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dimanche 1 mai 2011

Le Nivellement


Projet Niger - HYCOS – Formation en hydrométrie
Eléments de Topographie – Nivellement , Niamey, Mai 2006

Introduction
Le nivellement
Les techniques de nivellement
La fermeture
Les profils

Finalité de la topographie

Comme souvent, il est pratique de partir de la finalité pour remonter aux techniques mises en oeuvre et les justifier ainsi.

En schématisant, on peut dire que la topographie a pour objectifs principaux de permettre l’établissement de cartes et de plans graphiques sur lesquels sont représentes, sous forme symbolique, toutes les informations ayant trait à la topologie du terrain et à ses détails naturels et artificiels.

Cette cartographie de données existantes permettra par exemple de s’orienter sur le terrain ou bien d’étudier un projet de construction.

Quelques définitions

La cartographie : c’est l’ensemble des études et opérations scientifiques, artistiques et techniques intervenant à partir d’observations directes ou de l’exploitation d’un document en vue d’élaborer des cartes, plans et autres moyens d’expression.

La planimétrie a pour but de représenter la projection, sur un plan horizontal, de tous les points situés sur le terrain. Pour cela on mesurera les distances séparant les différents points les uns des autres ainsi que les angles pour rattacher ces différents points.

Le nivellement ou altimétrie est l’ensemble des opérations topographiques qui permet de déterminer l'altitude d'un point à partir de l'altitude connue d'une référence, après avoir calculé la dénivelée entre ces deux points.


• NGF, Nivellement Général de la France
• IGN69
• Normal Null


La source d’information

Au niveau national, la meilleure source :
Institut Géographique National
• Coordonnées
• Paramètres de projection
• Numéros de cartes
• Fiches signalétiques de points...


Le niveau


Les éléments du niveau


1 vis calante
2 plaque ressort
3 bague de mise au point
4 plaque de fixation
5 oculaire de la lunette
6 viseur
7 bouton du micromètre

Les types de niveaux

Le niveau de chantier
Le niveau automatique

Le niveau numérique



Mise en station



Nivelle


Nivelle à coïncidence sur un niveau N2 WILD

Réticules


Lecture de la mire
Le réticule d’un niveau est généralement constitué de quatre fils :
- le fil stadimétrique supérieur (s´), qui donne une lecture m1 sur la mire;
- le fil stadimétrique inférieur (s), qui donne la lecture m2 sur la mire;
- le fil niveleur (n), qui donne la lecture m sur la mire;
- le fil vertical (v), qui permet le pointé de la mire ou d’un objet.

La lecture sur chaque fil est estimée visuellement au millimètre près. Les fils stadimétriques permettent d’obtenir une valeur approchée de la portée.
Pour chaque lecture, il est judicieux de lire les trois fils horizontaux de manière à éviter les fautes de lecture : on vérifie en effet, directement sur le terrain, que : m =(m1+m2)/2


Positionnement de la mire
La mire est une échelle linéaire qui doit être tenue verticalement (elle comporte une nivelle sphérique) sur le point intervenant dans la dénivelée à mesurer.
La précision de sa graduation et de son maintien en position verticale influent fortement sur la précision de la dénivelée mesurée. La mire classique est généralement graduée en centimètre. La chiffraison est souvent en décimètre. Il existe des mires à graduation renversée pour les optiques ne redressant pas l’image (anciens modèles).

Lecture des angles


Contrôle du niveau


Déplacement


On ne déplace JAMAIS la mire et le niveau simultanément.


Principe du nivellement


Technique du nivellement




Observation de dénivelés





Les altitudes

• Nivellement par rayonnement
• Nivellement d’itinéraires
• Nivellement de franchissement
• Nivellement d’auscultation

Nivellement par rayonnement



Nivellement par cheminement



Piquet de nivellement


Nivellement de surface


La mesure de distance

• Historiquement, par la méthode d’amplification de base définie par une mire invar de deux mètres
• Actuellement, par télémétrie ou tachéométrie électronique
• Egalement avec un niveau en utilisant les fils stadimétriques

La portée est la distance du niveau à la mire :
elle varie suivant le matériel et la précision cherchée, et doit être au maximum de 60 m en nivellement ordinaire et 35 m en nivellement de précision. Dans la mesure du possible, l’opérateur place le niveau à peu près à égale distance de A et de B de manière à réaliser l’égalité des portées


Mesure de distance


Incertitude de mesure

Une mesure est toujours affectée par une certaine erreur.
On distingue :
• Les erreurs systématiques
• Les erreurs accidentelles
• Les fautes

Les erreurs systématiques
l’erreur d’étalonnage de la mire;
le défaut de verticalité de la mire :bulle déréglée;
l’erreur d’inclinaison de l’axeoptique : axeoptique non perpendiculaire à l’axe principal;
le défaut de fonctionnement du compensateur.


Les erreurs accidentelles
l’erreur de parallaxe qui est une mauvaise mise au point de la lunette;
un mauvais calage de la bulle;
l’erreur de lecture sur la mire due à l’estimation du millimètre;
un mauvais choix d’un point intermédiaire : point non stable;
le flamboiement de l’air : il faut éviter les visées en bas de mire près du sol lorsqu’il fait chaud.

Les fautes
On distingue les fautes de :
calage :oubli de caler la bulle, compensateur bloqué;
lecture :confusion du trait niveleur avec un trait stadimétrique; confusion de graduation ou d’unité;
transcription sur carnet : mauvaise retranscription de la valeur lue.

Nivellement et fermeture


Fermetures de cheminements


Compensation pondérée


Compensation par les moindres carrés


Profil en long



Profil en travers



Altitude réelle


Altitude fictive



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