1. Vers le Système canadien de référence
altimétrique de 2013 (CGVD2013)
Marc Véronneau, Philippe Lamothe
Division des levés géodésiques, DAG

2. Diapo 2 de 27
Ligne directrice
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Modernisation des altitudes
… 3
CGVD28
CGVD2013
Étiquetage des altitudes
Logiciels
Sommaire
… 8
… 12
… 24
… 25
… 26

3. Diapo 3 de 27
Qu’est-ce que la Modernisation des altitudes?
ü
Le Système canadien de référence
altimétrique de 2013 (CGVD2013)
Ø
référence altimétrique de 1928
Il remplace le Système canadien de
(CGVD28).
ü
Adopté en 1935 par un décret en conseil
Ø
ü
Trois changements importants :
Nouvelle définition : Du niveau moyen
ü
de données de nivellement à D’un ajustement
Nouvelle réalisation : l’intégration
de données gravimétriques
ü
Nouveau mode d’accès : De repères
altimétriques à un modèle du géoïde
Ø
Systèmes satellitaires de
CGVD2013 est compatible avec les
géopositionnement
que le GPS.
globaux (GNSS) tel
CGVD2013 est compatible avec les
Systèmes satellitaires de
géopositionnement globaux (GNSS) tel
que le GPS.
surface
Surface
de l’océan
Altitudes par
nivellement
N
Altitudes
par GNSS
géoïde
ellipsoïde
La détermination d’une altitude orthométrique par deux
techniques : le nivellement et la combinaison de mesures
GPS et d’un modèle du géoïde.

4. Diapo 4 de 27
Pourquoi la Modernisation des altitudes au Canada?
Ø
Coût, accès et technologie
Ø
Le nivellement est technique précise qui a
bien servi le Canada au cours des 100
dernières années pour la matérialisation et le
maintien du datum vertical, mais pour un pays
aussi vaste que le Canada …
ü
ü
ü
Le nivellement est sujet à l’accumulation
d’erreurs systématiques sur de longues
distances;
Le nivellement ne fournit pas une couverture
nationale (repères altimétriques limités le long
des routes principales et voies ferrées);
Le nivellement est une technique coûteuse et
chronophage.
Nivellement motorisé

5. Diapo 5 de 27
Pourquoi la Modernisation des altitudes au Canada?
Ø
Technologie moderne en positionnement
ü
ü
ü
ü
Le positionnement par GNSS est
maintenant mature et d’utilisation
répandue.
C’est une technique rentable dans la
détermination d’altitudes précises partout
au Canada.
Les missions gravimétriques par satellite
offrent une précision sans précédent dans
la détermination des composantes des
longues et moyennes longueurs d’onde du
géoïde.
Un modèle du géoïde réalise une surface
de référence altimétrique précise et
homogène partout au Canada (terre, lacs
and océans).
GRACE
GOCE
GPS
GRAV-D

6. Diapo 6 de 27
Qu’est-ce que le géoïde?
Ø La surface équipotentielle représentant le mieux,
par moindre-carrés, le niveau moyen de la mer
(NMM) à l’échelle du globe
ü Le géoïde est la forme réelle de la Terre.
ü Le géoïde est la surface de référence mondiale des
altitudes.
ü Caractéristiques :
§ La pesanteur (gravité) est perpendiculaire (verticale) au géoïde.
§ Le géoïde est une surface de niveau (l’eau demeure au repos
sur le géoïde)
§ Le niveau moyen de la mer (NMM) ne coïncide pas avec le
géoïde parce que la surface des océans a une topographie
permanente (±2m) causée par la circulation des océans, la
température, la salinité, etc.
L’eau est attiré
par la pesanteur
g
g
g

7. Diapo 7 de 27
Quelle est l’impact du nouveau datum vertical?
Ø Tous les points de référence auront une nouvelle altitude.
Ø RNCan arrête les levés de nivellement pour l’entretien du datum vertical.
Ø RNCan n’entretien plus les repères altimétriques par technique de nivellement ou
GNSS
ü
ü
ü
Cependant, les réseau de nivellement seront réajustés en conformité avec le CGVD2013 en
utilisant les données existantes.
RNCan publiera des altitudes en CGVD28 et CGVD2013 aux repères altimétriques.
RNCan ne pourra pas confirmer la vraie altitude des repères altimétriques étant donné que
l’ajustement se fera à partir de données existantes.
Ø Les stations du Système canadien de contrôle actif (CACS) et du Réseau de
base canadien (CBN) constituent l’infrastructure fédérale en positionnement.
Ø Des techniques modernes de positionnement d’altitudes existent :
ü Positionnement Ponctuel Précis (PPP) de RNCan
ü GNSS différentiel
ü La cinématique temps réel (RTK) public et privé
Ø Le nivellement demeure une méthode rentable pour les projets s’étalant sur
de courtes distances.

