LIVRE: " TOPOGRAPHIE ET TOPOMETRIE MODERNES-Techniques de mesure et de représentation " TOME 1

Télécharger gratuitement un très bon livre de:

" TOPOGRAPHIE ET TOPOMETRIE MODERNES-Techniques de mesure et de représentation " TOME 1

AVANT-PROPOS

L’ouvrage est conçu comme un cours allant du niveau débutant jusqu’à celui du professionnel de la topographie. L’enseignement proposé ne reste pas théorique mais s’appuie sur plus de 600 schémas, des exemples issus de sujets d’examen mais aussi de cas réels et de nombreux exercices corrigés. 

Vous n’y trouverez que peu de photographies de matériel qui seront bien mieux reproduites (en couleurs) et documentées dans un catalogue de revendeur de matériel topographique. Aux photographies, nous avons toujours préféré le schéma, bien plus didactique. 

Ce livre devrait être aussi utile à un enseignant qu’à un élève ou un professionnel en situation d’apprentissage. L’ouvrage couvre la plus grande partie des programmes d’enseignement des classes de brevet d’études professionnelles (BEP) jusqu’au niveau des techniciens supérieurs géomètres topographes (BTS) ainsi que les formations de niveau ingénieur. 

Nous espérons que la publication de nos cours rendra service aux collègues ; en effet les ouvrages dans le domaine de la topographie et de la topométrie sont rares et les derniers, datant d’au moins une dizaine d’années, ne sont plus édités.

TABLE DES MATIÈRES

AVANT-PROPOS ....................................................................................... 1

INTRODUCTION .................................................................................... 3 FINALITÉ DE LA TOPOGRAPHIE ................................................................. 3 

COMMENT ATTEINDRE CES OBJECTIFS ........................................................ 3 

2.1 Établissement de cartes à petite échelle ..................................................3 

2.2 Cartographie à grande échelle ...............................................................6 

GÉODÉSIE, CARTOGRAPHIE ..................................................................... 9 

GÉNÉRALITÉS ET DÉFINITIONS ................................................................. 9 

FORMES ET DIMENSIONS DE LA TERRE ................................................ ......10 

2.1 Géoïde ...........................................................................................10 

2.2 Ellipsoïde de révolution ......................................................................12 2.3 Calculs sur l’ellipsoïde .......................................................................16 2.4 Conclusion ......................................................................................20 

REPRÉSENTATION PLANE DE L’ELLIPSOÏDE .......................................... ......20 

3.1 Introduction .....................................................................................20

 3.2 Déformations des figures .....................................................................21 3.3 Classification des représentations ..........................................................22 3.4 Représentation conique, directe, tangente et conforme : représentation de lambert .........................................................................................................24

3.5 Représentation cylindrique transverse conforme de l’ellipsoïde « universal tranverse mercator » utm .....................................................................................42 

LECTURE DE CARTES ............................................................................ 48 4.1 Carte de base ...................................................................................48 

4.2 Définition du nord ..............................................................................49 4.3 Renseignements portés en marge de la carte ..............................................50 

RÉSEAUX GÉODÉSIQUES ......................................................................... 53 5.1 Historique de la triangulation ................................................................55 

5.2 La nouvelle triangulation française (ntf) ...................................................55 

5.3 Le nouveau réseau géodésique français .....................................................61 

RÉSEAU ALTIMÉTRIQUE ........................................................................... 67 6.1 Surfaces de référence et altimétrie ..........................................................68 

6.2 Choix d’un système d’altitude .................................................................72 

6.3 Définition du zéro du NPF ign 69 ..............................................................73

 6.4 Constitution du réseau actuel (ign 69) ......................................................74 

6.5 Le réseau altimétrique national ...............................................................75 

6.6 Passer des observations aux altitudes normales ............................................78 

6.7 Les repères de nivellement ....................................................................80 

6.8 Répertoires de nivellement ....................................................................80 6.9 Précision ...........................................................................................81 

