Fonds de Formation professionnelle de la Construction. Technologie de la construction MESURER & TRACER

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1 Fonds de Formation professionnelle de la Construction CONDUCTEURS D engins DE ChanTier Technologie de la construction

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3 Technologie de la construction Avant-propos Contexte Il existe bien des ouvrages déjà consacrés aux engins de chantier, mais la plupart sont obsolètes. Le besoin se fait donc vivement sentir d un manuel actualisé où sont également envisagées les techniques modernes. Le Manuel modulaire Conducteurs d engins de chantier a été rédigé à la demande du fvb-ffc Constructiv (Fonds de Formation professionnelle de la Construction). Le service Métiers mécanisés (MECA) du ffc a mis sur pied l équipe de rédaction en collaboration avec différents opérateurs de formation. Ce manuel a été rédigé en plusieurs volumes puis subdivisé en modules. La structure et le contenu ont été adaptés et enrichis des nouvelles techniques du monde de la construction et de la mécanique. Dans l ouvrage de référence, texte et illustrations alternent dans toute la mesure du possible. L information offerte au lecteur est ainsi plus visuelle. Afin de coller le mieux possible à la réalité et aux principes d apprentissage de compétences, les auteurs ont opté pour une description orientée vers la pratique et complétée d exercices pratiques appropriés. Indépendant des formations Le manuel a été conçu de manière à être accessible à différents groupes-cibles. Notre objectif est de fournir une formation continue : ainsi, un élève conducteur d engins, un demandeur d emploi dans la construction ou un travailleur d une entreprise de construction peuvent tous trois utiliser ce manuel. Une approche intégrée Sécurité, santé et environnement sont des thèmes auxquels la rédaction est particulièrement attachée. Il est extrêmement important que tout conducteur d engins y consacre l attention nécessaire tout au long de son activité. Afin d en optimaliser l applicabilité, ces thèmes ont été intégrés autant que possible dans le manuel. Robert Vertenueil Président du fvb-ffc Constructiv 3

4 fvb ffc Constructiv, Bruxelles, Tous droits de reproduction, de traduction et d adaptation, sous quelque forme que ce soit, réservés pour tous les pays. F018CE - version août D/2011/1698/35 Contact Pour adresser vos observations, questions et suggestions, contactez: fvb ffc Constructiv Rue Royale 132/ Bruxelles tél.: Fax: Site web: ffc.constructiv.be 4

5 Technologie de la construction Sommaire 1. Généralités Concepts et appellations Enregistrer et traiter les données de mesure dresser et abaisser des perpendiculaires Instruments et matériel pour le tracé d angles droits Matériel Instruments Méthode Le prisme pentagonal double le tracé de lignes droites et la mesure de longueurs Matériel pour mesures de longueurs Mètre à ruban - mètre pliant Rubans Broches de mesure Odomètre Règle télescopique Télémètre électro-optique Tracé de lignes droites Balisage intermédiaire Balisage progressif Balisage régressif décrochage latéral intersection de 2 droites Mesures de longueurs Incertitude des mesures mesure d un terrain de petites dimensions Activités de terrain Détermination de la superficie l implantation d un bâtiment de petites dimensions Passerelles Chaises d implantation Tracé d arcs de cercle Parties d un cercle la méthode 1/4 de flèche le curvigraphe Caractéristiques communes des appareils topographiques Le pied L appareil Le niveau A quoi sert un niveau? L appareil laser Généralités Classification des appareils laser Types d appareils laser laser à rayon invisible utilisation du récepteur laser à rayon visible laser à deux lignes et autres

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7 1. Généralités Technologie de la construction 1. Généralités 1.1. Concepts et appellations Topographie (littéralement) = description d un lieu (en langage courant = arpentage) Il s agit d un travail dont la tâche principale consiste à mesurer des terrains (terrains à construire) et à les reporter sur un plan. A partir du plan, nous devons pouvoir tracer tous les éléments sur le terrain. La topographie consiste essentiellement en une série de mesures : mesures de longueurs : mesures destinées à déterminer les distances exactes (mesure horizontale) mesures de hauteurs : détermination de la hauteur ou calcul de dénivelés mesures d angles : lire avec le plus de précision possible (suivre la division angulaire = 360 ) Géodésie = mesure de la surface d une partie de la terre, en vue d établir des cartes La géodésie est toutefois beaucoup plus complexe que la topographie car elle doit tenir compte de la forme de la terre. En topographie, nous ne devons pas tenir compte de la courbure de la terre parce que nous travaillons sur des surfaces relativement petites. Celles-ci ne peuvent pas dépasser 50 km x 50 km. Dès lors, nous pouvons considérer le terrain comme plat, ce qui est beaucoup plus facile. 7

8 Technologie de la construction 1. Généralités 1.2. Enregistrer et traiter les données de mesure Il est très important de noter les données clairement et avec précision. Elles n en seront que plus faciles à traiter. Travail ordonné = moins de recherches!!! Pour établir un plan, il faut que toutes les données soient disponibles ou, le cas échéant, qu il soit possible de les retrouver. Pour cartographier un terrain, un certain nombre de données doivent être recueillies : niveau de base, niveau culminant, échelle de la carte Il faut toujours utiliser le bon matériel de mesure et travailler avec la précision requise. Des choix erronés peuvent engendrer des erreurs ou se traduire par un excès de travail. Veillez à mesurer toutes les dimensions. Exemples de calculs d échelle Exemple 1 : Dimension Echelle Réalité 1 cm 1/20 20 cm = 0,20 m 1 cm 1/50 50 cm = 0,50 m 1 cm 1/ cm = 1 m 1 cm 1/ cm = 10 m Exemple 2 : Dimension Echelle Réalité 10 cm 1/20 10 cm x 20 = 200 cm = 2 m 2 cm 1/50 2 cm x 50 = 100 cm = 1 m 15 cm 1/ cm x 100 = cm = 15 m 22 cm 1/ cm x = cm = 220 m 8

