TP #02 Topo [PDF]

Zitiervorschau

Département Infrastructures De Base 

TOPOGRAPHIE TP N°01 :  Le Nivèlement direct

Elaboré par : (SG N°24) AMERI Asmaa SLIMANI Belkaiss  TOUNSI Nacim HERRAD Imad Dirigé par :  Mme. SAOUDI

Sommaire Introduction…………………………………………………………………. P.03 1. Objectif du TP …………………………………………………………… p.03 2. Matériels utilises ………………………………………………………… p.03 2.1. Le niveau …………………………………………………………… p.03 2.2. Le tripier ……………………………………………………………. P.03 2.3. La mire ……………………………………………………………… p.04 2.4. Les fiches …………………………………………………………… p.04 2.5. Le fils à plomb ……………………………………………………. P.04 3. Démarche et procédure ………………………………………………. P.05 3.1. Essaie n° 01…………………………………………………………. P.05 3.2. Essaie n° 02…………………………………………………………. P.07 3.3. Essaie n° 03 ………………………………………………………… P.08 Conclusion ………………………………………..…………………………. P.09

INTRODUCTION :

L'ingénieur géomètre topographe intervient à chaque étape d’un chantier. Il réalise le travail préparatoire aux projets d'aménagement et de construction, via des relevés de terrain, de l'élaboration et de l'interprétation de données géographiques. La topographie est une science ou méthode qui consiste de faire des mesures puis la représentation graphique à une échelle donnée de n’importe quel lieu terrestre sur une feuille plane sous forme de plans, de cartes (Figure N°01) ou de profils.

Figure N°01 : Une carte topographique.

La topographie détermine aussi la position et l’altitude de n’importe quel point situé dans une zone donnée. Les contours de ces détails (un bâtiment par exemple) sont projetés orthogonalement sur une surface de niveau prise comme plane de comparaison à l’altitude zéro. La vue de ce plan s’appelle la planimétrie et la définition des altitudes de ces points du contour s’appelle l’altimétrie. Les plans topographiques regroupent la planimétrie et l’altimétrie.

1. DEFINITIONS : 1.1 L’altitude : L’altitude, dans le langage commun, exprime l’éloignement d’un objet par rapport au niveau moyen de la mer.

1.2 Le Nivellement : Chaque point est défini planimétriquement par ses coordonnées X et Y, et peut être déterminé en altimétrie par son altitude ou coordonnée Z, qui est la distance entre ce point et le niveau zéro de référence (Figure N°02). Le nivellement est donc l’ensemble des méthodes et procédés de détermination des altitudes et des dénivelées (différences d’altitudes). B(

A( Figure N°02 : représentation des coordonnées.

Le nivellement peut s'effectuer selon deux procédés :  Le nivellement direct, qui comporte la mesure directe des différences de niveau, il s'agit de la méthode le plus couramment employée.  Le nivellement indirect, qui consiste à calculer les différences de niveau à partir de mesures de pentes et de distances horizontales.

1.2.1 Le nivellement direct : Le nivellement direct, appelé aussi nivellement géométrique, consiste à déterminer la dénivelée ∆ H (différence d’altitudes) entre deux points A et B à l’aide d’un appareil : le niveau et d’une échelle verticale appelée la mire. On distingue trois méthodes de nivellement direct :

a. Nivellement simple : on mesure une altitude à partir d’une altitude précédente. (Figure N°03)

Z B=Z A + ∆ H AB Avec :

Z A : Altitude connue. Z B: Altitude inconnue. ∆ H AB : La dénivelée entre les deux points A et B.

B

A

Le Niveau Zéro De Référence Figure N°03 : le nivellement simple.

b. Nivellement composé ou par cheminement : Lorsque les points A et B sont trop éloignés ou lorsque la dénivelée est supérieure à la longueur de la mire, on est obligé de faire plusieurs stations, déterminants ainsi plusieurs points intermédiaires. (Figure N°04)

B

2 A 1

Le Niveau Zéro De Référence

S3

S1

S2

Figure N°04 : le nivellement par cheminement.

⇒ Z B=Z A + ∑ ∆ H

c. Nivellement par rayonnement :

A

À partir d'une station, on détermine les altitudes des différents points par rapport à

B

un repère connu R. Les observations et les calculs sont présentés sous forme de tableau

E

avec vérification obligatoire de calculs des altitudes. (Figure N°05) 1.2.2 Le nivellement indirect :

Figure N°05 : le S nivellement par rayonnement.

