Département Génie civil [Tapez le nom de la société]
Travaux Pratiques : Topographie, Cartographie et SIG Le nivellement direct par cheminement fermé
Encadré par : Mr.Barradi Réalisé par : Boutkhamt Ilias EL Ferroune Ghizlane ELrhandouri Youssef Loudiyi Anass
Merzak Abdelwahab Mokhtari Soufiane Rezzouq Saad Sahifa Nabil
Introduction Le nivellement est l’ensemble des opérations qui permettent de déterminer des altitudes et des dénivelées (différences d’altitudes).Ces altitudes ont pour référence le niveau moyen des mers (N.M.M) qui représente une surface équipotentielle ou le géoïde. Le nivellement est utilisé principalement dans les domaines de génie civil notamment : Conception des routes, chemins de fer, aqueducs, adduction d’eau, ainsi que d’autres infrastructures qui doivent épouser la topographie du sol. implantation des projets de construction selon les élévations prévus sur les plans. calcul des cubatures ou volumes de terre et autres matériaux. Travaux de drainage et d’assainissement Cartographie des sols Auscultation des ouvrages d’art. Etudes sismiques
Le Principe du nivellement direct ; Le nivellement direct, appelé aussi nivellement géométrique, consiste à déterminer la dénivelée HAB entre deux points A et B à l’aide d’un appareil : le niveau et d’une échelle verticale appelée mire. Le niveau est constitué d’une optique de visée tournant autour d’un axe vertical. La mire est placée successivement sur les deux points. L’opérateur lit la valeur ma ou LAR (lecture arrière) sur la mire posée en A et la valeur mb ou LAV (lecture avant) sur la mire posée en B. La différence des lectures sur mire est égale à la dénivelée entre A et B. Cette dénivelée est une valeur algébrique dont le signe indique si B est plus haut ou plus bas que A (si HAB est négative alors B est plus bas que A). La dénivelée de A vers B est :
HAB = ma – mb
La dénivelée de B vers A est : HBA = mb – ma L’altitude HA d’un point A est la distance comptée suivant la verticale qui le sépare du géoïde. Si l’altitude du point A est connue, on peut en déduire celle du point B par :
HB = HA + HAB
Principe de base du nivellement direct
Le niveau
Le matériel utilisé ; Le niveau de chantier : constitue le matériel le plus simple et le moins onéreux. Il offre généralement une précision moyenne et est d’une mise en œuvre simple.
Les éléments
constitutifs d’un niveau sont les suivants : 1 -vis calantes 2 -plaque ressort 3 -bague de mise au point 4 -plaque de fixation 5 -oculaire de la lunette 6 -viseur 7 -bouton du micromètre
La mire de nivellement ordinaire :
Schéma d’un niveau La mire de nivellement généralement en bois ou métal (pliante), de 3 ou 4 mètres, munie d'un talon de mire. On effectue une lecture estimée au millimètre, au moyen du trait niveleur du niveau.
La mise en station d’un niveau La mise en station d’un niveau consiste à rendre horizontal l’axe optique de l’instrument, pour y arriver on opère selon l’ordre suivant : Installer le trépied (plateau le plus horizontal possible) (1) Fixer l’appareil sur trépied (2) Centrer la nivelle sphérique (3) Régler l’oculaire de l’objectif (4)
(3)
(4) (1)
–(2)
Lectures sur 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 est généralement graduée en centimètre. La chiffraison est souvent en décimètre. 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
L’exécution du nivellement Durant notre étude topographique du terrain de l’ENSAM .on a opté pour le nivellement direct fermé, encore appelé boucle, il part d’un point connu, passe sur un certain nombre de points intermédiaires qui seront conservé ou non, aboutit sur le point de départ ; il s’agit donc d’un cheminement encadré dont le point de départ est confondu au point d’arrivée. Ce type de cheminement présente les possibilités suivantes : Il présente le nivellement là où l’on ne dispose que d’un seul repère pour le chantier. On peut toujours attribuer une altitude arbitraire à un point fixe et durable, puis calculer tous les autres par rapport à lui. Le rattachement à un système général pourra toujours se faire ultérieurement. A
P3
-On note Les mesures et les calculs dans un carnet de nivellement.
Le terrain observé L’altitude du point de référence A (554 m) est déjà déterminée à l’aide du GPS, on supposera que la valeur donnée par le GPS est la vraie valeur. P 1
1.45 1.8
P 2
0.76 0.15
1.3 1.402 6.033 6.031
1.400
553.85 2 554.00 2
+ 0.002
Lors le calcul on suive les étapes suivantes : On Calcule les dénivelées mesurées
On vérifie le calcul de l’étape 1 par la relation :
554.00 1.25 01.703 2 555.25 0.45 1.84 2 1 554.61 2.48 1.0 0.64 2 4
On calcule la fermeture altimétrique
e du cheminement par la relation :
Avec e=f
Dans notre cas du cheminement fermé : - n=4 = 0 m (cheminement fermé) = 0.002 m Donc la
e=
fermeture altimétrique
e du cheminement est égale à :
= 0.002 – 0 m =0.002 m
Donc Htot = e =0.002 m (en boucle fermé)
- On procède à la compensation des erreurs dues aux mesures sur terrain lorsque la fermeture e du cheminement est inferieure à une tolérance de fermeture Tf qui dépend de la longueur du cheminement et de la précision du niveau utilisé. Si e est supérieure à Tf les mesures doivent être refaites. - La compensation est l’opération qui consiste à répartir la fermeture sur toutes les mesures. - La tolérance de fermeture Tf peut se varier entre ± 0,2 à ± 0,7 mm. - Dans notre cas e =0.002 m est inférieure à la tolérance de la fermeture exigée Tf
Conclusion
Durant ce TP on a essayé de faire un nivellement par cheminement fermé d’un terrain situé à l’ENSAM.les mesures sont pris soigneusement, c’est ce qui a explique que la fermeture e du cheminement est inferieure à la tolérance de fermeture Tf. Plusieurs erreurs accidentelles sont mises en jeu notamment le Parallaxe ; lorsque l'image intermédiaire donnée par l'ensemble objectif mise au point de la lunette n'est pas exactement dans le plan du réticule. Le Calage de la bulle ou du compensateur et l’Estime du millimètre peuvent donner naissance aux erreurs.et puisque on a réalisé le relevé topographique à 15h00 on a observé le Flamboiement qui se manifeste par mouvements verticaux de l'air chauffé par le soleil au-dessus de certains revêtements et il donne naissance à des erreurs de lecture.
