2019 Rapport de TP Altimétrie REALISER PAR: BENADOU Fatima-ezzahra BENLKADI Safa JEKKAM Soukaina NADIH Ines ENSAM 10/05/2019 Introduction 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 4 grandes familles de problèmes : Ceux qui consistent à mesurer une construction existante pour en dessiner les plans et en déterminer les caractéristiques géométriques (surfaces, volumes...). Ceux qui consistent à repérer sur le sol la position d’une construction future (bâtiment, route, barrage, pont...). Ceux qui consistent à déterminer des volumes (volumes de terre à terrasser par exemple). Ceux qui consistent à la surveillance des ouvrages pour déterminer ses déplacements au cours du temps. Ces 4 familles sont traitées en 2 parties élémentaires : L’altimétrie : qui concerne la détermination et l’exploitation des altitudes Z des points (c’est notre cours d’aujourd’hui) La planimétrie : qui concerne la détermination et l’exploitation des coordonnées planimétriques (X,Y) des points. Lexique topographique 1. Altitudes Définition : Altitude L’altitude, dans le langage commun, exprime l’éloignement d’un objet par rapport au niveau moyen de la mer. Elle exprime également une réalité physique, l’eau s’écoulant du point d’altitude le plus élevé vers le point d’altitude le plus faible. 2. Le nivellement : le nivellement est Les méthodes de détermination des altitudes 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. Par conséquent, la surface de référence la plus souvent considérée est le géoïde, par la connaissance de la verticale du lieu. On peut distinguer trois types de nivellement : a) Nivellement direct ou géométrique : consiste à mesurer la différence d’altitude à partir de visées horizontales. Cette opération s’effectue à l’aide d’un niveau qui matérialise une ligne de visée horizontale et d’une règle graduée verticalisée appelée mire. On distingue trois méthodes de nivellement direct : i. Nivellement simple : on mesure une altitude à partir d’une altitude précédente HB = HA + ∆HAB Avec: HA: altitude connue. HB: altitude inconnue. ∆HAB: la dénivelée entre les deux points A et B. ii. 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.il y a Cheminement aller-retour et Cheminement rattaché aux deux extrémités iii. Nivellement par rayonnement : À partir d'une station, on détermine les altitudes des différents points par rapport à un repère connu R. Les observations et les calculs sont présentés sous forme de tableau avec vérification obligatoire de calculs des altitudes. b) Nivellement indirect avec un théodolite optico-mécanique : Sur de très courtes portées, on peut effectuer un nivellement indirect avec un théodolite optico–mécanique, une chaîne et une mire. La précision obtenue est médiocre mais peut être suffisante dans certains cas. Il existe deux méthodes de nivellement indirect: - Nivellement indirect trigonométrique; - Nivellement indirect géodésique. c) Nivellement par GPS : La détermination des coordonnées d’un point à l’aide du système GPS est basée sur la mesure du temps de propagation d'une onde électromagnétique entre le satellite et l'antenne réceptrice. Les coordonnées obtenues peuvent être cartésiennes (X, Y, Z) ou géographiques associées à une hauteur audessus de l'ellipsoïde « h ». d) D’autres techniques : Les autres techniques de nivellement pourront peut-être paraître marginales, mais elles méritent cependant d’être citées. La première est le nivellement barométrique, qui exploite la chute de pression atmosphérique avec l’augmentation de l’altitude. Ce principe est utilisé dans la majorité des altimètres de sport, appareils qui doivent être recalés régulièrement pour leur assurer une efficacité maximale. Une seconde est constituée par les méthodes de nivellement hydrostatique. Il permet, par le principe des vases communicants, de réaliser un nivellement de haute précision, en permanence opérationnel sur un ouvrage. e) Contrôle des mesures : Pour assurer un contrôle des observations et des calculs, il faut avoir une fermeture dite: "fermeture linéaire" (Fl). La différence entre l'altitude mesurée du point B (pratique) et l'altitude vraie de B (théorique) est appelée "écart de fermeture" ou "fermeture linéaire". Appareillage 1. Le niveau automatique : Le niveau : Instrument muni d’une lunette dont l’axe de visé peut être amené en position horizontal grâce aux vis calantes. Les composantes d’un niveau : Viseur Support de l’appareil Cercle horizontale Mise au point de la mire Vis de protection 1. MIRE DE NIVELLEMENT ORDINAIRE 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.il y a une partie a lecture visuelle et une partie automatique. Mire code barre La lecture d’une mire Les lectures sont faites en visant une règle graduée de 4 mètre appelée mire de nivellement gradué en centimètres. Elle doit être tenue verticalement à l’aide de la nivelle sphérique solidaire à la mire. 