D

C

Le nivellement indirect est réalisé par calcul du dénivelé et non plus sa mesure directe. On ne mesure plus le dénivelé entre 2 points pour déduire une altitude, mais on calcule tout d'abord ce dénivelé grâce à des mesures d'angles et de distances réalisés à l'aide d'un théodolite ou d'un tachéomètre. 1.3 Porté, nivelée :

 La portée 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 35m en nivellement de précision.  La nivelée est la somme des 2 portées relatives à une même station. 1.4 Divisions de la topographie : Les opérations topographiques se divisent en deux grandes catégories : la planimétrie et l’altimétrie. 1.4.1 La planimétrie : Consiste à déterminer la position de tout détail d’une portion de la surface terrestre, supposée plane au moyen des mesures d’angles horizontaux et des distances horizontales. (Les coordonnées X et Y) 1.4.2 L’altimétrie : Consiste principalement à déterminer la hauteur (ou l’altitude) des points au-dessus d’une surface de référence, à mesurer la différence d’altitude entre les points. (Les coordonnées Z) 1.5 Les fautes et les erreurs : L'inexactitude d'une mesure quelconque est due à deux causes différentes : "l'erreur" ou "la faute". La valeur des travaux topographiques repose sur l’étude des erreurs possibles et leur contrôle par des méthodes appropriées.

1.5.1 Les fautes : Un opérateur commet une faute quand, en ne faisant pas ce qu’il devrait, il provoque luimême, involontairement ou non, une différence entre la valeur lue et la valeur réelle de la grandeur mesurée. Les fautes peuvent être souvent imputables à un oubli, à l’incompétence,… . Elles sont généralement toujours découvertes au cours des mesures de contrôle. 1.5.2 Les erreurs :

Les erreurs sont définies comme étant des petites inexactitudes dues aux imperfections des instruments et aux sens. Elles sont inévitables, mais elles peuvent être diminuées par le choix des instruments et des méthodes.

2. OBJECTIF DU TP : On s’est proposé de calculer l’altitude de 3 points qui forme un triangle à partir d’un point de référence A connue (Z=100m) et on privilégie la technique du nivellement direct.

3. MATERIELES UTILISES : 2.1. Le Niveau : C’est un instrument qui a l’allure d’une caméra et qui est constitué de 3 traits au niveau du Réticule ces derniers nous permettent de lire les fils (sup, inf, niveleur) ce dispositif repose sur un tripier. (Figure N°06)

Figure N°06 : Le niveau.

2.2. Le Tripier : C’est un support qui nous permet de fixer le niveau, comme son nom l’indique, il possède 3 pieds réglables. (Figure N°07) Figure N°07 : Le tripier.

2.3. La Mire : C’est une règle à usage vertical qui donne des résultats en (dm) et qui a plusieurs paliers (niveaux). (Figure N°08)

Figure N°08 : La mire.

2.4. Les Fiches : C’est

des

petits

crochets

métalliques

permettent de situer (positionner) nos points. (Figure N°09)

Figure N°09 : Les fiches.

2.5. Le Fils à plomb : C’est un petit outil dans l’importance est grande car il nous permet de faire le réglage vertical du niveau+ tripier et la fiche. (Figure N°10)

Figure N°10 : Le Fils à plomb.

4. DEMARCHE ET PROCEDURE :

Comme on est en sous-groupe et pour faire le travail dans les règles de l’art, on s’est départagé les rôles en 3, Operateur, secrétaire, porte-mire. A noter que nous avons inversé nos rôles après chaque essaie. Afin de déterminer les altitudes des points demandées, nous avons utilisé la technique de nivellement direct car on avait à faire à un terrain plat. Pour cela, pour les points A, B, C nous avons effectué les mesures des dénivelées par cheminement en partant d’un point de référence A ( Z A =100 m connue) puis en revenant au même point. Pour le nivellement par cheminement, le niveau est placée à la mi-distance entre chaque 2 points et on procède à une lecture avant de l’un des points et une lecture arrière de l’autre point.

A

3.1. Partie N°01 [AB] : Cet essai consiste a mesuré l’altitude directe entre deux points « A » et « B » et cela en suivant des étapes qui sont dans l’ordre suivant : 1. Le Placement des fiches à fin de spécifier les points. (Une fois les fiches implantées il est strictement interdit de les déplacer pour une raison ou une autre). 2. On pose le tripier à la mi-distance [AB] puis on fait appel au fil à plomb et cela pour faire le réglage vertical du tripier, l’opération ne s’arrête qu’après avoir le fil à plomb en linéarité avec le point (milieu de [AB]. 3. On place le niveau sur le tripier, puis on passe au réglage horizontal, ce réglage consiste à Inscrire la bulle d’air à l’intérieur du cercle tracé sur la nivelle cylindrique, cette opération n’est achevée qu’après avoir mis la bulle au centre. (Figure N°11)

Figure N°11 : Le réglage de la nivelle sphérique.