MESURES ANGULAIRES ............................................................................ 83 

LE THÉODOLITE OPTICO-MÉCANIQUE .......................................................... 83 

1.1 Terminologie ......................................................................................83 

1.2 Principe de fonctionnement ...................................................................84 

1.3 Caractéristiques des théodolites optico-mécaniques ......................................85 

MISE EN STATION D’UN THÉODOLITE : RÉGLAGES, LECTURES ............................. 87 

2.1 Mise en station ...................................................................................87 

2.2 Caractéristiques des nivelles ...................................................................91 

2.3 Réglages d’un théodolite .......................................................................93 2.4 Lectures angulaires .............................................................................96 PRÉCISION DES MESURES ANGULAIRES ............................................... ..........98 

3.1 Erreurs systématiques dues à un défaut de l’appareil ....................................98 

3.2 Erreurs systématiques dues à une cause extérieure .....................................101

 3.3 Erreurs accidentelles .........................................................................101

LES ANGLES HORIZONTAUX .................................................................... 103 

4.1 Le cercle horizontal ...........................................................................103 4.2 Le double retournement ......................................................................104 4.3 Terminologie des mesures d’angles horizontaux...........................................105 

4.4 Applications .....................................................................................108 CALCUL DE GISEMENT ........................................................................ ...113 5.1 Définition ........................................................................................113 

5.2 Calcul d'un gisement à partir des coordonnées cartésiennes ...........................113 

5.3 Utilisation du gisement pour les calculs de coordonnées ................................117 

DÉTERMINATION DU G0MOYEN DE STATION ...................................... ............118 

6.1 Présentation .....................................................................................118 6.2 calcul DU G0 DE STATION ......................................................................119 

6.3 définition du G0moyen DE STATION ..........................................................119 

6.4 Détermination des écarts et tolérances ....................................................120 

6.5 utilisation du G0moyen pour le calcul de points nouveaux ..............................122 

6.6 Tableau de calcul gostat.xls ...................................................................122

 6.7 Programmation en basic standard ..........................................................122 

6.8 Exemple de calcul ..............................................................................124 LE CERCLE VERTICAL : LECTURE D’ANGLES VERTICAUX .................................. 129 

7.1 Conventions, notations ........................................................................129 7.2 Valeur moyenne d’un angle vertical par double retournement .........................131 

7.3 Erreur d’index vertical .........................................................................132 7.4 Application .......................................................................................134 MESURES DE DISTANCE ............................................................ ..............137 

HISTORIQUE ...................................................................................... 137 MESURES DE DISTANCES À L’AIDE D’UNE CHAÎNE ............................. ............138 

2.1 Mesures en terrain régulier ...................................................................139 

2.2 Mesures en terrain irrégulier ou en forte pente ...........................................141 

2.3 Mesurage de précision : étalonnage d’un ruban ...........................................142 

MESURES PARALLACTIQUES ..................................................................... 151 

3.1 Mesure avec une stadia ........................................................................151 3.2 Mesure avec une base auxiliaire .............................................................153

  MESURES STADIMÉTRIQUES .............................................................. ......155 

4.1 Stadimétrie à angle constant .................................................................155 

4.2 Stadimétrie à angle variable ..................................................................157

MESURE PAR VARIATION DE PENTE ................................................... .........157 

5.1 Variation de pente à base variable ..........................................................158 

5.2 Variation de pente à base fixe ...............................................................159 

MESURE AU MOYEN D’UN IMEL .......................................................... .....160 

6.1 Principe de la mesure d’une distance à l’aide d’un imel ................................161 

6.2 Phénomènes parasites ..........................................................................165 6.3 Précision des imel ...............................................................................170 RÉDUCTION À LA PROJECTION DES DISTANCES MESURÉES ............... ..................172 

7.1 Détermination de la distance réduite à partir de la distance mesurée sur le terrain ..........................................................................................................172 

7.2 Distance déduite des coordonnées ..........................................................182

 7.3 Exemples de calcul ............................................................................182 7.4 Correction globale pour un chantier ........................................................184 

MESURE ASSISTÉE PAR SATELLITE (GPS) .......................................... ............185 

NIVELLEMENT DIRECT ................................................................ ...........187 

NIVELLEMENT DIRECT ORDINAIRE ............................................................. 187 

1.1 Principe ..........................................................................................187 

1.2 Le niveau ........................................................................................188 

1.3 Précision et tolérance des lectures ..........................................................204 

1.4 Caractéristiques des niveaux .................................................................206 

1.5 Cheminements simples ........................................................................207 1.6 Cheminement mixte ............................................................................211 1.7 Cas particuliers de cheminements ...........................................................214 

