La photogrammétrie : un tournant dans l’histoire de la mensuration suisse

Les cartes officielles datant du XIXe et du début XXe siècle possèdent un charme particulier. On peut en effet partir du principe que chaque information qu’elles contiennent a été relevée directement sur le terrain. Qu’il s’agisse de bâtiments, de cours d’eau, de rues ou de lisières de forêt : de petites équipes de mensuration composées d’un topographe et d’un à deux assistants les relevaient sur papier à partir de ce qu’elles voyaient depuis leur propre point d’observation.

Vers la fin du XIXe siècle, il s’avère de plus en plus évident qu’une technologie révolutionnaire pourrait changer radicalement le travail de mensuration. Au lieu de prélever le relief point par point lors du travail de terrain, les équipes de mensuration pourraient photographier la zone à cartographier et analyser ensuite les clichés au bureau. Les topographes mesureraient alors non pas le paysage lui-même, mais des photos de celui-ci.

Cette discipline de mesure sur image nommée généralement photogrammétrie en était encore à ses débuts. C’est dans les années 1890 que des premiers essais d’application de la méthode furent réalisés en Suisse. En 1893, le géomètre cantonal Emil Röthlisberger réalisa des photographies métriques d’une paroi rocheuse, près de Sigriswil dans l’Oberland bernois. Entre 1892 et 1896, Max Rosenmund, un ingénieur du Service topographique, procéda à des tests dans les Hautes Alpes. Ces levés expérimentaux reposaient sur des prises de vue terrestres, c’est-à-dire sur des clichés métriques pris depuis le sol. Les essais fournirent certes des résultats très précis mais les coûts de la nouvelle méthode restaient encore trop élevés pour introduire la photogrammétrie à grande échelle.

Deux décennies après les premiers essais de photogrammétrie, le Service topographique se tourna à nouveau vers cette technologie innovante. Au lieu de réaliser des photographies métriques depuis le sol, le Service eut recours à des prises de vue aériennes : en 1913, le Département militaire fédéral chargea August Kammerer, un pionnier autrichien de la photogrammétrie aérienne, de cartographier le Belpberg près de Berne. Un ballon captif de la troupe d’aérostiers fut utilisé pour cette mission. À cette époque, les ballons se prêtaient mieux à ce type de travail que les premiers avions, car ils flottaient dans le ciel de manière bien plus régulière et stable.

Du 26 au 29 juillet 1913, Kammerer photographia le Belpberg et ses environs mais la qualité des photos aériennes était insuffisante. L’ingénieur s’adonna à une auto-critique, constatant que « son manque d’entraînement dans le ballon captif vacillant et certains défauts de l’appareil avaient occasionné des voilages des plaques [photographiques] ». Les premières prises de vue aériennes de la Suisse devant être utilisées à des fins cartographiques ne convenaient donc pas comme base pour les cartes. S’ils avaient été riches d’enseignements, les essais de 1913 n’en restaient pas moins un échec.

La Première Guerre mondiale (1914–1918) joua un rôle d’accélérateur pour la photogrammétrie. Bien que la Suisse ne fût pas impliquée dans les combats, cette technologie innovante se déploya pour la première fois à grande échelle face à la menace. À partir de 1915, des topographes utilisèrent des photographies métriques créées depuis le sol dans la région du Gothard. Celles-ci permirent d’accélerer la production des cartes des fortifications, servant au calcul des trajectoires de tir d’artillerie en montagne. Les prises de vue terrestres furent ensuite utilisées pour différents projets de cartographie jusqu’à ce que les photographies aériennes les supplantent entièrement à la fin des années 1940. Ces fascinantes photographies prises depuis le sol présentaient toutefois un inconvénient de taille : elles n’étaient utiles qu’en montagne, où la vue d’une extrémité à l’autre de la vallée laissait apparaître les spécificités du terrain. Sur les reliefs plus plats, elles ne dévoilaient que peu de choses.

La Première Guerre mondiale accéléra également le développement de la production de photos aériennes. D’une part, la construction aéronautique devint un élément central de la politique d’armement des États belligérants et connut d’immenses progrès. D’autre part, différents constructeurs européens, tels que l’entreprise Zeiss à Jena, spécialisée dans les instruments d’optique, développèrent des chambres de prise de vue aérienne de plus en plus sophistiquées. La vue depuis le ciel présentait des avantages sur le champ de bataille, raison pour laquelle la photographie aérienne servit aussi de moyen de reconnaissance militaire.

L’armée suisse créa ses propres Forces aériennes, quelques jours seulement après que la guerre éclate. Pendant la Première Guerre mondiale, la Confédération déploya tout d’abord des observateurs qui, pendant leurs vols, étudiaient le terrain – en particulier les régions proches des frontirèes – puis rendaient compte de leurs observations. Mais souvent les comptes rendus se contredisaient, ou les observateurs faisaient des « signalements de choses qu’ils avaient vues mais ne pouvaient définir », comme le releva Jakob Denzler, un des pionniers de la photographie aérienne du Service topographique en 1929.

