Compte Rendu TP Topographie [PDF]

Zitiervorschau

ECOLE MAROCAINE DES SCIENCES DE L’INGENIEUR Membre de

HONORIS UNITED UNIVERSITIES

e ie Civil 3èm G e n 1 2 0 2 0/ 2 0 2

Réalisé par:

COMPTE RENDU TP DE TOPOGRAPHIE

◆ TAOUSSI BADREDDINE ◆ QAILOUNA YOUSSEF

Encadré par: ◆ BAHAMMOU YOUNES

SOMMAIRE Introduction .................................................................................................................................................... 2 TP1 : LEVE PLANIMETRIQUE ............................................................................................................................. 3 1.

Objectif : .................................................................................................................................................... 3

2.

Définitions : ............................................................................................................................................... 3

3.

Matériels à utiliser : ................................................................................................................................... 4

4.

Mode opératoire : ..................................................................................................................................... 5

Partie expérimentale : .................................................................................................................................... 7 TP2 : NIVELLEMENT GEOMETRIQUE ................................................................................................................. 8 1.

Objectif : .................................................................................................................................................... 8

2.

Définitions ................................................................................................................................................. 8

3.

Matériels à utiliser ..................................................................................................................................... 9

4.

Mode opératoire ..................................................................................................................................... 10

Partie théorique : ......................................................................................................................................... 12 Partie expérimentale : .................................................................................................................................. 14 Conclusion : .................................................................................................................................................. 15

Introduction La Topographie, dans son sens le plus général, est une science très vaste qui a pour objet tout ce qui concerne l’établissement des plans et cartes ainsi que leur utilisation. Les travaux pratiques sont une mise en application des connaissances théoriques acquises en séances des cours magistraux et une mesure de la maîtrise par les ingénieurs de la méthode scientifique, basée sur la pose d'hypothèse, la conception d'un protocole expérimental, l'expérimentation, l'interprétation des résultats et le raffinement des hypothèses initiales. Les méthodes de détermination des altitudes et des coordonnées géographiques ont connu un grand essor pendant les grandes périodes d'urbanisation et de viabilisation des espaces habités. L'objectif de ces mesures est de connaître précisément l'altitude de points, généralement pour assurer les écoulements, les pentes, les implantations, les levés topographiques, le control des travaux durant leurs exécutions... Par conséquent, la surface de référence la plus souvent considérée est le géoïde, par la connaissance de la verticale du lieu. Les techniques de détermination des altitudes et des coordonnées géographiques qui sont utilisées diffèrent entre elles d'une part par le type d'instrument utilisé et la méthodologie, mais aussi la précision que l’on par peut en attendre. Bien évidemment, plus la précision recherchée est grande, plus les protocoles sont lourds à mettre en œuvre et les instruments coûteux à acquérir.

TP1 : LEVE PLANIMETRIQUE 1. Objectif : L'objectif de ce TP est de déterminer les coordonnées planériques des points d'une parcelle à l'aide d’un cheminement fermé. Considérant le point A comme un point de référence. Tous les points étant accessibles, on privilégie les procédés topographiques en planimétrie et on utilise l'appareil « Station totale » Le travail demandé est de déterminer : ▪ ▪ ▪

Les glissements entre les bornes de parcelle Les glissements compensés entre les bornes de parcelle Les coordonnées planimétriques componées des bornes de parcelle La surface de la parcelle

2. Définitions : Le levé planimétrique : Il consiste à déterminer la position (x,y) de tout détail d'une portion de la Surface terrestre, supposée plane, au moyen des mesures d'angles horizontaux et des distances. Cheminement fermé : Lorsqu'un cheminement constitue une BOUCLE retournant à son point de départ A, on l'appelle cheminement fermé. Il est très employé pour les raisons suivantes : • •

Il permet la détermination des altitudes même quand on ne connaît qu’un seul repère : Il est possible de calculer un tel cheminement en affectant une altitude arbitraire à un point de départ fixe et durable ; une simple translation permettra de passer des altitudes de ce système local aux al6tudes vraies ; Il permet un contrôle de fermeture qui est indépendant de la précision de connaissance de l'altitude du point de référence.

Gisement : est l'angle formé par la direction orientée AB avec l'axe parallèle à l'axe des ordonnées (axe Y) de la représentation. Les gisements sont comptés positivement de 0 à 400 grades dans le sens des aiguilles d'une montre.

3. Matériels à utiliser : Station totale : est un appareil servant à mesurer les angles horizontaux et verticaux entre deux cibles, ainsi que la distance entre ces cibles. Les mesures prises permettent de caractériser un triangle géodésique, et donc soit d'établir une carte ou un plan, soit de vérifier la cohérence entre un plan et la réalité du terrain.

Trépied : C'est un support d'appareil topographique constitué de trois pieds en bois ou métal à jambes coulissantes.

