification du SLR (Satellite Laser Ranging) doivent soutenir le développement de la prochaine génération de stations SLR à deux longueurs d’onde, le SLR étant primordial pour déterminer l'origine de l'ITRF.
Les fabricants d'instruments d'arpentage ainsi que les géomètres de haut niveau, les grandes entreprises d'arpentage et les organismes européens de métrologie légale bénéficieront du deuxième grand résultat du projet : le nouveau réseau européen de référence pour les grandes distances (mesures de 5 km).
Partenaires
FGI-GG (Finlande)
GUM (Pologne)
INRIM (Italie)
MIKES (Finlande)
NPL (Royaume-Uni)
PTB (Allemagne)
RISE (Suède)
Bundesamt für Kartographie und Geodasie (Allemagne)
CNRS (France)
Frankfurt University of Applied Sciences (Allemagne)
Institut national de l’information géographique et forestière (France)
National Scientific Centre Institute of Metrology (Ukraine)
Observatoire de la Côte d'Azur (France)
Politechnika Warszawska (Pologne)
Universitat Politècnica de València (Espagne)