8. Diapo 8 de 27
Système canadien de référence altimétrique de 1928
(CGVD28)
Nom :
Système canadien de référence altimétrique de 1928
Abréviation :
CGVD28
Type de datum :
Marégraphique (Niveau moyen de la mer)
Datum vertical :
Niveau moyen de la mer aux marégraphes de Yarmouth, Halifax,
Pointe-au-Père, Vancouver et Prince-Rupert, et une altitude à
un repère à Rouses Point, NY.
Réalisation :
Nivellement (repères altimétriques). Multiples ajustements locaux
aux cours des années depuis l’ajustement national par
moindres carrés en 1928.
Type d’altitude :
Normal-orthométrique
ΔH = BS - FS
Mire
arrière
A
Mire
avant
Nivellement
Visée
arrière BS
Visée avant FS
ΔH
B

9. Diapo 9 de 27
CGVD28: Les réseaux de nivellement
~ 90 000 repères fédéraux
?
Prince Rupert
Pointe-au-Père
Vancouver
Halifax
Rouses Point
1906-1928
1929-1939
1940-1965
1966-1971
1972-1981
1982-1989
Yarmouth
1990-2007

10. Diapo 10 de 27
CGVD28: Les levés de nivellement au cours des ans
Kilométrage annuel en nivellement de premier ordre
Temps (année)
1906-1928
1929-1939
1940-1965
1972-1981
1966-1971
1982-2012

11. Diapo 11 de 27
Datum vertical canadien et le niveau moyen de la mer
Ø CGVD28:
ü Assume que les océans reposent sur une même surface
équipotentielle
ü Utilise des valeurs de gravité d’un modèle mathématique
ü Omis les corrections systématiques sur les vieilles données
de nivellement
ü Néglige l’ajustement isostatique post-glacial
Fleuve St-Laurent
(Pointe-au-Père)
Océan pacifique
(près de Vancouver)
Océan atlantique
Surface de niveau par rapport au NMM à Vancouver
(près d’Halifax)
CGVD28
+36 cm
-140 cm
Surface de niveau par rapport au NMM à Halifax
NAVD 88
Ø NAVD 88 (non adopté au Canada):
ü Erreur systématique significative d’est en ouest
(~1 m) de sources inconnues au Canada (et
aussi aux USA)

12. Diapo 12 de 27
Système canadien de référence altimétrique de 2013
(CGVD2013)
Nom :
Système canadien de référence altimétrique de 2013
Abréviation :
CGVD2013
Type de datum :
Gravimétrique (géoïde)
Datum vertical :
W0 = 62,636,856.0 m2s-2
Réalisation :
Modèle du géoïde CGG2013 (NAD83(CSRS) et ITRF2005)
Type d’altitude :
Orthométrique
h
H
N
H = hGNSS – Ngéoïde
Topo
grap
hie
Ellipso
ïde
Géoïde

13. Diapo 13 de 27
Pourquoi convertir les altitudes géodésiques
(ellipsoïdales) en altitudes orthométriques?
Ø Les altitudes géodésiques ne sont pas cohérentes avec la direction de l’écoulement
des eaux. Il s’agit d’une élévation géométrique sans aucune signification physique.
Sept-Iles
Ste-Anne-des-Monts
Baie-Comeau
Ø Les altitudes sont traditionnellement référées
au niveau moyen de la mer (p.ex. BM, MNE,
cartes topographiques).
Ø Les altitudes orthométriques sont conformes
à la direction de l’écoulement des eaux.
Pente du fleuve Saint-Laurent
entre Portneuf et Sept-Iles
Rimouski
Gros-Cacouna
St-Joseph-de-la-Rive
Altitudes orthométriques
St-Francois
Portneuf
metres
metres
Portneuf
Sept-Iles

