Soutenance mémoire
Vu la précision millimétrique demandée dans le nivellement de précision, tous les matériels utilisés et la méthode préconisée sont très spécifiques. C’est pourquoi nous avons choisi de traiter le sujet « ETABLISSEMENT DES REPERES DE NIVELLEMENT AU SEIN DE L’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo » comme thème de mémoire de fin d’étude pour l’obtention de diplôme Licence Es Sciences Techniques. Ce sujet va nous permettre de comprendre et de maitriser des nouvelles méthodes, de nous familiariser à d’autres concepts, de faire la différence entre les divers types d’altitudes. Dans ce mémoire, j’ai opté pour la méthode de nivellement de précision dite double station, pour déterminer trois points de nivellement rattachés au Nivellement General de Madagascar avec une précision millimétrique et dans le système orthométrique.
PRESENTATION DU SUJET
Objectifs du sujet
Dans l’enceinte de l’école supérieure polytechnique d’Antananarivo, il existe déjà deux (2) bornes matérialisées connues en (X; Y) dans les deux systèmes Laborde et WGS84, ainsi que la hauteur de ces points au dessus de l’ellipsoïde de révolution GRS80. La détermination des points de nivellement dans l’enceinte de l’ESPA a pour objectifs :
• L’obtention des points connus en z de précision millimétrique dans le système de nivellement orthométrique, rattachés au nivellement général de Madagascar, points qui seront utilisés pour les travaux pratiques des étudiants.
• La détermination du géoïde dans la zone autour de l’ESPA par rapport à l’ellipsoïde GRS80.
• La maitrise des méthodes de nivellement de précision qui ne sont pas vraiment développées pendant les cours théoriques.
Résultats attendus
Ce projet de fin d’étude à pour but de déterminer trois (3) bornes du nivellement connu en Z rattachées au N.G.M (nivellement général de Madagascar) dans le système orthométrique avec une précision millimétrique. Ces nouveaux points seront déterminés par deux (2) méthodes différentes de nivellement de précision : la méthode dite double station et la méthode dite Choleski. L’altitude définitive sera donc la moyenne des deux (2) cotes. Des fiches signalétiques seront établies et disponibles pour tous les utilisateurs.
DEFINITIONS ET RAPPELS
Nivellement
C’est l’ensemble des opérations qui permet de déterminer l’altitude des points du terrain. Il a pour but de déterminer la différence d’altitude ou la dénivelée entre deux points par rapport au niveau moyen de la mer. Le nivellement de précision sera effectué par un niveau de précision avec micromètre couplé à une lame à faces parallèles et des mires invar étalonnées .L’appareil doit être contrôlé avant chaque opération.
Géoïde
Le géoïde est la surface équipotentielle du champ de pesanteur qui correspond au niveau moyen de la mer. C’est la surface de référence utilisée dans la topographie. Cette surface n’est pas une surface mathématique. Notons que les différentes surfaces équipotentielles ne sont pas parallèles du fait de la variation de la pesanteur.
Nivellement dans le système dynamique ou normale et orthométrique
L’altitude d’un point liée à la pesanteur est appelée altitude dynamique utilisée par les aviateurs. Plus on monte, plus la pesanteur diminue .Comme les surfaces équipotentielles ne sont pas parallèles, deux points de même altitude dynamique n’ont pas les mêmes distances métriques par rapport à la surface de référence géoïde. La cote orthométrique d’un point est la distance métrique suivant la verticale du point par rapport à la surface de référence géoïde. Deux points de même cote orthométrique peuvent donc ne pas avoir les mêmes potentiels d’où la correction orthométrique à appliquer lors d’un nivellement de précision. Tandis que la hauteur d’un point déterminée par GPS est la hauteur du point par rapport l’ellipsoïde GRS80. Le Nivellement General de Madagascar est un système orthométrique.