9 2. DRESSER et ABAiSSER DES perpendiculaires Technologie de la construction 2. dresser et abaisser des perpendiculaires 2.1. Instruments et matériel pour le tracé d angles droits Matériel Jalons Il s agit de bâtons peints en rouge et blanc, de 2 mètres de long et munis d une pointe afin d en faciliter le placement dans le sol. Une condition absolue est que les jalons soient toujours bien droits. Des jalons déformés provoquent des erreurs. Les jalons doivent également être toujours placés verticalement. (le contrôle s effectue à l aide d un niveau pour jalon) Les zones blanches et rouges ont une largeur de 50 cm. Elles sont utilisées pour rendre les points de mesure visibles sur le terrain. Les jalons restent en place pendant la journée où ils sont nécessaires. Attention Les jalons non utilisés sont placés en oblique pour éviter toute confusion. 9

10 Technologie de la construction 2. DRESSER et ABAiSSER DES perpendiculaires Porte-jalon S il est impossible d enfoncer le jalon dans le sol, par exemple parce que les points de mesure tombent sur le trottoir, ou parce que l on travaille en rue, on utilise un portejalon pour maintenir les jalons verticalement. Il s agit d un trépied muni à son extrémité supérieure d une pince dans lequel le jalon peut être glissé. De cette manière, il est possible de placer rapidement un jalon. (verticalement) Niveau pour jalon Un niveau pour jalon est fixé à l extrémité d une arête d un morceau de profilé en L. Un niveau pour jalon peut aussi être un bloc de bois entaillé sur toute sa longueur. Une nivelle sphérique fonctionne de la même manière que la nivelle d un niveau. On utilise un niveau pour jalon afin de placer les jalons verticalement. Avec un niveau pour jalon, on obtient toujours une vue de la verticalité en deux directions. La bulle de la nivelle sphérique doit toujours réagir. Attention N enlevez jamais les piquets!!! Faites également attention à ne pas renverser de piquets avec l excavatrice. Piquets Ceux-ci sont ensuite positionnés à la place des jalons et peuvent rester plus longtemps en place. Ce sont généralement de petits poteaux en bois à tête colorée (visibilité) qui sont enfoncés dans le sol. Les piquets peuvent également être en fer (fer à béton) ; dans ce cas, la bonne hauteur est indiquée par un ruban adhésif. 10

11 2. Dresser et ABAiSSER DES perpendiculaires Technologie de la construction Instruments Il arrive souvent que l on doive dresser une perpendiculaire sur une ligne de mesure donnée, ou abaisser une perpendiculaire depuis un point sur la ligne de mesure. Pour dresser une perpendiculaire, on procède de la manière suivante : placer un jalon aux points A et B au point C, nous devons dresser une perpendiculaire à la ligne de mesure AB placement d un jalon au point D, au bon endroit D? A C B Pour abaisser une perpendiculaire, on procède de la manière suivante : jalon au point A et jalon au point B à partir d un jalon au point D (sur le terrain), nous devons abaisser une perpendiculaire et déterminer le pied C. placement d un jalon au point C D A C? B 11

12 Technologie de la construction 2. DRESSER et ABAiSSER DES perpendiculaires Méthode Une méthode très simple est la méthode 3 4 5, qui ne demande que quelques jalons et un mètre à ruban. La mesure est basée sur le théorème de Pythagore dans un triangle rectangle. Nous obtenons la figure suivante : Cette méthode peut aussi être utilisée pour des multiples de ces valeurs. Exemples: côté 1 = 9 m et côté 2 = 12 m. Calculez le 3ème côté solution côté 3 = 15 m côté 1 = 6 m et côté 2 =? côté oblique = 10 m solution côté 2 = 8 m Essayez toujours de prendre des longueurs les plus grandes possibles! 12

13 2. Dresser et ABAiSSER DES perpendiculaires Technologie de la construction Le prisme pentagonal double Cet appareil est monté sur une canne télescopique et est utilisé pour tracer des angles droits. Le prisme pentagonal double est formé de 2 prismes pentagonaux. Chacun d eux est constitué d un pentagone en verre dont 2 côtés présentent une surface réfléchissante. Vue antérieure : C A B Comment placer à présent un jalon perpendiculairement à la ligne de mesure? Il faut regarder simultanément DANS et A TRAVERS le prisme 13

14 Technologie de la construction 2. Dresser et ABAiSSER DES perpendiculaires Méthode pour dresser une perpendiculaire D A C B Image erronée Image correcte placer un jalon aux points A et B prendre un prisme avec canne et se positionner au point C, qui est donc situé sur la ligne AB placer la canne perpendiculairement à l aide d un niveau pour jalon et la fixer à l aide d un porte-jalon faire signe à l autre personne de placer un jalon au point D. Le jalon est placé de telle manière que toutes les images soient alignées dans le prisme Méthode pour abaisser une perpendiculaire D A C B placer un jalon aux points A et B placer un jalon au point D sur le terrain soulever manuellement la canne avec prisme en tenant ce dernier verticalement avancer et reculer jusqu à ce que les jalons A et B soient alignés dans les prismes sans modifier l image, se déplacer vers la gauche et vers la droite jusqu à ce que tous les jalons soient alignés dans les prismes et fenêtres. 14

15 3. Le tracé de lignes droites et la MESURE de longueurs Technologie de la construction 3. le tracé de lignes droites et la mesure de longueurs Lorsqu il faut mesurer une longueur, il est très important d utiliser le bon matériel de mesure. La manière de mesurer la longueur est-elle aussi très importante. Dans la plupart des cas, on mesurera les distances horizontales et verticales. Sur un terrain en pente, c est donc la distance diagonale qu il faut mesurer, par exemple pour calculer le nombre de mètres carrés de klinkers Matériel pour mesures de longueurs Mètre à ruban - mètre pliant Ces mètres s utiliseront surtout pour mesurer des longueurs limitées. Pour des longueurs plus importantes, ils sont déconseillés parce qu ils permettent très difficilement d effectuer des mesures sur une ligne. Indications sur le mètre : longueur du mètre : 2 m classe du mètre : III marque d étalonnage : 50 N / 20 C 15

