L’utilisation de courbes isohypses s’était d’abord développée pour représenter les profondeurs marines : l’arpenteur hollandais Cruquius est généralement reconnu comme le premier à les avoir employées en 1729 pour définir le lit des cours d’eau à l’aide de courbes d’égales sondes. Le géographe français Birache reprit le principe pour représenter le fond de la Manche en 1737. La mesure des profondeurs avec un fil à plomb était aisée et peu coûteuse, et la surface plane de la mer rendait facilement compréhensible le système des courbes de niveau. Dans son ouvrage Expression des nivellements édité en 1782, Du Carla proposait une adaptation du procédé à la surface terrestre, mais reconnaissait la difficulté de l’appliquer, notamment à cause de la durée des opérations de levé nécessaire219.
Les premières applications des courbes de niveau à la topographie se développèrent au sein du Génie militaire, d’abord pour des plans de défilement des ouvrages défensifs dressés à très grande échelle, puis pour des levés topographiques un peu plus étendus avec les travaux du chef de bataillon Haxo en 1801. La technique utilisée était celle du filage des courbes à l’aide d’un niveau et d’une mire, c’est-à-dire la détermination d’une succession de points de même altitude assez rapprochés pour pouvoir être reliés sans erreur d’interprétation. Cette technique permettait un tracé rigoureux des horizontales, mais elle se révélait extrêmement lente, notamment à cause de l’utilisation du niveau à bulle, puis du baromètre à mercure. Compte tenu de ces restrictions techniques, la Commission de 1802 n’admit l’utilisation des courbes de niveau que pour la réalisation de plans de site ou de défilement, pour lesquels la précision nécessaire rendait envisageable les longues et délicates opérations de nivellement, même si elle reconnaissait leur intérêt plus général pour une représentation géométrique du relief.
ELEB-BAILLY Anne. La 3ème dimension, l’altitude. In Cartes et figures de la terre, op. cit., p. 335-345.