1.8 Applications ......................................................................................216 NIVELLEMENT DIRECT DE PRÉCISION ............................................... ...........219 

2.1 Niveaux de précision ...........................................................................219 2.2 Mires ..............................................................................................220 

2.3 Cheminement double ..........................................................................220 2.4 Précision et tolérances d’un nivellement par cheminement ............................223 

NIVELLEMENT DIRECT DE HAUTE PRÉCISION ..................................... ............223 

3.1 Niveaux de haute précision ...................................................................223 

3.2 Mires de précision ..............................................................................224 3.3 Lectures sur mire avec micromètre optique ...............................................225 

3.4 Les cheminements de haute precision ......................................................226 

3.5 Erreurs à prendre en compte .................................................................227

3.6 Classement des niveaux en fonction de l’ordre du nivellement ........................230 

LES NIVEAUX NUMÉRIQUES ..................................................................... 230 

4.1 Principe ..........................................................................................231 

4.2 Limites d’emploi ...............................................................................232 4.3 Caractéristiques des niveaux numériques .................................................233 

NIVELLEMENT INDIRECT ........................................................... .............235 

PRINCIPE DU NIVELLEMENT INDIRECT TRIGONOMÉTRIQUE ............... ................235 

NIVELLEMENT INDIRECT GÉODÉSIQUE ........................................................ 236 

COMPARAISON AVEC LE NIVELLEMENT DIRECT ................................. .............237 

NIVELLEMENT INDIRECT SUR COURTE PORTÉE .................................. ............238 

4.1 Nivellement indirect avec un théodolite optico-mécanique ............................238 

4.2 Nivellement indirect avec un théodolite muni d’un IMEL ...............................243 

NIVELLEMENT INDIRECT SUR DES PORTÉES MOYENNES ................... .................243 

5.1 Sphéricité terrestre ............................................................................244 5.2 Réfraction atmosphérique ....................................................................247 

5.3 Correction de niveau apparent ...............................................................250 

NIVELLEMENT INDIRECT SUR DE LONGUES PORTÉES ......................... ..............255 

CHEMINEMENTS EN NIVELLEMENT INDIRECT .................................... .............257 

EXEMPLES DE NIVELLEMENT INDIRECT ............................................. ...........258

 8.1 Exemple de nivellement indirect trigonométrique .......................................259 

8.2 Exemple de nivellement indirect géodésique ..............................................260 

TOLÉRANCES RÉGLEMENTAIRES EN NIVELLEMENT INDIRECT .............................. 261 

9.1 Dénivelée calculée à partir de la distance horizontale ..................................262 

9.2 Dénivelée calculée à partir d'une mesure de distance inclinée ........................262

 9.3 Tableaux récapitulatifs .......................................................................262 TECHNOLOGIES MODERNES .................................................... ................265 

GLOBAL POSITIONNING SYSTEM (GPS) ....................................................... 265 

1.1 Qu’est-ce que le GPS ? ........................................................................265 

1.2 Le mode naturel ou positionnement absolu ...............................................271 

1.3 Le mode différentiel ou positionnement relatif ..........................................275 

1.4 Passage du système international au système national ..................................281

1.5 Différentes techniques de mesure en mode différentiel ................................284 

1.6 Planification d’une campagne de mesures GPS ...........................................291 

NIVEAUX NUMÉRIQUES .......................................................................... 297 

LES STATIONS TOTALES ......................................................................... 298 

LES APPAREILS LASER ........................................................................... 301 

4.1 Les lasers de nivellement .....................................................................303 4.2 Les lasers d’alignement .......................................................................305 4.3 Les lasers de canalisations ....................................................................306 

4.4 Les lasers de positionnement .................................................................308 

4.5 Télémétrie laser ................................................................................309 PHOTOGRAMMÉTRIE ............................................................................. 310 5.1 Principe de la prise de vue photogrammétrique ...........................................310 

5.2 Orthophotographie numérique ...............................................................323 

5.3 Photogrammétrie par satellite ................................................................325

5.4 Photogrammétrie terrestre ....................................................................330 5.5 Les SIG ...........................................................................................333 