16 Technologie de la construction 3. Le tracé de lignes droites et la MESURE de longueurs Rubans Ces mètres sont utilisés pour mesurer de plus grandes distances et existent donc en longueurs de 10, 20, 30 et 50 mètres. Ils sont faits en : acier à ressorts : plus précis, mais cassant lorsqu on le plie - formation de rouille toile : très extensible, solide Meywalon : solide, ne rouille pas, non extensible Les subdivisions sont en centimètres. Le ruban doit être étalonné, à une température et à une tension données. Attention lors de l utilisation d un mètre à ruban : tenir le mètre horizontal pendant la mesure bien tendre pendant la mesure ne pas laisser fléchir Ne pas oublier non plus que le zéro du mètre doit toujours être le début de la mesure!!! Avant de commencer à mesurer, bien contrôler le zéro du mètre. Les mesures doivent se faire horizontalement. Lorsque la mesure doit se faire sur un terrain en pente, il faut toujours tenir le mètre à plat (horizontal), donc à distance du sol. Ceci permet aussi de mesurer la distance la plus courte. Pour mesurer cette distance, nous procédons de la manière suivante : nous mesurons la longueur en 2 parties : AC + CB pendant la mesure, déplacer de haut en bas le mètre ruban, à l horizontale, et lire la mesure la plus courte. (mesurer entre les jalons A et C). 16

17 3. Le tracé de lignes droites et la MESURE de longueurs Technologie de la construction Broches de mesure Il s agit de petites tiges en fer de 4 à 5 mm de diamètre et de 30 cm de longueur. Taillées en pointe à une extrémité, elles se terminent de l autre par un anneau. On les utilise comme repères lorsque le ruban doit être déplacé plusieurs fois. Sur un terrain revêtu, on peut utiliser de la craie Odomètre La mesure suit les ondulations du terrain et est donc moins précise. On l utilise surtout pour les mesures qui ne demandent pas de grande précision. L odomètre peut mesurer des distances jusqu à 10 km ; avantages de l odomètre : effectuer des mesures sur terrain en pente mesurer seul et rapidement mesurer des courbes (précision!!!) inconvénients de l odomètre : ne permet pas de mesure horizontale impossibilité de partir d un mur et de terminer contre un mur difficulté à mesurer droit!!! 17

18 Technologie de la construction 3. Le tracé de lignes droites et la MESURE de longueurs Règle télescopique Cette latte télescopique est un appareil utile pour mesurer seul des distances jusqu à 10 mètres. Elle est munie d un petit niveau qui permet de toujours mesurer horizontalement et verticalement. Attention à bien déployer la latte!!!!!! Télémètre électro-optique Ces appareils permettent, à l aide d un rayon invisible ou d un rayon laser, de mesurer très précisément une longue distance. Les arpenteurs utilisent de plus en plus la station totale pour mesurer de grandes distances. De petits télémètres laser peuvent également être utilisés pour prendre des mesures intérieures. Exemple d affichage d un télémètre à rayon laser. Affichage : 1,848 m distance entre 2 murs 18

19 3. Le TRACé de lignes droites et la MESURE de longueurs Technologie de la construction 3.2. Tracé de lignes droites Une ligne droite est définie par ses extrémités, indiquées ci-dessous par les points A et B Balisage intermédiaire Il est parfois nécessaire de diviser une longueur AB en un certain nombre de sections plus petites parce que les extrémités sont trop éloignées les unes des autres. Si l on mesurait la longueur AB, des erreurs se produiraient parce qu il est impossible de toujours placer le mètre à ruban en ligne droite pour effectuer la mesure. La méthode est la suivante : la 1ère personne se tient derrière le jalon A, à environ 3 mètres la 2ème personne place un jalon entre A et B selon les indications de la 1ère personne attention : si plusieurs jalons doivent être posés, il faut d abord poser le jalon en D puis le jalon en C. Dans le cas contraire, le 1er jalon perturbera l image du 2ème jalon. Plus le jalon est proche, plus épaisse est son image. A titre de contrôle, on peut répéter l observation depuis l autre côté. 19

20 Technologie de la construction 3. Le tracé de lignes droites et la MESURE de longueurs Balisage progressif Méthode utilisée pour prolonger un segment de droite AB. Elle n est pas très précise et demande également la présence de 2 personnes. La méthode est la suivante : la 1ère personne se tient derrière le jalon A et fait signe de placer en jalon au point C, donc derrière le jalon B si un autre jalon doit être posé derrière C, la 1ère personne se déplace d un jalon et vient donc devant le jalon B. La 2ème personne pose alors, sur les indications de la 1ère personne, un jalon au point D le procédé se poursuit ainsi d un jalon à l autre, d où le nom de balisage progressif A titre de contrôle, on peut répéter le processus en direction opposée Balisage régressif Une autre façon de prolonger un segment de droite AB est le balisage régressif. Cette méthode est plus précise que le balisage progressif et peut être exécutée par une personne seule. Elle demandera toutefois un peu plus de temps. La méthode est la suivante : la personne pose devant elle un jalon C, situé dans la ligne AB pour le jalon suivant, elle continue à reculer et pose le jalon au point D, dans l alignement du jalon C et du jalon A le balisage se poursuit ainsi, en marche arrière 20

21 3. Le tracé de lignes droites et la MESURE de longueurs Technologie de la construction décrochage latéral Il est parfois impossible d ajouter de nouveaux jalons entre 2 jalons existants. Normalement, on utilise pour ce faire un balisage intermédiaire. Mais lorsque, par exemple, les deux points A et B sont un angle d un bâtiment, cette méthode est inutilisable parce qu il est impossible de se poster derrière les points A et B. La solution consiste à se déporter latéralement. La méthode est la suivante : poser un jalon quelconque d du côte de B, et un jalon c du côté de A poser ensuite un nouveau jalon c entre A et d (balisage intermédiaire) de c, observer le point B et déplacer d en d de d, observer le point A et déplacer c en c continuer ainsi jusqu à ce que les jalons A, C, D et B soient alignés 21

22 Technologie de la construction 3. Le tracé de lignes droites et la MESURE de longueurs Exemple : décrochage latéral par dessus une digue ou un talus Remarques : Pour effectuer cette mesure le plus rapidement possible, il faut poser les jalons C et D approximativement sur la ligne AB poser le jalon D du côté de B Cette méthode peut s utiliser également pour représenter une ligne droite entre 2 points A et B séparés par un obstacle tel qu une digue ou un talus intersection de 2 droites Pour déterminer l intersection de 2 droites, il est conseillé de travailler à 3. Deux personnes se tiennent chacune derrière un jalon d une droite, ici A et C. Elles font signe à la 3ème personne qui se tient au milieu. La 3ème personne va donc effectuer un balisage intermédiaire pour les deux droites. Lorsque l on est seul ou à 2, il existe néanmoins une façon simple de déterminer l intersection. Pour ce faire, il faut prolonger chaque ligne par balisage régressif (seul). On obtient ainsi à partir du milieu 2 jalons de chaque côté pour chercher l intersection. 22

