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Introduction : Le nivellement en topographie est l'ensemble des opérations cons

Introduction : Le nivellement en topographie est l'ensemble des opérations consistant à mesurer des différences de niveaux, pour déterminer des altitudes. En d'autres termes, le nivellement permet de mesurer des dénivelés puis de déduire l'altitude de repères ou de points caractéristiques du sol ou d'ouvrages. Les altitudes peuvent être rapportées à une référence locale (qu'il est d'usage de choisir plus basse que le point le plus bas de la zone étudiée pour ne pas avoir d'altitudes négatives, et suffisamment différent du niveau de référence général pour éviter les confusions), ou à un système de référence plus général. Généralement on apporte toutes les altitudes à celle du niveau moyen de la mer, qui est l'altitude zéro, généralement dite "niveau de la mer". Les difficultés du nivellement : Les difficultés du nivellement sont de deux ordres : Le principal problème à résoudre par le nivellement est celui des écoulements d'eaux. C'est donc un problème physique, et non géométrique. La différence entre une forme théorique de la terre et la forme réelle des surfaces de niveaux est parfois considérable. Les appareils utilisés jusqu'à une époque très récente étaient tous réglés par une mesure physique (utilisation d'une nivelle ou d'un dispositif équivalent). L'utilisation de mesures GPS oblige aujourd'hui à modéliser le géoïde en recherchant une formule d'interpolation locale qui minimise les écarts constatés sur des repères connus à la fois dans un système géométrique et dans le système physique. Une autre difficulté tient à la propagation de la lumière dans l'atmosphère : l'air ayant un poids, sa densité décroît avec l'altitude, et ce gradient de densité occasionne un gradient d'indice de réfraction : les rayons lumineux, dans une atmosphère came et à l'équilibre, sont incurvés vers la terre, d'une quantité qui dépend de la température et de l'altitude. Pour calculer les dénivelés, on va devoir appliquer une correction aux mesures. But du TP : L’opération de nivellement a pour but de déterminer avec exactitude, par rapport à un plan horizontal de référence, la hauteur (altitude) de chacun des points caractéristiques d’un terrain ou la différence de hauteur entre ces points. Les altitudes sont les hauteurs des points au-dessus du niveau de la mer. Afin que l’on ne soit pas obligé de faire toutes les mesures en partant chaque fois du bord de la mer, des repères d’altitudes préalablement calculés sont réparties sur tout le territoire. On obtient les altitudes des points à déterminer en mesurant les différences de niveau entre ces points. 1 Ce TP a pour but l’utilisation du niveau pour calculer la distance et le nivellement direct. Matériels utilisés : Le niveau est un instrument à axe optique horizontal (il ne permet pas la mesure des angles verticaux), et il est muni d’une lunette stadimétrique dont le réticule porte deux traits symétrique par rapport au trait niveleur. Il existe plusieurs types :  Le niveau de chantier : constitue le matériel le plus simple et le moins onéreux. Il offre généralement une précision très moyenne et est d’une mise en œuvre simple. Le calage est assuré par une nivelle torique.  Le niveau automatique : constitue actuellement l’entrée de gamme de la plupart des constructeurs (les niveaux de chantiers sont de plus en plus souvent automatiques). Il est doté d’un système qui permet de compenser le défaut de calage de l’appareil à la mise en station (prisme suspendu, réticule suspendu, systèmes pendulaires…). Le dispositif de calage est alors une nivelle sphérique.  Le niveau numérique : se répand toujours plus chez les professionnels. D’une grande simplicité d’utilisation, il utilise des principes de compensation similaires au niveau automatique, une caméra CCD et une mire à code barres. Il permet alors de s’abstenir complètement de la mesure, et des erreurs qu’elle comporte. Mais dans ce travail pratique deux types de niveau sont utilisés à savoir : 1- Le niveau d’ingénieur à nivelle réversible (NK2). Que nous avant utiliser au TP. 2- Le niveau automatique universel (NAK2). 3- une mire 2 3 2 1 Niveau à lunette : C'est le même principe que le niveau de maçon, mais au lieu d'associer la nivelle à une règle, on l'associe à une lunette. Ainsi la matérialisation de l'horizontale peut se faire sur des portées plus importantes. - Utilisation: Si la nivelle est bien réglée, le calage de la nivelle assure l'horizontalité de la visée. Le niveau d’ingénieur à nivelle réversible (NK2) se compose :  Plaque de base.  