République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI DE TIZI-OUZOU FACULTE DE GENIE DE LA
CONSTRUCTION
D EPARTEMENT DE GENIE CIVIL
LMD LICENCE ACADEMIQUE
Compte-rendu du TP de
Nivellement indirect « Par rayonnement »
REDIGE PAR :
Hammad Anis. Hammouche Idir.
GROUPE : B1. L’ANNEE D’ETUDE : 2014/2015.
PLANNING DU TP : 1. Introduction. 1.1. Lexique Topographique.
2. But Du Tp.
3. Matériel Utilisé. 3.1. Le Théodolite. 3.2. Le Trépied. 3.3. La Mire.
4. Mode Opératoire.
5. Interprétation Des Résultats.
6. Conclusion.
1. Introduction :
En s’inspirant du reflet linguistique, la topographie est un terme qui abrite le dictionnaire antique de l’empire grec, imprimant : (topo=lieu et graphein=dessiner).
C’est une filière scientifique autodidactique, sans contraintes qui administre une plage importante de taches, tout en respectant une chronologie d’exécution, partant de la détection insitu des mesures diverses à une expression cartographique ou planificatrice des reliefs naturels ou carrément artificiels perceptibles sur le terrain.
Son objectif, est d’établir un constat spécifique à base de symboles, qui résument la topologie de la parcelle sur un feuillet optimisé à une échelle donnée, et par référence à l’allure gauche de la surface des mers prolongée sous continents figurant le nom du géoïde porteur du niveau zéro des altitudes.
Cette pratique confie au topographe une aptitude d’intervention dans les projets d’aménagement, identification des limites, évaluation des propriétés immobilières, réalisation des cartes ou plans (parcellaires, cotés, profils).
Par analyse historique, la topographie est fondée sur un appui géomatique (résumant : la géodésie, photogrammétrie, cartographie, télédétection…) marquant l’évolution mathématique de la forme terrestre. Cette dernière s’intéresse aux mêmes quantités, à un degré affiné sous une touche artistique aboutissant à des figures plus explicites.
La topographie est aussi une discipline polymodale renfermant sur la planimétrie (qui focalise ses études sur les distances et les angles horizontaux captés sur des points fixés à l’édifice en question avec un appareillage spécial) et l’altimétrie ou le nivellement.
Le nivellement se qualifie comme étant l’ensemble des opérations qui tendent à déterminer les altitudes et les dénivelées des points caractéristiques, en s’articulant sur une altitude connue, à l’empreinte d’une multitude de chemins, dénombrant : le nivellement géométrique, trigonométrique, barométrique…etc.
Le nivellement indirect par rayonnement qui évoque l’objet de notre tp, est une technique très épineuse par analogie au nivellement direct, médiocre sur le plan d’exactitude, avantageuse sur les visées lointaines, couramment utilisée dans les terrains à caractère irrégulier, grâce à son défi au complexe géométrique. Son principe consiste à déduire la dénivelée entre la station et le point visé, par le billet d’une mesure oblique de distance au moyen d’un (théodolite, tachéomètre …) accompagnée de l’angle zénithal et azimutal, puis matérialiser cette expérience en introduisant l’ensemble dans un formalisme mathématique trigonométrique, afin de ressortir avec une enveloppe balayant l’aire de l’enceinte polygonale formée à l’ensemble des points choisis.
L’intérêt de cette manœuvre est la rapidité d’exécution, mais l’obstacle des résultats entachés d’erreurs affecte la perfection du contrôle et engendre la transition vers d’autres modèles plus élaborés (la visée assistée par satellite).
1.1. Lexique topographique : Les précisions sémantiques ci-après facilitent l’infiltration dans le vif du TP :
Altimétrie : partie de la topographie qui a pour finalité la mesure de l’altitude des différents points d’une surface.
Cadastre : inventaire descriptif et évaluatif des parcelles de terrain et des immeubles bâtis. Il s’agit d’un document à caractère fiscal qui à vocation à définir l’assiette des impôts fonciers et qui ne peut valoir titre de propriété.
Cahier des charges de lotissement : document contractuel facultatif qui définit les droits et obligations des propriétaires de lots. Il ne peut contenir de règles de construction et son contenu ne peut être contraire au droit de l’urbanisme.