Canne à prisme : Monté généralement sur une canne porte prisme, il s'utilise généralement avec les niveaux de chantier, station totale ou théodolite. Equivalent d'une cellule de réception laser pour l'utilisation d'un niveau laser.

Un mètre ruban à mesurer : C'est un instrument de mesure formé d'une Règle graduée flexible et pouvant s'enrouler, ce qui rend son transport très aisé. Il permet également de mesurer des surfaces courbes. Piquet d’implantation : Le piquetage consiste à reporter sur le terrain l'axe ou les limites des ouvrages ou des propriétés suivant un plan d'implantation. Cela se fait au moyen piquets, d'où le terme, matérialisant les futurs bâtiments, clôture, K de canalisation projeté ou existan

4. Mode opératoire : Phase terrain Configurer la station totale : • • •

Placez le trépied près de l'endroit que vous souhaitez mesurer. Posez-le sur un sol dégagé et plat situé entre le point de repère et l'endroit que vous souhaitez mesurer. Connectez votre appareil au trépied et placez-le sur 2 vis de réglage. Vissez le niveau optique sur la plaque de base du trépied, puis connectez celle-ci au corps principal du trépied. Mettez l'appareil à niveau en ajustant les 2 vis de réglage. Recherchez un niveau à bulle classique situé quelque part sur l'appareil. Lorsque vous le trouvez, attrapez les deux vis de réglage qui sont parallèles à la lunette et tournez-les dans des directions opposées. Faites cela jusqu'à ce que la bulle se retrouve exactement au milieu de nivelle sphérique.

Faire la mise au point avec la station totale : •

Tourner le bouton de mise au point de l’appareil. Faites cela jusqu’à ce que l’image soit nette.

Prendre des mesures : • • • • •

Mettre en station de l’appareil Placer la canne à une distance connue Implanter des bornes de la parcelle Effectuer le levé topographique en planimétrie par cheminement ferme Lire les valeurs des angles horizontaux et les distances horizontales.

Phase bureau On vaut déterminer les coordonnes planimétriques d’une parcelle dont la présentation est :

Vérification des angles : La polygonale possède 5 côtés, donc la somme des angles intérieurs doit Être : ∑α = 200 x (n -2) = 200x (5-2) = 600 gr. La somme des angles mesurés sur le Terrain est de 600.021 gr. Donc l'erreur de fermeture est : 600.021-600 = 21 Mgr La polygonale étant fermée on peut appliquer la formule suivante : Ta = 10√𝑛 pour le calcul de la tolérance angulaire. N=5 Ta =10√5= 22.36 Mgr Notre fermeture étant = 21 < 22.36 Donc on peut alors compenser. Ca=21 Cai= 21/5=4.5 Mgr = 0.0042 gr

Partie expérimentale :

station

point

Angle horizont al

Dhi (m)

Gisement

Gisement

(gr)

Compense

Dhmoy (m)

(gr) A B C D E A

S1 B A C B D C E D A E B

70.045 109.003 144.006 99.003 85.001 93.02

X(m)

(gr) 7.108 10.107 10.137 13.12 13.056 12.495 12.469 14.078 13.908 18.49 18.48 10.06

7.108

374,2189

374,2147

29,7378

29,7336

12,0206

12,0164

128,5349

128,5307

117,8979

117,8937

240,9778

240,9736

10.122 13.088 12.482 13.993 18.485 10.06

6.674

2.442

3.97

8.75

4.35

9.15

5.51

11.45

6.85

4.15

9.179

16.39

3.6

11.96

11.44

8.19

6.733

12.17

15.84

9.54

9.17

18.83

2.38

9.78

Calcul de superficie par coordonnées rectangulaires : Point A B C D E

Y(m)

ΔX 2.704 1.16 2.329 7.84 9.11

S=1/2ΣXn*((Yn-1)- (Yn+1)) Surface = 4.3015 m²

ΔY 6.308 2.3 12.24 3.77 9.29

TP2 : NIVELLEMENT GEOMETRIQUE 1. Objectif : L’objectif de ce TP est de déterminer les altitudes des points situés entre un point de départ et unpoint d’arrivé connus en altitude à l’aide d’un cheminement encadré. Considérant le point A comme un point de référence. Tous les points étant accessibles, onprivilégie la technique du Nivellement direct en utilisant l’appareil Niveau. Le travail demandé est de déterminer : • • • • • •

Les dénivelés élémentaires La dénivelée totale Les distances compensées horizontales La tolérance règlementaire TΔH L’écart de la fermeture f Les altitudes compensées

2. Définitions Le nivellement direct, appelé aussi nivellement géométrique, consiste à déterminer la dénivelée ΔHAB (différence d’altitudes) entre deux points A et B à l’aide d’un appareil niveau et d’une échelle verticale appelée la mire. La portée : C’est la distance du niveau à la mire ; elle varie suivant le matériel et la précision recherchée et doit être au maximum de 60m en nivellement ordinaire et de 35 m en nivellement de précision. La nivelée : C’est la somme des deux portées relatives à une même station. Cheminement encadré : On parle de cheminement encadré si l’altitude du dernier point du cheminement est connue. La différence entre l’altitude mesurée et l’altitude dans le système de référence donne l’erreur.