Vis calante.  Bague maltée pour le cercle  Oculaire de la lunette.  Vis de fin rotation (fin mouvement horizontal)  Bouton de contrôle de fonctionnement  Microscope de lecture du cercle 3 -Sens de rotation de la vis de fin basculement indiqué sur la flèche Viseur Microscope de lecture des cercles Bouton de contrôle de fonctionnement Fin mouvement horizontal Bague maleteé pour le cercle Mise en point à mouvement rapide et fin Prisme d’observation de la nivelle Vis calante Niveau d’ingénieur à nivelle réversible (NK2) -image de la visée Ls Li Ln  Prisme d’observation de la nivelle.  Mise en point à mouvement rapide et fin  Nivelle sphérique  Objectif de la lunette.  Viseur. Le niveau automatique universel (NAK2) se compose :  Plaque de base.  Vis calante.  Bague maltée pour le cercle  Oculaire de la lunette.  Vis de fin basculement de la nivelle à coïncidence.  Vis de rappel de pivotement.  Microscopes de lectures  levier d’arrêt de la lunette  Mise au point de la netteté de l’image.  Nivelle sphérique  Objectif de la lunette.  Viseur. Le niveau à lunette, lorsqu’il est en station, définit un plan horizontal de référence par rapport auquel les différents points du terrain peuvent être positionnés et comparés. Un niveau à lunette se compose : a- d’une linette astronomique de grossissement plus ou moins fort permettant de faire des lectures précises. b- suivant les niveaux : - d’une seule nivelle sphérique permettant un calage approximatif (niveaux automatiques) - d’une nivelle sphérique et d’une nivelle de réglage fin (niveaux manuels) c- d’un système de vis calantes permettant de rendre l’axe optique horizontal. La nivelle sphérique du niveau à lunette permet de vérifier l’horizontalité de l’axe optique. La lunette astronomique comporte : a- Un oculaire par le réglage duquel on procède à la mise au point des traits du réticule. b- Un dispositif de mise au point permettant d’obtenir la netteté de la mire dans la lunette. Le réglage de l’oculaire permet la mise au point des traits du réticule. La mise en station du niveau automatique s’effectue comme suit : - Calage du trépied en donnant si possible une inclinaison identique aux pieds - Fixation du niveau sur l’embase du trépied. - Réglage de l’horizontalité de l’axe optique de la lunette par l’intermédiaire des vis calantes et contrôle à l’aide de la nivelle sphérique. La mise en station d’un niveau manuel s’effectue de manière identique mais avec réglage supplémentaire : - Réglage de la nivelle « fin ». Celle-ci est différente suivant les appareils. Il est nécessaire de procéder à son réglage lors de chaque visée. Lorsque les bulles des nivelles sphériques (et fine pour niveau manuel) se trouvent dans leur repère, l’axe optique de al lunette est horizontal. Mise en station : Ouvrir le trépied et le mettre en station pour que l’oculaire de l’instrument soit ultérieurement à hauteur d’œil que le plateau du trépied soit aussi horizontal que possible. Bien enfoncer 4 Les pieds du trépied dans le sol (genou contre la jambe du trépied). Tirer vers l’extérieur le levier du fermoir terminant la courroie de transport de l’étui et dégager le crochet. Basculer le couvercle vers l’arrière et le déposer. Retirer l’instrument, le placer sur le trépied, le maintenir d’une main et le fixer immédiatement de l’autre main en ne serrant la vis du trépied que modérément. Refermer l’étui. Mise au point de la lunette : Diriger la lunette vers un fond clair et uniforme. Tourner l’oculaire de la lunette jusqu'à ce que les fils du réticule apparaissent nets et bien et bien noirs. Diriger la lunette à la lunette et viser la mire placée verticalement sur le point à relever à l’aide du viseur sur la lunette. Tourner le bouton de mise au point de la lunette jusqu’à ce que l’image de la mire apparaisse bien nette et sans parallaxe, quelle reste fixe par rapport le fil vertical du réticule sur le milieu de la mire en agissent sur la vis de fin mouvement horizontal (vis de fine rotation). La mire : D’après le principe du nivellement géométrique, il est nécessaire que la mire soit sur les points à niveler (donc que son assise soit stable) et qu’elle soit tenue verticalement. Les mires parlantes ont généralement une longueur de 3 ou 4m. La verticalité de la mire est vérifiée au moyen d’une nivelle sphérique. La face avant de la mire dirigée vers l’opérateur est peint en blanc et porte en noir (ou en rouge) une graduation. Les divisions sont alternativement peintes en noir et en blanc. uploads/Litterature/ nivellement 1 .pdf