Echelle : rapport entre une longueur réelle et sa représentation sur le plan ou la carte.
Géo référencement : positionnement tridimensionnel par rapport à un système légal d’un point, d’une borne ou d’un repère.
Grade : unité de mesure angulaire retenue en géodésie et en topographie (ex : 100 grade = 90°).
Lever : établissement d’un plan, d’une carte, à partir de données de terrain. Opération de mesures locales d’un ensemble de points permettant de décrire, en s’appuyant sur des points de canevas, des objets géographiques.
Station de lever : position matérialisée, repérée et calculée du théodolite à partir de laquelle sont levés tous les points nécessaires par rayonnement.
Station totale : c’est un appareil moderne doté de systèmes enregistreurs des angles et des distances et de menus offrant de nombreuses possibilités.
Tachéomètre : instrument proche du théodolite avec possibilité de la mesure directe des distances. Axe de visée, axe de collimation : ligne passant par les foyers de l’objectif d’une lunette et le point de mesure en correspondance avec le réticule. Basculement : la lunette du théodolite est tournée de 200 gr autour de l’axe horizontal pour éliminer les erreurs instrumentales.
Calage et mise en station : opération effectuée par l’opérateur pour amener l’axe vertical de l’appareil à l’aplomb d’un repère sur le sol. Correction : valeur algébrique à ajouter à une valeur observée ou calculée pour éliminer les erreurs systématiques connues. Croisée du réticule : croix dessinée sur le réticule représentant un point de l’axe de visée. Fils stadimétriques : lignes horizontales marquées symétriquement sur la croisée du réticule. Elles sont utilisées pour déterminer les distances à partir d’une échelle graduée placée sur la station. Hauteur de l’appareil : distance verticale entre l’axe horizontal de l’appareil et celle de la station. Implantation : établissement de repères et de lignes définissant la position et le niveau des éléments de l’ouvrage à construire. Repères : points dont on connaît les coordonnées. Tolérance : variation admissible pour une dimension.
Gisement : c’est l’angle horizontal que fait une direction avec le Nord Lambert (sens des Y croissant) : il se compte à partir de la partie positive de l’axe des Y, dans le sens des aiguilles d’une montre de 0 à 400 grades ou de 0 à 360°. Il est constant le long d’une direction.
Azimut : c’est l’angle horizontal formé par une direction quelconque avec une autre direction prise comme référence : il se compte à partir de la direction de référence dans le sens des aiguilles d’une montre de 0 à 400 grades ou de 0 à 360°. Il n’est pas constant le long d’une direction. Les angles verticaux ou zénithaux : se sont les angles mesurés entre la verticale de la station (le zénith) et la direction d’une autre station. L’angle nadiral : c’est L’angle opposé à celui du zénith.
Carnet de nivellement : c’est un tableau ou s’inscrivent les différentes informations acquises sur les points considérés lors d’un nivellement.
2. But du TP :
Le TP vise à divulguer le secret enfoui de la progression indirecte par rayonnement, en alliant la vigilance du maniement avec la promptitude de l’exécution, mettant en scène le relevé d’informations géométriques de quatre points choisis librement sur un polygone fictif par rapport au point stationné de coordonnées connues. A l’usage d’une technique de visée par théodolite et lecture sur mire et enfin obtention du résultat (altitudes, surfaces) au moyen d’un processus matheux qui joue sur le critère des visées afin de les convertir en tableaux aisés à l’exploitation.
3. Matériel utilisé :
3.1. Le théodolite :
Sur une plateforme historique, le théodolite prend ses racines de l’étymologie latine notant (theos = dieu et delos = visible). C’est un appareil qui a vu le jour de puis (1571) à la main de l’anglais (Thomas Digges) et désignant un outil d’arpentage en (1704). Au fil des temps et avec les progrès techniques et informatique, permettant ainsi à ce dernier une nouvelle version plus raffinée. Le théodolite est désormais, un organisme de géodésie complété d’une option optique, mesurant les angles zénithaux et azimutaux afin d’aboutir à un calcul de distance et surfaces. Cet appareil est aussi serviable pour les autres domaines citant : l’astronomie, l’archéologie…etc.
