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).
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.
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
