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1 Cours de Topographie 2nd F4 - BA CHAPITRE V LES NIVEAUX ET LES APPAREILS ELEC

1 Cours de Topographie 2nd F4 - BA CHAPITRE V LES NIVEAUX ET LES APPAREILS ELECTRONIQUES DE MESURE DES DISTANCES V-1 Description du niveau Le niveau est un appareil topographique qui doit permettre de matérialiser un plan de visé horizontal. Il doit pour cela avoir un axe de visé horizontal et doit pouvoir tourner autour d’un axe principal. Comme le théodolite, les visées sont faites par l’intermédiaire d’une lunette. L’horizontalité de la visée est obtenue soit par l’intermédiaire d’une visée soit automatiquement. V-2 Types de niveau On distingue les niveaux à nivelles et les niveaux automatiques (la mise à l’horizontale de la ligne de visée est assurée automatiquement). Tous les niveaux sont équipés de réticule. Les réticules sont de deux types : - Le réticule en croix - Le réticule en coin (plus précis) Certains niveaux sont équipés des cercles horizontaux permettant la mesure des angles azimutaux (horizontaux). L’observation est soit direct soit par microscope. Dans tous les cas la précision reste faible, on les appelle niveau cercle. V-3 Les composantes du niveau et leur fonctionnement Le niveau se compose de trois pièces essentielles : l’embase, la lunette et les nivelles. Préparé par WANDE Alice Bijou Enseignante de Génie civil 1 Cours de Topographie 2nd F4 - BA 1- L’embase C’est la pièce fixée sur le trépied et supportant la lunette. Elle possède 3 vis de calage permettant au moyen d’une nivelle sphérique de mettre l’instrument horizontal. 2- La lunette Elle pivote sur l’embase, déterminant la trace d’un plan horizontal. Elle comporte l’optique nécessaire à la visée soit : a) Un oculaire qu’on règle au début des mesures à sa vue. Ce réglage s’effectue sur le réticule, qui est une plaque de verre gravée d’une croisée de fils pour l’ajustage de la visée sur un point exact et la lecture des distances verticales. b) Un objectif grossissant l’image. Le champ visuel d’une lunette est l’espace visible dans celle-ci, il est fonction de la distance focale F de l’objectif et du diamètre du diaphragme du réticule. Préparé par WANDE Alice Bijou Enseignante de Génie civil Le grossissement est le rapport existant entre un objet vu à l’œil nu et le même objet vu à travers la lunette. 1 Cours de Topographie 2nd F4 - BA 3- Les nivelles Un niveau possède 2 nivelles, l’une sphérique fixée à l’embase permettant l’horizontalisation de l’instrument et l’autre cylindrique, la nivelle de collimation, corrigeant les erreurs résiduelles d’inclinaison de l’axe de pivotement. Dans les instruments automatiques, cette nivelle de collimation est remplacée par un compensateur qui est soit une suspension de prismes, soit un plan de liquide. V-4 Mesure optique des distances avec les fils stadimétriques La mesure optique des distances consiste à déduire la distance à partir de l’angle (parallactique) sous lequel apparait une base connue. Dans l’oculaire les deux fils stadimétriques A et B sont symétriques par rapport au fil central du réticule. La portion de mire L en mètre comprise entre les fils stadimètriques doit être multiplié par 100 pour donner un résultat en mètre (m). D = (LB – LA).100 avec LB – LA = L D = Lx100 - Si la visée est horizontale (cas du niveau ou du théodolite visant à 100gr) on obtient ainsi directement la distance. - Si la visée est inclinée, on doit prendre en compte l’angle vertical pour obtenir une distance réduite à l’horizontale. Exemple : on suppose lecture de fil B égale 1,622m et la lecture du fil A égal à 1,481m V-5 Les appareils de mesure électronique des distances Un IMEL, Instrument de Mesure Électronique des Longueurs ou distancemètre, est un appareil qui fonctionne le plus souvent par émission d’une onde électromagnétique, qui permet la mesure du déphasage de l’écho de cette onde renvoyée par un réflecteur. Préparé par WANDE Alice Bijou Enseignante de Génie civil 1 Cours de Topographie 2nd F4 - BA Ces appareils peuvent être intégrés à l’optique d’un théodolite ou être montés en externe sur des bases de théodolites optico-mécaniques classiques ou électroniques. Ils fonctionnent sur la base de différentes technologies, dont les suivantes : l- les appareils électro-optiques utilisent une onde électromagnétique modulée par une onde porteuse lumineuse de type lumière blanche, infrarouge ou laser. Ce sont les plus utilisés dans le domaine de la topométrie. 2- les appareils à micro-ondes utilisent des micro-ondes dont les fréquences varient de 5 à 35 GHz (Gigahertz ou 109 Hz) ; 3- les appareils à longues ondes utilisent des ondes radio très longues, de l’ordre du kilomètre : d’une moins bonne précision que les appareils précédemment cités, ils sont très peu utilisés en topométrie. V-5 -1 Principe de la mesure d’une distance à l’aide d’un IMEL Propriétés de la propagation des ondes Les propriétés fondamentales de la propagation des ondes utilisées par ces appareils sont les suivantes : 1- la fréquence, notée f, et la vitesse de propagation d’une onde dans le vide, notée c pour célérité, sont constantes entre le point d’émission et le point de réception. La longueur d’onde est notée l. Ces termes sont liés par la relation c = l f. Dans le vide, la vitesse de propagation d’une onde électromagnétique est de cvide = 299 792 458 m/s Mesure de déphasage Pour mesurer une distance Di entre deux points au moyen d’un IMEL, l’opérateur stationne l’appareil sur le point A et on place un miroir à la verticale du point B. Un train d’ondes est envoyé de A’ vers B’: c’est son retour au point A’ après réflexion sur le miroir B’ qui permet de calculer la distance Di parcourue. Préparé par WANDE Alice Bijou Enseignante de Génie civil La mesure de la distance sera faite par la mesure du déphasage de l’onde retour par rapport à l’onde allée uploads/Ingenierie_Lourd/ chapitre-v-les-niveaux-et-les-appareils-electroniques-de-mesure-des-distance.pdf