23 3. Le tracé de lignes droites et la MESURE de longueurs Technologie de la construction 3.3. Mesures de longueurs Les mesures en terrain plat ne poseront généralement aucun problème. Le seul problème que l on puisse avoir, c est que le ruban soit trop court pour la distance à mesurer. Dans ce cas, on utilisera des broches de mesure. Il faut bien tenir compte du nombre de broches dont on dispose au début et qui restent à la fin. Il peut arriver également qu un obstacle vienne rendre la mesure compliquée. Pour les mesures sur terrain en pente, récapitulons ce que nous avons déjà vu. Exemple 1: Un étang se situe entre les points A et D. Quelle est la longueur A D? B1 C1 A B C D B2 C2 Nous élevons des perpendiculaires aux points B et C. Nous obtenons ainsi les lignes B1 C1 et B2 C2. Ces lignes sont situées en dehors de l étang et peuvent donc être mesurées. Pour la longueur correcte de BC, nous prenons la moyenne de B1C1 et de B2C2. Nous mesurons ensuite la longueur AB et la longueur CD. La longueur totale AD = longueur AB + longueur BC + longueur CD 23

24 Technologie de la construction 3. Le tracé de lignes droites et la MESURE de longueurs Exemple 2: une maison fait obstacle A B C Du point A, nous abaissons une perpendiculaire sur la ligne B ; nous obtenons ainsi le point C. Nous mesurons ensuite la longueur AC et la longueur BC. Le théorème de Pythagore nous permet de calculer la longueur AB. Exemple 3: une rivière passe entre les points A et B. A B D C E Nous prolongeons la ligne AB jusqu au point C. Au point C, nous dressons une perpendiculaire jusqu au point E. Au point B, dresser une perpendiculaire ; intersection avec l autre ligne ; nous obtenons ainsi le point D. Les 2 triangles sont semblables : triangle ABD et triangle ACE. AB BD ---- = AB = BC x ( BD/CE - BD) BC CE - BD 24

25 3. Le tracé de lignes droites et la MESURE de longueurs Technologie de la construction 3.4. Incertitude des mesures Toutes les mesures ne doivent pas nécessairement être faites avec la même précision. Pour chaque mesure, nous veillons à ce que : les jalons soient verticaux (niveau pour jalon) le ruban soit bien tendu le ruban soit toujours aligné le zéro du ruban corresponde au début de la mesure Nous devons également intégrer un contrôle à chaque mesure, par exemple en répétant la mesure dans le sens opposé. La différence de longueur ne peut pas dépasser 2 à 3 cm sur une distance de 100 mètres. 25

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27 4. Mesure d un TERRAin de petites dimensions Technologie de la construction 4. mesure d un terrain de petites dimensions Lorsque l on mesure un terrain, ce peut être pour en connaître la forme exacte et/ou en déterminer la taille (superficie). Un plan peut ensuite être dressé, sur lequel le projet peut être établi. Par la suite, ce projet devra être tracé sur le terrain Activités de terrain La première chose à faire sur un terrain est d en mesurer le périmètre. Cette mesure pourra ensuite être utilisée comme contrôle. En règle générale, la mesure du seul périmètre n est pas suffisante. Prenons en pour preuve les figures ci-contre. Périmètre = 15 m + 20 m + 25 m + 20 m = 80 m Périmètre = 18 m + 20 m + 26 m + 16 m = 80 m Nous allons ensuite mesurer les diagonales. Nous obtenons ainsi des triangles, dont nous savons qu ils sont indéformables. Si les diagonales sont identiques, nous savons que le terrain a des angles droits. Si le terrain à une forme bizarre, nous devrons mesurer chaque point à l aide d une ligne de mesure. De chaque sommet des angles du terrain, nous abaissons une perpendiculaire sur cette ligne de mesure. Nous obtenons ainsi 2 dimensions : 1 mesurée le long de la ligne de mesure et 1 mesurée le long de la perpendiculaire. On peut choisir l endroit où prendre une ligne de mesure, mais il est conseillé de la prendre la plus longue possible, ou idéalement sur la totalité du terrain. Il est alors possible d abaisser le plus de points possibles sur la ligne de mesure. 27

28 Technologie de la construction 4. Mesure d un TERRAin de petites dimensions 4.1. Activités de terrain Exemple: Calcul : fixer les coordonnées des sommets des angles Point 1 : (0, 0) Point 2 : ( - 24,8, 15,3) Point 3 : (0, 63,2) Point 4 : (25,3, 57,1) Point 5 : (26,1, 29,6) 28

29 4. MESURE d un TERRAin de petites dimensions Technologie de la construction 4.2. Détermination de la superficie Les mesures effectuées sur le terrain doivent nous permettre d en calculer la superficie. Pour ce faire, nous divisons le terrain en figures connues dont nous pouvons calculer la superficie à l aide de formules. Nous additionnons ces superficies pour obtenir la superficie totale. Rappelons brièvement les formules de ces figures : Carré: superficie = z x z = z² z z Rectangle: superficie = l x h h l Trapèze: superficie = (b + B) / 2 x h b h B Triangle: superficie = (l x h) / 2 h l Cercle: superficie = (π x D²) / 4 = π x R x R D 29

30 Technologie de la construction 4. Mesure d un TERRAin de petites dimensions Reprenons à présent l exercice 1 précédent : Reprenons à présent l exercice 1 précédent : Superficie 1 : (24,8 x 15,3) /2 = 189,72 m² Superficie 2 : (24,8 x (63,2 15,3)) /2 = 593,96 m² Superficie 3 : (26,1 x 29,6) /2 = 386,28 m² Superficie 4 : ((25,3 + 26,1) x (57,1 29,6)) /2 = (51,4 x 27,5)/2 = 706,75 m² Superficie 5 : (25,3 x (63,2 57,1)) /2 = 77,165 m² Superficie totale exercice 1 = 1953,88 m² Calcul exercice 2 : Superficie 1 = 22,03 x 10 / 2 = 110,15 m² Superficie 2 = ((25, ,03) x (21,35 10))/2 = (47,36 x 11,35)/2 = 268,77 m² Superficie 3 = ((25, ,51) x (36,22 21,35))/2 = (43,84 x 14,87)/2 = 325,95 m² Superficie 4 = ((19, ,51) x (45,96 36,22))/2 = (37,91 x 9,74)/2 = 184,62 m² Superficie 5 = ((19,40 x (54,07 45,96))/2 = 78,67 m² Superficie 6 = ((7,85 x (54,07 22,44))/2 = 124,15 m² Superficie 7 = (7,85 x 22,44)/2 = 88,07 m² Superficie totale exercice 2 = 1 180,38 m² 30