14. Diapo 14 de 27
Définition du CGVD2013
Surface équipotentielle (W0) qui
représente la moyenne des
niveaux moyens de la mer le long
de la côte nord-américaine tel que
mesuré à des marégraphes
canadiens et américains.
W0 = 62,636,856.0 m2/s2
Entente signée entre
le Canada et les USA
(16 avril 2012)
Marégraphes canadiens
Marégraphes américains

15. Diapo 15 de 27
CGVD2013: Par rapport au niveau moyen de la mer
Table 1: La topographie dynamique moyenne des océans (SSTCGVD2013) à cinq marégraphes au Canada. Ce sont des
valeurs préliminaires fondées sur le CGG2010 (W0 = 62,636,856.0 m2s-2).
Lieu
Numéro du
marégraphe
Coordonnées
Période d’observations
Lat.
Lon.
Du
à
SSTCGVD2013
(m)
Halifax
490
44.67
-63.58
12/1992
11/2011
-0.39
Rimouski
2985
48.48
-68.51
12/1992
11/2011
-0.30
Vancouver
7795
49.34
-123.25
12/1992
11/2011
0.17
Churchill
5010
58.77
-94.18
01/1993
12/2012
-0.22
Tuktoyaktuk
6485
69.44
-132.99
08/2003
12/2011
-0.36
Niveau moyen de la mer
17 cm
Vancouver
Géoïde (CGVD2013)
-39 cm
Halifax
Niveau moyen de la mer

16. Diapo 16 de 27
CGVD2013: Séparation entre l’ellipsoïde et le géoïde
Intervalle des contours : 2 m
mètres
mètres

17. Diapo 17 de 27
CGVD2013: Séparation entre l’ellipsoïde et le géoïde
pour le sud du Québec et l’est de l’Ontario
Ondulations du géoïde (m)
Intervalle des courbes de niveaux : 1 m
Erreurs estimées (cm)
66% niveau de confiance
*préliminaires

18. Diapo 18 de 27
CGVD2013: Quelle est la différence avec le CGVD28?
CGVD28(HTv2.0) – CGVD2013(CGG2010)
Valeurs préliminaires
HCGVD2013 – HCGVD28
St John’s
-37 cm
Halifax
-64 cm
Charlottetown -32 cm
Fredericton
-54 cm
Montréal
-36 cm
Toronto
-42 cm
Winnipeg
-37 cm
Regina
-38 cm
Edmonton
-04 cm
Banff
+55 cm
Vancouver
+15 cm
Whitehorse +34 cm
Yellowknife
-26 cm
Tuktoyaktuk -32 cm
Vancouver
CGVD2013
Thunder Bay
Regina
CGVD28
Distance (km)
Windsor
Montréal
Halifax
Différence (m)
Banff

19. Diapo 19 de 27
CGVD2013: Qu’elle est la différence avec le CGVD28
pour le sud du Québec et l’est de l’Ontario?
Valeur préliminaire
HCGVD2013 – HCGVD28
Montréal -36 cm
Intervalle des contours : 5 cm

20. Diapo 20 de 27
CGVD2013: Le réajustement des réseaux de nivellement
Ø Le réseau de nivellement est contraint à des stations avec des altitudes géodésiques
précises (le même principe pour les réseaux de l’Ile-du-Prince-Édouard, Terre-Neuve, …)
: contrainte
C = ( h – N )*gm

21. Diapo 21 de 27
CGVD2013: Impact sur les données altimétriques
Ø Mes altitudes CGVD28 ont une précision absolue de quelques mètres et sont
arrondies au mètre (p.ex., MNE)
ü La différence entre le CGVD28 et le CGVD2013 peut être négligée.
Ø Mes altitudes CGVD28 sont précises (< 10 cm) et couvre un long corridor
(p.ex., un levé LiDAR)
ü La différence entre le CGVD28 et le CGVD2013 doit être considérée.
Ø Mes altitudes CGVD28 sont précises (< 2 cm) et couvre une petite région
(p.ex., un jeu de données municipal)
ü La différence entre le CGVD28 et le CGVD2013 doit être considérée, mais
généralement un simple biais pour l’ensemble des données est suffisant.