Les observateurs disposaient donc de peu de temps pendant les vols et devaient vite interpréter ce qu’ils avaient aperçu. En Suisse comme dans les États belligérants, les photos aériennes constituaient un remède à ce problème. Selon J. Denzler, la photographie présentait l’avantage de « ne montrer que ce qui existait réellement et de relever tout de manière plus objective que ne le faisait l’observateur ». En outre, les prises de vue aériennes permettaient d’effectuer l’analyse au bureau plutôt que pendant le vol, ce qui réduisait la pression temporelle lors de l’interprétation des observations.

Malgré l’évolution fulgurante de l’aviation et des caméras aériennes, rien ne permettait d’affirmer au début des années 1920 que la photogrammétrie allait s’imposer en Suisse. La question de savoir s’il était possible, avec cette méthode, de relever les reliefs du pays était décisive pour le succès durable de cette technologie. Extraire des données tridimensionnelles à partir des photographies aériennes – un support bidimensionnel – nécessitait des efforts supplémentaires ainsi que l’apport d’un savoir-faire venu de l’étranger.

Armés de caméras aériennes des entreprises Zeiss à Jena et Heyde à Dresde, des ingénieurs du Service topographique réalisèrent 132 photographies aériennes au-dessus de Wangen près de Dübendorf en mai 1924. Lors des prises des vue effectuées depuis un avion militaire, les topographes veillèrent à ce que celles-ci se chevauchent un peu. Ils obtinrent ainsi des paires stéréoscopiques, avec lesquelles les ingénieurs pouvaient restituer la troisième dimension. Tout comme l’œil humain qui combinent deux images afin d’appréhender l’environnement de manière tridimensionnelle, les images stéréoscopiques du Service topographique permettaient elles aussi de saisir le paysage dans toute la richesse de son relief.

Pour obtenir, à partir d’images stéréoscopiques, des informations cartographiques telles que les courbes de niveau ou les cours d’eau, il fallait disposer d’un appareil complexe appelé stéréoautographe. Étant donné que la Suisse ne disposait pas encore à l’époque de stéréoautographe pour analyser les photos aériennes, les entreprises Zeiss et Heyde traitèrent les clichés du Service topographique avec leurs propres dispositifs. Selon le directeur du Service Hans von Steiger, les essais de 1924 aboutirent à des « résultats étonnamment fiables et précis ». Les ingénieurs avaient ainsi obtenu la preuve que la photogrammétrie était une innovation très prometteuse même pour le paysage montagneux de la Suisse.

Deux ans après les essais concluants près de Dübendorf, le Service topographique créa son propre service de vol de mensuration en 1926. Une nouvelle ère s’ouvrait ainsi pour la cartographie suisse. Des photographies aériennes furent désormais réalisées systématiquement afin de mettre à jour les cartes topographiques du pays. A partir de 1927, les caméras de la société Wild, basée à Heerbrugg dans le canton de Saint-Gall, comptèrent parmi les principaux outils du service de vol. Elles s’avérèrent être des produits de grande qualité. Aujourd’hui encore, swisstopo fait confiance aux caméras de cette entreprise, devenue Leica Geosystems en 1997.

Les prises de vue aériennes servirent tout d’abord à constater les changements du paysage. Pour cela, les topographes comparaient les images à la feuille de carte correspondante et identifiaient les changements de la structure de l’agglomération, du réseau de routes ou des étendues boisées. Mais certains détails ne pouvaient pas être lus sur les prises de vue aériennes. Par exemple, le feuillage épais occultait la vue, ce qui masquait souvent les chemins forestiers. Par conséquent, des expéditions sur le terrain telles qu’au XIXe siècle restaient donc indispensables à l’époque de la photogrammétrie, même si elles prenaient moins de temps et coûtaient moins cher.

Les prises de vue terrestres et les photographies aériennes baissèrent les coûts et accélérèrent la mise à jour des cartes. Dans la photogrammétrie aérienne, le progrès technique eut toutefois un lourd coût humain. Parmi les neuf pilotes et photographes de bord qui survolèrent la Suisse au cours des 30 premières années du Service de vol de swisstopo, quatre perdirent la vie en mission. Parmi eux, Hans Hugi, le premier photographe de bord du Service topographique. Il eut un accident mortel en 1927, juste un an après avoir été embauché. C’est en 1957 que se déroula le dernier accident grave de la mensuration aérienne suisse. Si seuls des incidents mineurs se sont produits depuis lors, on le doit à l’expérience acquise au prix fort ainsi qu’aux progrès réalisés dans la construction aéronautique et la sécurité des vols.