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 Mise en station 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 : A. Installer le trépied (plateau le plus horizontal possible) B. Fixer l’appareil sur trépied C. Centrer la nivelle sphérique D. Régler l’oculaire de l’objectif Nivellement par cheminement 1. Mode opératoire 2. Résultats station point LAR FSH FN LAV FSH FSB S1 1 10530 10490 10450 S2 S3 S4 S4 S5 2 3 4 5 6 1405 1451 1480 605 1375 1450 1380 525 1325 1449 1290 445 dénivelé 0 -175 -155 0 -855 475 FN 1340 1240 1550 605 1100 FSB 1315 1220 1450 525 1000 altitude distance 500 0 325 130,7 170 121,98 170 143,1 -685 50,9 -210 100 altitude 2000 0 -2000 altitude 0 100 200 300 400 500 600 3. Contrôle de lecture FN=(FSH+FSB)/2 Contrôle LAR Contrôle LAV 10490 1365 1450 1385 525 1315 1210 1450 525 1000 Ce contrôle a était fait de manière systématique au cours de la manipulation 1290 1180 1350 445 900 4. Mesure de distance La distance horizontale entre le niveau et la mire :D =(FSH-FSB)/10 (m) distance 5 6 20 16 20 Nivellement par rayonnement 1. Mode opératoire Le nivellement par rayonnement se fait à partir d'une seule station. On détermine les altitudes de différents points intermédiaires par rapport à un repère connu (point A).on mesurant l’angle entre les stations qu’on a mesuré leurs altitudes A titre de contrôle, on peut vérifier les altitudes des points importants en les prenant de 2 stations différentes ou on peut revenir à notre point initial en utilisant un nivellement ferme. 2. Résultats la position des points P7 P0 P1 P6 P2 P5 P3 P4 Tableaux des résultats point P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 Nivellement(m) distance (m) angle en ° 1,1529 6,031 1,0054 10,306 1,1145 10,374 1,2556 8,15 1,3887 7,401 1,2661 5,716 1,2694 8,446 1,1498 6,102 0 37,5 81 142 187 257 315 360 On a le point P0 et le point P7 sont les même pour le contrôle des résultats : ∆H 0-7 =1,1529-1,1498=3.1 cm ∆D 0-7 =6,102-6,031=7.1 cm Nivellement par cheminement ferme 1. Mode opératoire 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 Pi nous avons effectué les mesures des dénivelées par cheminement en partant d’un point de référence donné R0 (Z = connue) puis en revenant au même point Pour le nivellement par cheminement, la mire est placée à la mi-distance entre 2 points et on procède à une lecture avant de l’un des points et une lecture arrière de l’autre point. C’est la même chose pour le nivellement par cheminement seulement on revient à la même point de départ pour le contrôle des résultats effectuer Schéma des stations 2. Résultats station point LAR D LAV FN D FN S1 1 1,3953 8,161 S2 2 1,5128 6,797 1,1529 5,992 S3 3 1,14376 5,35 1,014 6,444 S4 4 1,3645 9,329 1,2993 5,602 S5 5 1,0046 8,48 1,5402 8,731 S6 6 1,1279 8,847 1,4102 5,764 1,3931 12,994 7 D’après le tableau précédant on a : point dénivelées altitude 1 0,2424 5 2 0,4988 5,2424 3 -0,15554 5,7412 4 -0,1757 5,58566 5 -0,4056 5,40996 6 -0,2652 5,00436 La différence d’altitude entre P1 et P6 est de 4.36 mm Les erreurs 1. Incertitude de mesure Une mesure est toujours affectée par une certaine erreur. On distingue : • Les erreurs systématiques • Les erreurs accidentelles • Les fautes 2. Les erreurs systématiques l’erreur d’étalonnage de la mire; le défaut de verticalité de la mire :bulle déréglée; l’erreur d’inclinaison de l’axeoptique : axeoptique non perpendiculaire à l’axe principal; le défaut de fonctionnement du compensateur. 3. Les erreurs accidentelles 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; Conclusion L'ensemble des données recueillis durant le tp permettent de déterminer les altitudes de l'ensemble des points du cheminement. Il est donc possible de dessiner le profil de ce chemin et déterminer les différentes altitudes .aussi il ne faut pas oublier le contrôle qu’il faut faire pour s’assurer des résultats obtenue .en résumant dans ce TP on a opté a des différentes types de nivellement : nivellement par cheminement et nivellement par cheminement fermer et nivellement par rayonnement.