22. Diapo 22 de 27
Est-ce que les altitudes demeurent stables?
Ø Soulèvement et abaissement du
terrain
ü
ü
ü
ü
ü
ü
ü
ü
ü
Tremblement de terre,
Glissement de terrain,
Rebondissement post-glacial,
Zone de subduction (lorsque une
plaque tectonique plate glisse sous
une autre plaque, p.ex., côte ouest
du Canada),
Déshydratation souterraine,
Compaction sédimentaire,
Extraction minière et pétrolifère
Projet hydro-électrique,
etc.
Le soulèvement de la croûte qui s’est enfoncé sous
les charges de glace au cours de la dernière période
glaciaire. Il y a 20000 ans, l’épaisseur de glace
atteignait environ 3 km.

23. Diapo 23 de 27
Étiquetage des altitudes
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Type d’altitude : Orthométrique (H), dynamique (Hd), normal (Hn), géodésique (h), géoïde (N)
Système de référence altimétrique : NAD83, ITRF, CGVD28, CGVD2013, NAVD 88
Cadre de référence altimétrique : SCRS v., modèle du géoïde
Précision (p.ex. ± 0.05 m)
Époque (p.ex. 2012.75)
N
Altitude : 101.61 m
Précision : ± 0.01 m
Époque : 2013.2
Type d’altitude : Orthométrique
Système : CGVD2013
Cadre : CGG2013
H = 23.126 ± 0.007 m CGVD2013(CGG2013) Époque 2013.2
Ondulation du géoïde: -10.354 m
Précision: ± 0.015 m
Époque : Statique
Modèle : CGG2013
Cadre : NAD83(SCRS)
Altitude : 91.256 m
Précision : ± 0.007 m
Époque : 2013.2
Type of d’altitude : Géodésique
Système : NAD83
Cadre : SCRS (version si disponible)
N = -10.354 ± 0.015 m CGG2013,
NAD83(SCRS)
h = 23.126 ± 0.007 m NAD83(SCRS) Époque 2013.2
H
h

24. Diapo 24 de 27
Logiciels en-ligne disponible à RNCan
Positionnement Ponctuel Précis (PPP): Traite les
fichiers GPS RINEX pour fournir les coordonnées
suivantes : latitude, longitude, altitude géodésique et
altitude orthométrique.
GPS-H: Convertie les altitudes géodésiques en altitudes
orthométrique. GPS-H fait usage de tous les modèles
du géoïde, fonctionne avec différents systèmes de
coordonnées (géographiques, UTM, MTM et
cartésiennes), et avec différents cadres de référence
géométrique (NAD83(SCRS) et ITRF)
TRX: Transforme les coordonnées entre différents
cadres de référence géométrique, époques et systèmes
de coordonnées.

25. Diapo 25 de 27
Sommaire
Ø RNCan lancera un nouveau système de référence altimétrique en
novembre 2013
ü
ü
ü
ü
Le Système canadien de référence altimétrique de 2013 (CGVD2013)
Matérialisé par un modèle du géoïde CGG2013 (W0 = 62,636,856.0 m2/s2)
Compatible avec le positionnement GNSS
Les réseaux de nivellement seront réajusté en conformité avec le CGVD2013
en utilisant les données de nivellement existantes
Ø Pourquoi un nouveau datum vertical?
ü Coût des levés de nivellement à l’échelle nationale
ü Pour permettre l’accès au datum vertical partout au Canada
ü Nouvelles technologies spatiales en positionnement (GNSS)
Ø Le Système de référence altimétrique de 1928 (CGVD28) co-existera
durant une période de transition
ü RNCan ne performera plus de levés de nivellement ni l’entretien des repères
altimétriques
ü Par contre les autres agences gouvernementales et le secteur privé peuvent
certainement continuer avec des levés de nivellement
Ø La différence entre le CGVD2013 et le CGVD28
ü La séparation variera entre -65 cm et 55 cm à l’échelle nationale.

26. Diapo 26 de 27
QUESTIONS?
§ Contacts à RNCan :
§ Philippe Lamothe (phlamoth@nrcan.gc.ca)
§ Marc Véronneau (marcv@nrcan.gc.ca)
§ Information générale:
§
§
§
§
Internet : http://webapp.geod.nrcan.gc.ca/geod/
Courriel : information@geod.nrcan.gc.ca
Téléphone : 1-613-995-4410
Télécopieur : 1-613-995-3215