31 4. MESURE d un TERRAin de petites dimensions Technologie de la construction Calcul exercice 3 : Superficie 1 = (19,98 x 33,33)/2 = 332,97 m² Superficie 2 = ((33, ,82) x (64,21 19,98))/2 = (70,15 x 44,23 )/2 = 1551,37 m² Superficie 3 = 36,82 x (92,45 64,21)/2 = 519,90 m² Superficie 4 = 28,66 x (92,45 50,78)/2 = 597,13 m² Superficie 5 = ((28, ,75) x (50,78 20,12))/2 = (52,41 x 30,66)/2 = 803,45 m² Superficie 6 = (20,12 x 23,75)/2 = 238,93 m² Superficie totale exercice 3 = 4 043,75 Calcul exercice 4 : Superficie 1 = (30,14 x 48,54)/2 = 731,50 m² Superficie 2 = ((30, ,2) x (66 48,54))/2 = (48,34 x 17,46 )/2 = 422 m² Superficie 3 = ((24,5 + 18,2) x (81,45 66))/2 = (42,7 x 15,45 )/2 = 329,86 m² Superficie 4 = 24,5 x (99 81,45)/2 = 214,99 m² Superficie 5 = 57,16 x (99 33)/2 = 1 886,28 m² Superficie 6 = (57,16 x 33)/2 = 943,14 m² Superficie 7 = (π x 66²)/ 8 = 1710,60 m² Superficie totale exercice 4 = 6 238,37 m² 31

32 Technologie de la construction 4. Mesure d un TERRAin de petites dimensions Calcul exercice 5 : (-) = déduire superficie ; se trouve en dehors de la figure Superficie 1 = ( 13,50 x 7,35)/2 = 49,61 m² (-) Superficie 2 = (6,83 x 25,06)/2 = 85,58 m² Superficie 3 = ((6,83 x (47,15 25,06))/2 = 75,44 m² Superficie 4 = ((2,78 x ( 51,35 47,15))/2 = 5,84 m² (-) Superficie 5 = (2,78 x (73,85 51,35))/2 = 31,28 m² (-) Superficie 6 = ((28,82 x (97,74 75,66))/2 = 318,17 m² Superficie 7 = ((19,98 x (97,74 72,21))/2 = 255,04 m² Superficie 8 = ((25, ,98) x (72,21 16,69))/2 = 1257,53 m² Superficie 9 = ((25,32 x (16,69 7,35))/2 = 118,24 m² Superficie 10 = ((28, ,50) x 75,66)/2 = 1600,97 m² Superficie totale exercice 5 = 3 624,24 m² 32

33 5. L implantation d un bâtiment de petites dimensions Technologie de la construction 5. l implantation d un bâtiment de petites dimensions Pour tracer un bâtiment sur le terrain, nous procéderons en fait de la manière inverse. Nous dressons 1 perpendiculaire ou plus et utilisons les diagonales comme contrôle (perpendicularité) Il est très important, pour le tracé d un bâtiment sur le terrain, de savoir où commencer le tracé. L illustration ci-dessous est un exemple de plan d implantation, c est-à-dire d un plan sur lequelle plan de masse est indiqué en regard des limites parcellaires. On y retrouve un certain nombre de lignes importantes à partir desquelles les dimensions sont données : Limite parcellaire : ligne de séparation : ligne entre 2 parcelles (portions de terrain à bâtir) Cette limite est généralement indiquée par des bornes surmontées d un + ou d un o. (croix médiane = limite) Alignement : ligne de séparation entre le domaine privé et le domaine public. Front de bâtisse : ligne de la parcelle à partir de laquelle on peut commencer à bâtir (légalement) Entre l alignement et le front de bâtisse se trouve la zone non-aedificandi. Cette zone non constructible doit être strictement respectée. mur mitoyen : mur appartenant en copropriété à 2 habitations accolées. Ce mur est monté de telle manière que son centre correspond à la limite parcellaire. Ce mur est souvent monté en blocs et sa largeur est donc de 20 cm. Dès le moment où le 2ème propriétaire utilise le mur, une reprise du mur doit avoir lieu. Coût = m³ de maçonnerie x prix par m³ 33

34 Technologie de la construction 5. Inplanting van een klein GEBouw Une fois tous les points tracés sur le terrain à l aide de jalons ou de piquets, ils doivent être remplacés par des repères permanents. Deux possibilités existent : 5.1. Passerelles Sur la planche supérieure sont généralement indiquées 2 mesures : les fondations et les dimensions des murs. Les mesures sont indiquées par des clous. Sur ces clous sont ensuite tendus des fils qui permettront de creuser les fondations. Sur le terrain, on utilise dans ce cas de la chaux hydraulique pour visualiser les mesures. Si nous reprenons la parcelle ci-dessus, nous pouvons y dessiner les passerelles. Les passerelles sont donc placées en dehors du bâtiment, de manière à ne pas se trouver dans le chemin lors de l exécution des travaux. Sur la figure suivante, dessinez le nombre de passerelles dont vous avez besoin pour tracer le bâtiment. De quel autre matériel avez-vous aussi besoin? (12 passerelles, clous, marteau de charpentier, marteau lourd, corde, seau de chaux, mètre à ruban, laser ou niveau) 34

35 5. Inplanting van een klein GEBouw Technologie de la construction 5.2. Chaises d implantation Dans cette méthode, des piquets de bois sont enfoncés dans le sol et relié par des chaises d implantation. Sur ces dernières, nous pouvons indiquer toutes les mesures dont nous avons besoin ; l indication se fait de la même manière : par des clous. Les chaises d implantation sont toutes placées à la même hauteur, généralement 50 cm au-dessus du niveau du sol. Cette méthode a un grand désavantage : tout étant tracé, l accès au puits de construction est difficile. Solution : laisser une ouverture ou fixer une chaise d implantation à l aide d étaux. 35

