Formation Topographie Nivellement

Institut de Recherche pour le Développement

Autorité du Bassin du Niger

Unité Observatoires Hydrologiques et Ingénierie

ELEMENTS DE TOPOGRAPHIE NIVELLEMENT Jean – Pierre BRICQUET Projet Niger - HYCOS – Formation en hydrométrie Eléments de Topographie – Nivellement , Niamey, Mai 2006

Introduction Le nivellement Les techniques de nivellement La fermeture Les profils

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

Finalité de la topographie Comme souvent, il est pratique de partir de la finalité pour remonter aux techniques mises en œuvre 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 représentées, 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.


Les réseaux de référence


Les réseaux de référence

• NGF, Nivellement Général de la France • IGN 69 • 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 Projet Niger - HYCOS – Formation en hydrométrie Eléments de Topographie – Nivellement , Niamey, Mai 2006

Les types de niveaux

Le niveau de chantier

Le niveau automatique


Le niveau numérique


Mise en station


Mise en station


Nivelle

Nivelle à coïncidence sur un niveau N2 WILD Projet Niger - HYCOS – Formation en hydrométrie Eléments de Topographie – Nivellement , Niamey, Mai 2006

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

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


Principe du nivellement


Technique du nivellement




Observation de dénivelés

f =ΔH obs −ΔH th

Z R1 =Z R2 +∑(AR− AV) Projet Niger - HYCOS – Formation en hydrométrie Eléments de Topographie – Nivellement , Niamey, Mai 2006







Les altitudes

• • • •

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


Nivellement par rayonnement


Nivellement par rayonnement


Nivellement par cheminement


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 deprécision. 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


Incertitude de mesure Les erreurs systématiques

¾ ¾ ¾ ¾

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


Incertitude de mesure Les erreurs accidentelles

¾ ¾ ¾ ¾ ¾

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


Incertitude de mesure Les fautes On distingue les fautes de :

¾ ¾ ¾

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

n

Fermeture angulaire :

f A =(n−2).200gon − ∑ Ai i =1

Fermeture planimétrique (en X) :

Fermeture linéaire :

fX =X f −Xc

f L = f X2 + fY2 + f Z2


Compensation pondérée

c j =−f

pj n

j p ∑i i =1

Compensation par les moindres carrés n

A = V .P .V t

mq0 =±


2) ( . p v ∑ i i i =1

n−q

Profil en long


Profil en travers


Profil en travers


Altitude réelle


Altitude fictive


Formation Topographie Nivellement

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