TOPOGRAPHIE APPLIQUEE. Pascal LEMA RUZIGURA

Transcription

1 TOPOGRAPHIE APPLIQUEE Pascal LEMA RUZIGURA 1

2 Le matériel : Le nivellement direct niveau à lunette mire télescopique carnet de notes 2

3 Principe de fonctionnement Le nivellement direct ou nivellement géométrique consiste : déterminer la dénivelée H AB entre deux points A et B Exemple: Connaissant le niveau du point de référence (A), il va falloir déterminer le niveau du point B 3

4 Principe de fonctionnement Le nivellement direct est une méthode de nivellement où la dénivelée H entre deux points est obtenue à l aide d un niveau et par lecture directe sur une mire placée successivement sur le point arrière (lecture arrière) et sur le point avant(lecture avant) 4

5 LE NIVEAU Le niveau est défini par deux axes : Axe vertical (ou axe principal) + Axedevisée(ouaxeoptique). Ces deux axes sont perpendiculaires. L axe de visée décrit un plan horizontal en tournant autour de l axe vertical. 5

6 Description: Le nivellement direct LE NIVEAU A LUNETTE 6

7 Description: Nivelle sphérique Le nivellement direct LE NIVEAU L axe principal est rendu vertical à l aide d une nivelle sphérique. La nivelle sphérique d un niveau a une sensibilité de l ordre de 8 à 10. Les niveaux actuels possèdent un dispositif appelé «compensateur automatique». Le compensateur automatique permet de rendre l axe optique horizontal même après la rotation du niveau autour de l embase. Nivelle sphérique 7

8 Description: Le nivellement direct LES MIRES PARLANTES Elles sont graduées tous les centimètres et permettent des lectures avec une estimation du millimètre. Ces mires peuvent être utilisées avec tous les niveaux muni d une lunette optique. Les lectures sont réalisées par l opérateur et donc source d erreurs humaines. Elles comportent une nivelle sphérique pour être tenues verticalement. 8

9 Description: Le nivellement direct LES MIRES A CODE-BARRES Elles fonctionnent sur le principe de la lecture numérique sur des «barres» qui forment un code que le niveau interprète. Les lectures sont réalisées par l appareil. Les erreurs humaines pendant la lecture sont éliminées. les conditions extérieures doivent être bonnes (lumière suffisante, conditions météorologiques favorables) pour que l'appareil puisse "lire" sur la mire. 9

10 LES MIRES INVAR DE HAUTE PRECISION Description: Elles sont en acier + nickel (faible dilatation). Elles sont utilisées avec des niveaux de haute précision munis d'un dispositif de lecture appelé "lame à face parallèles" permettant de lire le 1/10 de mm et d'estimer le 1/100 de mm. Les mires Invar peuvent également être à code-barres avec lecture automatique. 10

11 Mise en station du niveau à lunette La mise en station d'un niveau est relativement simple puisque dans la très grande majorité des cas, l'appareil est positionné sur un point quelconque. Mode opératoire : enfoncerlégèrementlesbranchesdutrépieddanslesol mettreleplateaudutrépiedàpeuprèshorizontal positionner l'embase au centre du plateau du trépied et fixer le niveauaveclavisdutrépied vérifier que les 3 vis calantes ne sont pas en butée et qu'elles sont environ à mis course silabulleestcolléesurleborddelanivelle,décollez-laenutilisant les branches du trépied positionner la bulle dans le cercle de la nivelle sphérique avec les vis calantes. 11

12 Mise en station du niveau à lunette Mode opératoire : positionner la bulle dans le cercle de la nivelle sphérique avec les vis calantes. 12

13 Principe général La mire est placée sur les verticales en A et B. La distance entre A et B étant faible (inférieure à 100 m),on considère que ces deux verticales sont parallèles. Les mires en A et B sont donc perpendiculaires au plan de visée 13

14 Principe général La différence entre les deux lectures donne la dénivelée: Par, habitude, on dit que la dénivelée est la différence entre les lectures arrière et avant: 14

15 Principe général La portée est la distance entre le niveau et la mire. La portée maximale varie : pour un nivellement de précision, elle ne doit pas dépasser 35 m environ pour un nivellement ordinaire, elle ne doit pas dépasser 60 m environ. 15