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37 6. Tracé d ARCS de CERCle Technologie de la construction 6. Tracé d arcs de cercle L objectif est ici de rendre visible une partie d un cercle. Dans la construction de routes, il s agit même d un cercle de grand à très grand rayon. On comprendra dès lors que le tracé à l aide d un piquet et d une corde n est pas une bonne solution dans ce cas. L arc de cercle se prolongera toujours ici en parties droites (routes). Il faut que l évolution de la partie droite en arc de cercle se fasse en souplesse!!! Parallèlement à cette méthode simple, il en existe encore deux autres en topographie : la méthode 1/4 de flèche et le curvigraphe Parties d un cercle arc de cercle : ligne courbe point médian M Rayon R : distance entre le point médian et l arc de cercle corde k flèche p : distance entre la corde et le point le plus haut de l arc de cercle 37

38 Technologie de la construction 6. Tracé d ARCS de CERCle 6.2. la méthode 1/4 de flèche Attention Cette méthode ne doit s utiliser que pour des rayons supérieurs à 20 m! Méthode : poser le jalon en A et B : ce sont les points d extrémité des portions de routes droites et le début de l arc de cercle déterminer le milieu de la corde M mesurer la flèche =p1 ou tracer = distance CM tracer la nouvelle flèche p2 = (p1)/4 sur la nouvelle corde = AC et CB tracer la nouvelle flèche p3 = (p2)/4 sur la nouvelle corde = AD et DC ; CE et EB De quoi avons-nous besoin : jalons mètre à ruban 38

39 6. Tracé d ARCS de CERCle Technologie de la construction 6.3. le curvigraphe Attention Une fois l angle réglé avec le curvigraphe, on ne peut PLUS tourner le miroir lors du tracé des points intermédiaires ; Pour tracer une courbe, on peut également utiliser un curvigraphe. C est un appareil semblable à un prisme pentagonal double, et est lui aussi monté sur une canne. Méthode : 1. réglage de l angle exact placer le curvigraphe en T1 (ou T2) placer le jalon A (ou B) orienter les miroirs de manière à voir A et T2 alignés dans les miroirs (ou T1 et B) 2. tracé de la courbe enlever le curvigraphe et placer un jalon se déplacer selon le rayon jusqu à voir alignées les images de T1 et T2 poser la canne = point de l arc de cercle Matériel nécessaire : jalons curvigraphe canne ou fil à plomb Pour d autres méthodes de tracé d arcs de cercles, nous renvoyons à la série «Comprendre un plan: La rue» du ffc. 39

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41 7. CaractéristiqUES communes DES appareils topographiques Technologie de la construction 7. Caractéristiques communes des appareils topographiques Pour la mesure de hauteurs et de dénivelés, nous utiliserons différents appareils. Ces appareils présentent tous un certain nombre de similitudes que nous allons présenter ci-après Le pied Chaque appareil doit être placé sur un pied. Il s agit d une sorte de trépied, possédant trois pieds télescopiques terminés par une pointe métallique. Celle-ci est enfoncée dans le sol ou entre les joints des dalles. Pour les travaux sur sol lisse, on peut utiliser un grand triangle en bois pour poser le pied. Important: Lorsque vous saisissez un pied, vérifiez d abord que les 3 pieds sont attachés. De cette manière, vous pouvez éviter un certain nombre d accidents. Donc, avant de ranger un pied, veillez à ce que les pieds soient repliés. Assurez-vous que le trépied soient dressé le plus solidement possible. Il y aura ainsi moins de risque de basculement de l appareil. Lors de la mise en place du pied, veillez à positionner le plateau à l œil le plus horizontalement possible. Ceci permettra de réduire le nombre de corrections de l appareil par la suite. La hauteur du pied dépend de la taille de la personne qui utilisera l appareil. La hauteur du pied varie donc sans cesse et n est jamais identique deux jours de suite. Si vous le souhaitez, vous pouvez utiliser un pied d intérieur. Les subdivisions marquées sur le piquet central vous permettent de replacer l appareil à la même hauteur. Attention : dans le cas d appareils laser, la hauteur doit être différente de celle d un laser analogue sur le chantier voisin. La figure ci-contre montre la partie inférieure d un pied : il faut enfoncer solidement les pieds dans le sol de manière que l appareil ne risque pas de basculer pendant la mesure. 41

42 Technologie de la construction 7. CARACTéristiqUES communes DES appareils topographiques 7.2. L appareil Chaque appareil se fixe sur le pied à l aide d un boulon central. Attention : toujours maintenir l appareil tant qu il n est pas complètement fixé!!! Pour pouvoir visser plus facilement l appareil, le basculer légèrement afin de bien voir le boulon de fixation. Sous l appareil se trouvent 3 vis de réglages, ou vis de pied. Elles permettent de régler l appareil horizontalement. Pendant ce réglage, vous pouvez observer la nivelle sphérique. Cela facilite le réglage grossier de l appareil. En tournant les vis, nous pouvons faire réagir la bulle (dans le cercle) Un bon appareil laser ne fonctionnera pas si la bulle de la nivelle sphérique ne réagit pas!!! Le réglage fin est désormais assuré par un compensateur. Celui-ci règle automatiquement l appareil à l horizontale. 42

43 8. Le niveau Technologie de la construction 8. Le niveau Un niveau se compose d une espèce de lunette. Lorsque nous regardons dans le viseur, nous voyons, fortement grossis, un certain nombre de fils croisés, le réticule. Nous allons maintenant lire une mire à l aide de ces fils. Le plus important est le fil central. Il constitue la ligne de visée. La mire que nous utilisons pour lire des hauteurs est subdivisée en décimètres. Donc, chaque case mesure 10 cm, et la couleur change tous les mètres. Exemple: Lecture supérieure : 0,520m Fil central : 0,430m Lecture inférieure : 0,340m La valeur mesurée est donc = 0,430 m Contrôle : (0, ,340) /2 = 0,860/2 = 0,430 m 43