4. Lorsque on regarde dans l’objectif de l’appareil, on aperçoit 4 fils : le fil vertical, le fil niveleur, deux fils stadimétriques (sup et inf). Pour que ces fils soient bien nets il faut établir le réglage des fils internes du niveau en agissent sur la molette de réglage de l’oculaire, sans oublier de régler aussi la netteté de l’image. (Figure N°12) Figure N°12 : Les 4 fils du niveau.

Après avoir effectué les réglages, nous passons à la mesure :

A

S1 Figure N°08 : La mesure de la partie N°01.

B

Le porte-mire se positionne au point B tout en satisfaisant la stabilité verticale avec la nivelle sphérique, cela permet à l’opérateur de lire des valeurs spécifiques qui sont : L. fil sup = 1,920 m

Contrôle des

L. fil inf = 1,634 m

Lectures

L . fil niveleur =

L. fil + L. fil inf 1.920+1.634 = =1.777 2 2

L. fil niveleur = 1,777 m

AB=( L . fil +L .fil inf ) ×100 ¿ ( 1.920−1.634 ) × 100=28.6 m

3.2. Essaie N° 02 : Avant que celui-ci ne soit effectué, on doit positionner une fiche approximativement au milieu de la distance [AB], avec la condition de linéarité des 3 points « A, B, S ». Cette condition est satisfaite que lorsqu’on regarde dans l’objectif de l’appareil et on voit que le fil vertical est parfaitement centré sur la largeur de la mire après l’avoir placé au point « S », puis on déplace le tripier vers « S » sans oublier de passer par les réglages précédents.

A

B

S Figure N°09 : La mesure de l’essai N°02.

a- La distance [SA] :

b- La distance [SB] :

L. fil niveleur = 1,445 m

L. fil niveleur = 1,657 m

L. fil sup = 1,507 m

L. fil sup = 1,738 m

L. fil inf = 1,383 m

L. fil inf = 1,576 m

Les lectures 

Les lectures

1 1

L . fil niveleur =

2

1.507+1.383 2 ) L . fil niveleur = 1.738+ 1.576 =1.657 m(verifié ) =1.445 m(verifié 2 2 SB=( 1.738−1.576 ) × 100

SA=( 1.507−1.383 ) ×100

SB=16.2 m AB=SA+ SB= (12.4 +16.2 ) Remarque : La mire est déplacée après mesure de la distance [SA] vers le point B pour AB=28.6 m calculer la longueur [SB]. SA=12.4 m

3.3. Essaie N° 03 : Ce dernier essai consiste a mesuré la distance directe qui sépare entre deux points A et B en plaçant le niveau au point B et la mire au point A. sans oublier de respecter les consignes susmentionnées.

A

B Figure N°10 : La mesure de l’essai N°03.

La distance [BA] : L. fil niveleur = 0,892 m

Les lectures  

L. fil sup = 1,035 m L. fil inf = 0,749 m

3

3

L . fil niveleur =

1,035+ 0.749 2

¿ 0. 892 m(verifié ) BA= (1,035−0.749 ) ×100 BA=28.6

CONCLUSION : A- L’ADAPTATION A L’UTILISATION DU MATERIEL : Bien que ce soit notre première expérience avec ces matériels et outils, nous les avons bien utilisés et mieux gérés, et cela, grâce aux instructions de notre professeur et sans oublier de mentionner l’excellente communication et coordination entre les membres de notre sousgroupe ce qui a fait une grande déférence. Nous n’avons pas connu beaucoup de difficultés que celle du réglage de la nivelle sphérique.

B- LES CONDITIONS DE REALISATION : Une fois sur le terrain, les choses ne se déroulent pas comme on a prévu en classe. On a vécu plusieurs obstacles suite à l’état du terrain de l’école, où on a réalisé le TP, qui été moyennement accidenté, lourd et boueux, en plus le climat pluvieux et venteux de ce jour.

C- CALCULES ET RESULTATS : Pour calculer les distances on a appliqué les formules citées dans la polycopie du TP et qui nécessite les valeurs stadimétriques où nous avons rencontré des difficultés lors de la lecture de ces derniers à cause du climat pluvieux et venteux mais grâce à notre persévérance on a finis par les biens réaliser et on a obtenue des résultats reflétant la réalité.

D- LE METIER DU GEOMETRE : Ce TP nous a permis de vivre un moment de la réalité du métier du géomètre et nous a donné une idée sur l’importance de ses missions dans les grands projets d’infrastructure de base ainsi que les difficultés quotidiennes aux quelle il fait face dans les missions qu’ils lui sont confiés.