Illustration :
Eclimètre (XIX éme siècle).
Théodolite (Moderne).
*Nomenclature : 1. Poignée de transport. 2. Viseur optique avec point de centrage. 3. Vis de blocage de la lunette. 4. Oculaire de la lunette. 5. Vis de fin basculement de la lunette. 6. Vis de blocage du pivotement. 7. Embase amovible. 8. Plomb optique. 9. Bouton du micromètre optique. 10. Bague de mise au point. 11. Microscope de lecture. 12. Bouton commutateur de lecture du cercle. 13. Nivelle torique. 14. Vis de fin pivotement de l’alidade. 15. Nivelle sphérique.
Architecture mécanique du théodolite Principe de
fonctionnement.
3.2. Le trépied :
C’est un dispositif mécanique à base de (hêtre, pin, fibre de verre, ou aluminium), optimisé à une hauteur comprise entre (166 et 180cm), sous un poids moyennant l’intervalle (4.5 à 7.4 kg). Destiné à la portée du théodolite sur un bâti parfaitement horizontal, infiniment rigide et résistant (assuré par la norme ISO). Les différents ajustements de hauteur, peuvent être apportés sur ce dernier car il est doté de rotules au dessous du plateau, et un système coulissant à mi-pieds limité par un bridge à verrouillage rapide ou parfois une vis de blocage.
Illustration :
3.3. La mire : Stadia en topographie est une règle graduée, généralement de cm en cm, mesurant environ 10 cm de large et peut aller à 2, 3 voire 4 mètres lorsqu’elle est dépliée. Chaque division centimétrique est peinte alternativement en rouge (ou noir) et en blanc, groupées à la suite par cinq centimètres. Tous les dix centimètres, un chiffre est marqué en raison de localiser les différentes hauteurs étudiées. La numérotation peut être : À l’endroit, pour les appareils dits à lecture droite. À l’envers, pour les appareils dits à lecture inversée.
Lors du nivellement, la mire est toujours tenue verticale et de façon stable sur les points, guidée par une nivelle sphérique.
Illustration :
4. Mode opératoire : La mise en station du théodolite doit être faite par une très bonne agilité et précision, tout en respectant la hiérarchie des étapes suivantes :
1. Se positionner tout d’abord sur le terrain concerné par l’étude (exactement au point de station).
2.
Mettre à la disposition le matériel : théodolite, trépied, mire (2m). 3. desserrer les trois vis des pieds télescopiques de façon à ce qu'ils coulissent librement. 4. jouer simultanément et par une appréciation visuelle sur la hauteur et l’horizontalité de la platine du trépied conformément à la taille du manipulateur et l’allure de la parcelle, puis actualiser la position en serrant à nouveau les vis. 5. Placer le théodolite sur la platine et serrer la vis à pompe afin de le stabiliser puis, débloquer l’alidade. 6. S’assurer de la coïncidence de l’oculaire à la hauteur des yeux.
7. 7. En faisant objet du plomb optique et le trépied, positionner parfaitement l’appareil à l’aplomb du repère stationnaire au sol.
8. Au moyen des pieds coulissants du trépied, centrer sensiblement la bulle de la nivelle sphérique en manipulant les bridges de blocage.
9.
Par suite, opter au calage de la nivelle torique au billet des vis calantes à la tète de chaque pied, en agissant simultanément et dans un sens opposé sur ses dernières.
10. Ajuster la netteté du réticule (pour avoir les traits visibles et noirs) et celle de l’image (pour obtenir une bonne lecture) en agissant respectivement sur la vis localisée à loculaire et la bague de mise au point, (après le positionnement arbitraire de la mire).
11. Placer la mire sur le point (A) d’une manière parfaitement verticale (manœuvre guidé par la nivelle sphérique). 12. En se situant à cercle gauche, Visualiser cette dernière à travers le viseur, puis par le réticule dans le but de constater la valeur des fils (fss, fsi) et carrément les angles (zénithal, azimutal) apportant un supplément de lumière au moyen du miroir latéral si c’est nécessaire. 13.
Refaire l’opération à partir de la même station (effectuer un nivellement indirect par rayonnement), respectivement sur les autres points (B), (C), (D), en portant la cueillette d’informations sur un carnet de nivellement.