44 Technologie de la construction 8. Le niveau 8.1. A quoi sert un niveau? il permet d une part de mesurer 2 hauteurs et de calculer le dénivelé entre ces deux points. Nous pouvons ainsi savoir si un point donné est situé plus haut ou plus bas qu un autre point connu. Quelle est la hauteur du point B? Pour la mesurer, nous devons mesurer un certain nombre de hauteurs et calculer le reste. La hauteur (niveau) du point A : 33,52 m La hauteur de la ligne de visée au point A : 1,834 m Le niveau de la ligne de visée au point B : 1,649 m Le niveau du point B : 33,52 m + 1,834 m = 35,354 m 1,649 m = 33,705 m Quel est dès lors le dénivelé entre les points A et B? 33,705 m 33,52 m = +0,185 m Ceci signifie que le point B est situé 0,185 m plus haut que le point A. D où le résultat + 0,185 m. Hauteur de A Valeur de la mire en A Valeur de la mire en B Hauteur de B Dénivelé + 33,52 m 1,834 m 1,649 m 33,705 m + 0,185 m + 0,000 m 2,333 m 1,821 m + 0,512 m + 0,152 m + 12,56 m 1,545 m 0,956 m + 13,149 m + 0,589 m + 22,48 m 1,378 m 2,110 m + 21,748 m - 0,732 m + 325,25 m 3,963 m 1,269 m + 327,944 m + 2,694 m ,05 m 2,235 m 2,533 m ,752 m - 0,298 m 44

45 8. Le niveau Technologie de la construction il permet d autre part de reporter une hauteur donnée vers un autre endroit : un niveau du sol, repère à un mètre, taille des couches,... niveau du sol = niveau à hauteur du plancher fini. Cette hauteur s utilise généralement comme référence et a la valeur =... m. Ce niveau est souvent mesuré sur le seuil de la porte d entrée. (ceci permet de comparer la hauteur avec celle du point le plus haut de la rue) repère à un mètre = niveau de hauteur = + 1,0 m. Il s agit donc d une hauteur située à 1 mètre au-dessus du niveau du sol. On utilise cette hauteur pour éviter de toujours devoir se mettre à genoux pour déplacer les niveaux. Méthode : régler l appareil et lire la mesure à hauteur du fil central pointé sur le point connu. (1,256 m) viser l autre point et maintenir la mire de manière que la hauteur lue soit la même = 1,256 m tracer un trait sous la mire : le niveau est ainsi reporté. Remarques : si aucun niveau de référence n est fournir, on utilisera le niveau de l axe de la route comme niveau de référence. Il est considéré comme étant de 0,0 m. assurez-vous que la mire soit toujours verticale, faute de quoi les valeurs lues seront incorrectes. 45

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47 9. L appareil laser Technologie de la construction 9. L appareil laser 9.1. Généralités On utilise aujourd hui de plus en plus d appareils lasers au lieu de niveaux. Il y a un certain nombre de différences : un laser est toujours fixe : c est le rayon laser qui effectue un mouvement rotatif. l opérateur ne regarde pas dans l appareil ; ce dernier émet lui-même un rayon laser. Ceci signifie qu il est possible de travailler SEUL. une source de courant est toutefois nécessaire. Ne pas oublier de charger l appareil. La nivelle sphérique est souvent remplacée par un niveau électronique (= réglage grossier) + compensateur (= réglage fin). Les appareils plus chers se règlent automatiquement à l horizontale, sinon ils n émettent aucun rayon. Il existe des lasers spéciaux utilisés pour des applications spécifiques lasers de canalisation, lasers à pente, systèmes d indication de profondeur,... 47

48 Technologie de la construction 9. L appareil laser 9.2. Classification des appareils laser Attention Seuls les appareils laser de classe 1 et 2 sont légalement autorisés comme appareils de chantier. Classe 1 Rayon invisible : peu dangereux pour les yeux n attire pas le regard en raison de son caractère invisible Classe 2 Rayonnement visible (puissance < 1 mw) Le réflexe palpébral est suffisant comme protection (ne pas fixer le rayon) Classe 3A Ne pas regarder directement le rayon (puissance < 5 mw) Une fixation prolongée du rayon provoque la cécité Classe 3B Eviter le contact avec l œil (puissance < 500 mw) Dangereux pour les yeux Classe 4 Danger réel pour les yeux et la peau 48

49 9. L appareil laser Technologie de la construction 9.3. Types d appareils laser Laser diode I laser à rayon invisible Laser diode II laser à rayon visible Laser rotatif Laser rotatif Laser de ligne - laser de nivellement - laser d intérieur - laser de canalisation - laser à pente - - laser 2 lignes -. - télémètre Le prix dépend fortement du type de laser. Il est conditionné par : la portée : la distance couverte par l appareil la précision l autonomie la plage de travail du compensateur : les appareils moins chers n ont pas de compensateur la possibilité du laser de se caler lui-même à l horizontale. Un laser à pente est donc plus cher qu un laser tournant à l horizontale. 49

50 Technologie de la construction 9. L appareil laser laser à rayon invisible Ce laser est toujours un laser rotatif. En d autres termes : le rayon laser décrit toujours un plan. Dans le cas du laser à pente, ce plan sera incliné. Certains lasers à pente permettent de définir simultanément 2 pentes (directions X et Y), par exemple pour construire une rue en pente tout en prévoyant l évacuation des eaux vers les égouts. Plus : sécurité du rayon laser absence de rayon lumineux gênant Moins : le rayon laser étant invisible, il est impossible de réaliser les mesures sans un accessoire. Cet accessoire est appelé récepteur. Comment se présente-t-il? 1. commutateur marche / arrêt 2. touche de réglage du son 3. sensibilité des touches La touche de sélection 3 permet de régler la sensibilité du récepteur. 6. cellules photoélectriques 7. encoche pour tracé de la hauteur 8. sortie sonore 50