TRAVAUX DE PREPARATION
DOCUMENTATION
La documentation est très importante pour la préparation du travail. Nous avons pu trouver aux archives du FTM les documents suivants :
Fiche signalétique :
Les points du réseau de Nivellement de Madagascar sont repérés dans des fiches au FTM qu’on appelle fiche signalétique concernant chaque point, elle indique le lieu d’emplacement exact de la borne ou repère et toutes les informations concernant chaque point : cote, position, distance kilométrique, schéma de repérage …
Carte :
C’est une représentation conventionnelle d’une surface, d’une zone, d’une région ou d’un pays, donnant diverses indications géographiques. Elle est utilisée pendant la préparation d’exécution des travaux sur terrain pour les choix de l’itinéraire du cheminement, les choix de l’emplacement du repère etc…………
VISITE ET RECONNAISSANCE
Visite :
La visite permet de vérifier l’existence effective des repères du nivellement sur terrain. Elle est effectuée par le chef de Brigade. En effet, de l’existence des repères dépend le choix des points de départ du cheminement. Il faut assurer que ce repère de départ soit stable.
Reconnaissance :
C’est une descente sur terrain qui a pour but de collecter toutes les informations utiles :
➤ Variation du terrain : dénivelée, végétation, accessibilité ;
➤ Approvisionnement : ciment, carburant, électricité, vivre ;
➤ Main d’œuvre : manœuvre (porte mire, secrétaire,……) ;
➤ Point de ralliement, quartier général ;
➤ Etc. …… ……
MATERIALISATION
On matérialise les points de nivellement par des bornes ou repères dans un endroit stable et bien assuré, c’est-à-dire qui ne risque pas d’être détériorés lors des entretiens éventuels des infrastructures. Le choix de l’emplacement du point dépend:
➤ De la distance entre les points. Généralement, les repères ou bornes sont implantés tous les kilomètres (Km) environ afin d’assurer une densification suivant les normes internationales ;
➤ De la nature du terrain. Sur un itinéraire où il n’existe pas des infrastructures on implante des bornes en béton avec au centre un fer de béton de de longueur ; dans les ouvrages existants (pont, église…) des consoles seront incrustées ;
➤ Tous les 10 km environ, à l’intersection des routes on implante des bornes témoins en béton de 1m*1m*1m avec deux repères. Pour les bornes témoins qui sont réputées stables, on n’a plus besoin de faire de stabilité.
PERSONNEL
Pour assurer le bon fonctionnement des opérations sur terrain, une équipe bien formée est indispensable .Elle est composée de :
Chef de brigade operateur :
Le chef de brigade dirige tous les travaux. Il choisit les points de station et les points à matérialiser, la méthode et l’appareil à utiliser. Il manipule l’appareil c’est-à-dire qu’il procède au centrage, calage et lecture. Il doit former aussi le secrétaire sur les particularités et les précautions à prendre pour mener à bien toutes les opérations.
Secrétaire :
Il assiste l’opérateur, tient le carnet d’observation en notant les lectures annoncées par l’operateur, et en les répétant de façon que ce dernier puisse rectifier une lecture erronée. Il calcule et annonce toutes les lectures hors tolérance, détecte les fautes et vérifie que toutes les opérations ont respecté la procédure préétablie.
Portes mires :
Ils placent les mires sur les points à lever. Ils assurent la verticalité de la mire. Ils se déplacent suivant l’ordre de l’opérateur. Ils plantent aussi les crapauds et assure que ces derniers n’ont pas bougé durant toutes les opérations.
