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Projet Niger - HYCOS – Formation en hydrométrie

Eléments de Topographie – Nivellement , Niamey, Mai 2006

ELEMENTS DE TOPOGRAPHIENIVELLEMENT

Jean – Pierre BRICQUET

Institut de Recherche pour le Développement

Autorité du Bassindu Niger

Unité Observatoires Hydrologiques

et Ingénierie



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 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



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.

Quelques définitions



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 calante2 plaque ressort 3 bague de mise au point 4 plaque de fixation 5 oculaire de la lunette6 viseur 7 bouton du micromètre



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



Réticules



Lecture de la mireLe 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 mireLa 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

∑ −+= )(21 AVARZZ RR

thobs HHf Δ−Δ=












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



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 mesureLes erreurs systématiques



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 mesureLes erreurs accidentelles



Incertitude de mesure

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.

Les fautes



Nivellement et fermeture



Fermetures de cheminements

∑=

−−=n

iiA Agonnf

1200).2(Fermeture angulaire :

cfX XXf −=Fermeture planimétrique (en X) :

222ZYXL ffff ++=Fermeture linéaire :



Compensation pondérée

∑=

−= n

i

ji

jj

p

pfc

1

Compensation par les moindres carrés

qn

vpmq

n

iii

−±=∑=1

2

0

).(VPVA t ..=



Profil en long



Profil en travers



Profil en travers



Altitude réelle



Altitude fictive

Documents

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