51 9. L appareil laser Technologie de la construction réglage fin : jeu de 1 mm seulement, donc à utiliser pour un travail de grande précision, pour déplacement d une taille des couches réglage grossier : jeu de 4 à 6 mm, à utiliser pour un travail de moindre précision, par exemple pour le creusement de fouilles de fondation. La sensibilité choisie est toujours affichée à l écran et peut toujours être modifiée. L écran du récepteur affiche également un certain nombre de flèches indiquant la position du récepteur par rapport au rayon laser. le récepteur est plus haut que le rayon laser et doit être descendu le récepteur est plus bas que le rayon laser et doit être remonté le récepteur est à peu près au même niveau que le rayon laser le récepteur est exactement au même niveau que le rayon laser La position du récepteur peut aussi être signalée par un signal sonore. Celui-ci peut être activé ou désactivé à l aide de la touche 2 du récepteur. récepteur trop haut sons rapides récepteur trop bas sons lents récepteur au bon niveau son constant Attention attention à ne pas capter avec votre récepteur un laser d un autre chantier lorsque le rayon laser est hors de la portée du récepteur (soit au-dessus, soit en dessous), l écran n affiche rien! 51

52 Technologie de la construction 9. L appareil laser utilisation du récepteur Il y a trois manières d utiliser le récepteur : à main libre Ici, des niveaux sont reportés sur des murs ou des colonnes (profilés) On utilise pour ce faire l encoche du récepteur. Il faut donc tracer soi-même le repère au niveau de l encoche. Les autres niveaux peuvent ensuite être calculés. 52

53 9. L appareil laser Technologie de la construction à l aide d une mire Le récepteur est ici vissé sur une mire de manière à fournir une valeur comme pour un simple nivellement. La fixation sur la mire se fait généralement à l aide d un accessoire qui se trouve également dans le coffret. Cet accessoire porte également une ligne repère permettant de lire le bon niveau sur la mire. Pour les mesures à l aide d un appareil laser a été créée une mire spéciale, la mire flexi. Cette mire a une double subdivision. La 1ère partie sert à lire les niveaux. La 2ème partie permet de lire les dénivelés. La partie rouge indique un dénivelé vers le bas (négatif ), l autre partie un dénivelé vers le haut (positif ). En l absence de ce type de mire, il suffit d utiliser une mire classique et de lire ou de mesurer les niveaux à l aide d un mètre pliant. L intérêt de fixer le récepteur sur une mire est que ce système permet d effectuer des mesures n importe où, ce qui n est pas possible en tenant le récepteur à la main. 53

54 Technologie de la construction 9. L appareil laser fixé à un engin Si le récepteur est fixé à l engin, l opérateur peut travailler seul. Il suffit de fixer le récepteur à n importe quel endroit du balancier et de régler le niveau sur zéro. Il faut préalablement placer la flèche de l engin dans une position donnée. L opérateur peut alors poursuivre son travail et contrôler le niveau où et quand il le veut. (des témoins indiquent si l on se trouve trop haut ou trop bas). L objectif n est pas de fixer ces témoins en permanence, ils ne servent que de contrôle. Attention l appareil laser doit être placé de telle manière que l on puisse toujours recevoir des signaux sur le récepteur. les témoins allumés ne peuvent servir de contrôle que si l on place la flèche de l engin dans la position qui a servi au réglage du laser. Des modèles encore plus perfectionnés permettent même un pilotage automatique de l engin : l opérateur n a plus qu à suivre la bonne direction (bulldozers, niveleuses, lame niveleuse, etc.) 54

55 9. L appareil laser Technologie de la construction Remarque: Les lasers à pente peuvent accepter une certaine pente. Ces appareils fonctionneront même si le compensateur est réglé sur une pente. Il est possible de régler soi-même cette pente, mais l essentiel est la direction dans laquelle la pente est tracée. La direction est indiquée par une flèche. L appareil doit donc être placé dans cette direction.. La pente commence dès le placement du laser. ( pas de pente, < laser à pente) laser à rayon visible Les lasers à rayon visible sont plus dangereux que les lasers avec rayon invisible. Par contre, ils présentent un certain nombre d avantages et de possibilités. Nous distinguons deux types : lasers rotatifs, par exemple lasers d intérieur lasers à rayon fixe : par exemple laser de canalisation, laser à deux lignes 55

56 Technologie de la construction 9. L appareil laser lasers d intérieur Le but principal est de travailler sans récepteur. Le rayon laser est visible, soit de couleur verte, soit de couleur rouge. Les mains sont donc libres. Ces lasers s utilisent également pour la finition de bâtiments. La plupart des appareils peuvent également fonctionner sous n importe quelle pente (sans compensateur) ou délimiter un plan vertical. Ils peuvent donc s utiliser par exemple pour dresser des cloisons. Pour utiliser cet appareil afin d indiquer la hauteur d un plafond, il faut placer l appareil à la hauteur du plafond. C est ce que permettent de faire des pieds spéciaux pouvant atteindre une grande hauteur (3,1 m ou 4,25 m). Ces pieds permettent également de replacer l appareil à même hauteur deux jours consécutifs, ce qui n est pas possible avec un autre pied. A cette hauteur, il est conseillé d utiliser une commande à distance. 56

57 9. L appareil laser Technologie de la construction laser pour canalisation Laser à rayon fixe et visible. Il ne comporte aucune partie rotative. Cet appareil est utilisé pour poser des canalisations en pente. Ce laser peut donc être réglé de manière très précise selon un angle donné (même en % ou /oo). On utilise bien entendu aussi le rayon droit pour indiquer la direction exacte de l égout. Un laser pour canalisation étant donc toujours utilisé dans un environnement humide, il doit aussi être parfaitement étanche. Ce laser s utilise donc avec une plaquette de réception. Cette dernière est placée dans la partie inférieure de la canalisation. Sur la plaquette figure une mire qui reçoit le rayon du laser et permet de voir clairement si la canalisation se trouve trop haut ou trop bas, ou si la direction doit être corrigée. Chaque fois que l on pose une canalisation, il faut donc emporter la plaquette de visée et la poser dans la canalisation pour contrôle. Attention : la plaquette de visée doit toujours être parfaitement horizontale pour permettre d effectuer le contrôle. Le laser est généralement installé dans un puits d inspection, ou aux endroits où la pente des égouts change. Une commande à distance s impose également pour cet appareil. Le rayon de l appareil commence à clignoter pour indiquer un changement de la pente, ou un dérèglement de l appareil. 57

58 Technologie de la construction 9. L appareil laser laser à deux lignes et autres Il existe encore nombre de lasers destinés à d autres applications, que l on peut utiliser dans le domaine de la construction. En voici quelques exemples. 58

59 NOTES Technologie de la construction NOTES 59

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