LES TRAVAUX DE BUREAU
Les travaux de bureau comportent quatre grandes étapes :
1. La vérification des carnets de terrain ;
2. Le calcul de fermeture ;
3. Les corrections orthométriques et compensation ;
4. Les altitudes définitives.
Vérification des carnets de terrain
Tous les soirs après chaque sortie de terrain, le carnet doit être vérifié. C’est le secrétaire qui fait toutes les vérifications. Toutes les différences, toutes les moyennes, toutes les comparaisons des résultats doivent être vérifiées tous les soirs. Chaque vérification est cochée avec un stylo à bille bleue. Arrivé au quartier général après toutes les opérations, il appartient à l’operateur de revérifier tous les calculs dans le carnet. En effet, une autre personne trouvera d’un autre œil toutes les opérations. Chaque vérification sera cochée avec un stylo à bille rouge. Et enfin, avant le calcul du cheminement, une troisième personne contrôle encore toutes les différences et moyennes en cochant avec un stylo vert. Chaque feuille du carnet doit être cochée avec ces trois couleurs. Aucune faute n’est pas permise. N.B. : saisie C’est la première opération de toute chaine d’informatique. C’est souvent décisif dans la mesure où l’intervention humaine reste prépondérante. Apres traitement de données issues du terrain, on saisit sur ordinateur les valeurs de paramètres énoncés sur le carnet du terrain contenant le LAR1, LAR2, LAV1, LAV2… Le processus à suivre est le suivant :
➤ Ouvrir Windows ;
➤ Créer un fichier Excel ;
➤ Nommer ce fichier ;
➤ Saisir à l’aide du clavier les valeurs de chaque paramètre considéré ;
➤ Enregistrer.
Calcul de fermeture
Entre les points matérialisés sur le terrain, on calcule la somme des lectures arrière et la somme de lecture avant. La différence de ces deux lectures constitue les dénivelées. En comparant les deux dénivelées de la graduation 01 et la graduation 02 qui constitue en quelque sorte la fermeture du cheminement, on vérifie la tolérance admise qui est dans ce projet de 0.5mm , L étant la longueur totale du cheminement. Pour une longueur totale de 1 km, la fermeture ne doit pas dépasser 0.5mm. Ce qui a été toujours vérifié dans les travaux effectués sur le terrain lors de ce projet.
|
Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I GENERALITES SUR LES RESEAUX DE NIVELLEMENT
I-1. PRESENTATION DU SUJET
I.1.1. Objectifs du sujet
I.1.2. Résultats attendus
DEFINITIONS ET RAPPELS
I.2.1. Nivellement
I.2.2. Géoïde
I.2.3. Nivellement dans le système dynamique ou normale et orthométrique
PARTIE II TRAVAUX DE PREPARATION
II-1 DOCUMENTATION
II.1.1 Fiche signalétique
II.1.2 Carte
II-2 VISITE ET RECONNAISSANCE
II.2.1 Visite
II.2.2 Reconnaissance
II-3 MATERIALISATION
II-4 PERSONNEL
II.4.1 Chef de brigade operateur
II.4.2 Secrétaire
II.4.3 Portes mires
II-5 QUELQUES INSTRUMENTS UTILISENT EN NIVELLEMENT DE PRECISION
II.5.1 Mire invar
II.5.2 Niveau
II.5.3 Trépied
II.5.4 Crapauds
II-6 REGLAGE DE NIVEAU
II.6.1 Erreur de collimation
II.6.2 Réglage de niveau
PARTIE III TRAVAUX SUR TERRAIN
Introduction
III.1. ETUDE DE STABILITE DES POINTS
III.1.1 Généralités
III.1.2 Causes d’instabilité d’un point
III.2. CHEMINEMENT PROPREMENT DIT
III.2.1 Choix de la méthode utilisée
III.2.2 Principe de la méthode de double station
III.2.3 Avantages de cette méthode
III.2.4 Difficultés de la méthode
III.3. Matérialisation
PARTIE IV TRAVAUX DE BUREAU
IV.1. LES TRAVAUX DE BUREAU
VI.1.1 Vérification des carnets de terrain
VI.1.2 Calcul de fermeture
VI.1.3 Corrections orthométriques et compensations
VI.1.4 Calcul des altitudes définitives
IV.2. BUDGETISATION
IV.2.1. Déroulement des travaux
IV.2.2. Temps
RECOMMANDATIONS
CONCLUSION
Télécharger le rapport complet