Procédés de contrôle des lectures : A chaque point visé, il faut vérifier la cohérence des lectures avant de déplacer la mire. Pour cela, les lectures effectuées pour les fils stadimétriques haut, bas et pour le fil niveleur, doivent vérifier cette formule : (FSH + FSB) / 2 = FN + ou - 2 mm

3. Matériels à utiliser Appareil niveau : Appelé aussi lunette/niveau, le niveau optique est utilisé pour faire des nivellements. Il est composé d'une lunette optique fixée sur un trépied. Il est utilisé par l'opérateur pour lire les mesures sur une règle graduée (mire), qui est tenue par un opérateur.

Trépied C'est un support d'appareil topographique constitué de trois pieds en bois ou métal à jambes coulissantes.

Un mètre ruban à mesurer : C'est un instrument de mesure formé d'une règle graduée flexible et pouvant s'enrouler, ce qui rend son transport très aisé. Il permet également de mesurer des surfaces courbes.

Une mire en topographie, est une règle graduée qui permet avec un niveau, de mesurer des niveaux, c'est-à-dire des différences d'altitude.

Figure 1 : Méthode de calcul de la distance

4. Mode opératoire

Phase terrain : Configurer le niveau : • Placez le trépied près de l'endroit que vous souhaitez mesurer. Posez-le sur un sol dégagé etplat situé entre le point de repère et l'endroit que vous souhaitez mesurer. • Connectez votre appareil au trépied et placez-le sur 2 vis de réglage. Vissez le niveau optiquesur la plaque de base du trépied, puis connectez celle-ci au corps principal du trépied. Mettez l'appareil à niveau en ajustant les 2 vis de réglage. Recherchez un niveau à bulle classique situé quelque part sur l'appareil. Lorsque vous le trouvez, attrapez les deux vis de réglage qui sont parallèles à la lunette et tournez-les dans des directions opposées. Faites celajusqu'à ce que la bulle se retrouve exactement au milieu du niveau. Faire la mise au point avec le niveau : • Tournez le bouton de mise au point de l'appareil. Faites cela jusqu'à ce que l'image soit nette. Méthode d'observation : • Procéder par un cheminement encadré de n dénivelées effectuées entre un repère d'altitude

connue A et un point d’altitude inconnue. Sachant que la dénivelée est obtenue par la différence de lectures effectuées sur deux mires "arrière" et "avant" ;

Figure 2 : Méthode d’observation Prendre des mesures : • Placez la mire au-dessus du point de référence A d’altitude connue • Commencer à déterminer les lectures des fils stadimétriques supérieure, inférieure et le filniveleur, • Commencer par la lecture arrière de A depuis la station S1 puis la lecture avant de pointsuivant.

Phase terrain : • Les mesures et les calculs peuvent être consignés dans le carnet de nivellement ordinairesuivant : Carnet de nivellement ordinaire : 1) Altitude de départ : 485.2 m 2) Altitude d’arrivé : 478.5 m

Figure 3 : Un croquis de nivellement ordinaire

Partie théorique : Tolérances règlementaires :

L est la longueur totale du parcours en kilomètre. N est le nombre de dénivelées. n est le nombre de dénivelées au kilomètre (n = N / Lkm). Fermeture du cheminement : Connaissant l’altitude de A, on peut calculer à nouveau à partir des mesures de terrain, l’altitude de B : on appelle Ce HB. Si l’on appelle TΔH la tolérance règlementaire de fermeture du cheminement. On doit donc vérifier : | fH |< TΔH . Compensation du cheminement : La compensation est l’opération qui consiste à RÉPARTIR la fermeture sur toutes les mesures. La compensation, notée CH , est donc l’opposée de la fermeture, c’est-à-dire :

CH = - fH

Cet ajustement consiste à modifier les dénivelées partielles en répartissant la compensation totale CH sur chacune d’elle. Cette répartition peut être effectuée de plusieurs manières : 1- Proportionnellement au nombre N de dénivelées : on choisira ce type de compensa3on dans le cas où la fermeture est très faible c’est-à-dire inferieure à l’écart type σH= TH /2,7. La compensation sur chaque dénivelée est : CHi = CH/N

Dans le cas où la fermeture est comprise entre écart type et tolérance, on peut choisir entre les deux méthodes de répartition suivantes : 2- proportionnellement à la portée : on considère que plus la portée est importante et plus la dénivelée peut être entachée d’erreur. Ceci oblige à connaître un ordre de grandeur de la portée, qui est obtenu par stadimétrie. La compensation sur chaque dénivelée est alors : CHI=CH∗

𝐋𝐢 ∑ 𝐋𝐢

3- proportionnellement à la valeur absolue de la dénivelée : la compensa