16 La lecture sur la mire Le réticule d un niveau est généralement constitué de quatre fils: le fil stadimétrique supérieur (s ) ou haut (h), qui donne une lecturem1surlamire; le fil stadimétrique inférieur (s) ou bas (b), qui donne la lecture m2surlamire; lefilniveleur(n),quidonnelalecturemsurlamire; lefilvertical(v),quipermetlepointédelamireoud unobjet. La lecture sur cette mire vaut:6,65dmou0,665m 16

17 La lecture sur la mire Les dénivelées sont calculées avec les lectures au fil niveleur fn. Les fils stadimétriques servent : àcontrôlerlalectureaufnavec: àmesurerlalongueurddelaportéeavec: Rmq : La formule de longueur (D) est donnée pour des mesuresfhetfbenmètre. 17

18 Méthodes de mesure La mesure directe d'une dénivelée entre deux points avec une seule station est relativement rare. En effet, les points à niveler sont généralement éloignés des repères de nivellement. Il faut alors avoir recours à des cheminements constitués d'une succession de stations: 18

19 Cheminement en boucle ou aller-retour On part du point connu et on chemine jusqu'au point à déterminer; c'est le cheminement aller. Pour se contrôler, on effectue un cheminement dans l'autre sens; c'est le cheminement retour. Le cheminement aller-retour permet de: déterminer l écart de fermeture( point de départ et point d arrivée connus) compenser les niveaux si l écart de fermeture limite de tolérance 19

20 Cheminement encadré Dans ce cas,on part d'unrepère connu,on chemineenpassant parle pointdontonveutmesurerl'altitudepuisonserefermesurunrepère connu. Le cheminement encadré permet de: déterminer l écart de fermeture( point de départ et point d arrivée connus) compenser les niveaux si l écart de fermeture limite de tolérance 20

21 Cheminement double ou méthode Cholesky C'est une méthode lourde à mettre en œuvre (elle requiert 2 portes mire). Le cheminement encadré permet de: éviter de faire un cheminement aller-retour depuis un seul point de référence d'effectuer deux cheminements indépendants en parallèle avec double stationnement de mire compenser les niveaux si l écart de fermeture limite de tolérance 21

22 Rayonnement Le rayonnement s emploie pour lever plusieurs points à partir d une même station du niveau. Les visées sont généralement inégales. Le contrôle du travail n est pas réalisé. Le rayonnement est souvent inclus dans un cheminement. 22

23 Différentes méthodes de rayonnement 1. Station sur le point de référence Le niveau est mis en station à la verticale du point repère r (de cote connue Zr); on mesure la hauteur hi de l axe optique par rapport au repère;lacotezvduplandeviséevaut: Zv= Zr + hi On procède à la lecture sur la mire placée successivement sur les différents points à lever. 23

24 Différentes méthodes de rayonnement Inconvénients de la méthode: 1. Station sur le point de référence o devoir stationner au-dessus du point repère est malaisé et souvent impossible o mesurer hi est difficile et imprécis o la position du point repère est souvent excentrée par rapport à la zoneàlever Pour ces raisons, et sauf s il faut mesurer des angle de sommet r, on préférera la méthode par station quelconque. 24

25 Différentes méthodes de rayonnement 1. Station sur un point quelconque Dans ce mode de levé, le point de station est indépendant du point repère;ilsuffitdedéterminerlacoteduplandeviséezveneffectuant la lecture de la mire placée sur le point repère. On évite, ainsi, les inconvénients de la méthode précédente. 25

26 Compensation Sil écartdefermeture limitedetolérance,alorsonpeutcompenser: Proportionnellementaunombredestations Proportionnellementaux Z Proportionnellementaux longueursvisées Pour les détails, voir les exercices de compensation résolus en classe. 26

27 Repères altimétriques I.G.N. 27

28 Repères altimétriques I.G.N. 28

29 Extrait de répertoire de points de nivellement 29

30 Exemple : Remplissage du carnet de notes 30

31 Exemple : Remplissage du carnet de notes 31