MÉTROLOGIE ...................................................................................... 336 6.1 Métrologie industrielle ........................................................................336 

6.2 Auscultation d’ouvrages ......................................................................339 

LEVER DE DÉTAILS ET REPORT ............................................ .....................347 

INTRODUCTION ................................................................................... 347 LEVER DE DÉTAILS ................................................................................ 347 2.1 Principes de base ................................................................................347 2.2 Méthodes et moyens ............................................................................350 2.3 Méthodes traditionnelles ......................................................................350 

2.4 Méthodes actuelles .............................................................................357 

REPORT ............................................................................................ 367 

3.1 Cartes et plans ..................................................................................368 

3.2 Report traditionnel .............................................................................371 3.3 Techniques informatisées de report .........................................................373 

3.4 Le matériel du report informatique .........................................................381 

LES BASES DE DONNÉES GÉOGRAPHIQUES ......................................... ..........384 

4.1 La base de donnés topographique ...........................................................385

4.2 Les bases de données spatiales - SIG (Système d’Information Géographique) ........386

TECHNIQUES D’IMPLANTATION ................................................................ 397 

IMPLANTATIONS D’ALIGNEMENTS ............................................................. 397 

1.1 Tracer une perpendiculaire à un alignement existant ....................................397 

1.2 Tracer une parallèle à un alignement existant ............................................401 

1.3 Alignement sécant à un alignement existant ..............................................402 

1.4 Pan coupé régulier .............................................................................403 1.5 Jalonnement sans obstacles ..................................................................403 

1.6 Jalonnement avec obstacle ...................................................................404 1.7 Prolongement d’un alignement ..............................................................407 

IMPLANTATION DE POINTS EN PLANIMÉTRIE ..................................... ............408 

2.1 Par abscisses et ordonnées ...................................................................408 

2.2 Par rayonnement ...............................................................................408 2.3 Intersection de deux alignements ...........................................................410 

2.4 Contrôle d’une implantation .................................................................411 

2.5 Exercice .........................................................................................412 

IMPLANTATION DE REPÈRES ALTIMÉTRIQUES ................................... ..............416 

3.1 Pose d’un trait de niveau .....................................................................416 3.2 Nivellement de chaises d’implantation ou de piquets ...................................417 

3.3 Utilisation des appareils laser ................................................................417 

IMPLANTATION D’UN BÂTIMENT .............................................................. 418 

4.1 Bâtiments courants ............................................................................418 4.2 Bâtiments sur fondations spéciales, ouvrages d’art ......................................421 

4.3 Bâtiments de grande hauteur ................................................................421 

4.4 Piquetage de pentes ...........................................................................423 RACCORDEMENTS CIRCULAIRES ........................................................ .......425 

5.1 Raccordements circulaires simples .........................................................425 

5.2 Raccordements circulaires composés .......................................................427 

5.3 Raccordements circulaires à inflexion ......................................................431

5.4 Piquetage des raccordements circulaires ..................................................434 

5.5 Contrôle des implantations ...................................................................442

RACCORDEMENTS ROUTIERS ................................................................... 444 

6.1 Caractéristiques générales des raccordements routiers .................................444 

6.2 Raccordements progressifs ...................................................................448 

6.3 Raccordement en profil en long .............................................................467 

TERRASSEMENTS D'UN PROJET ROUTIER .......................................... ...........474 

7.1 Lever du terrain naturel .......................................................................474

7.2 Implantation des terrassements ..............................................................475 

PROFILS, CUBATURES ................................................................ .........479 

COURBES DE NIVEAU ............................................................................ 479 1.1 Définitions ........................................................................................479 1.2 Principe de l’interpolation ....................................................................481 

1.3 Lever de courbes de niveau ...................................................................482 

1.4 Report de courbes de niveau .................................................................482 

1.5 Applications au tracé de profils en long et en travers ...................................485 

1.6 Digitalisation de courbes de niveau .........................................................487 

PROFILS EN LONG ET EN TRAVERS ............................................................ 489 

2.1 Définitions ........................................................................................489 2.2 Le profil en long .................................................................................490 2.3 Le profil en travers .............................................................................492 2.4 Application .......................................................................................494 2.5 Calcul de cubatures ............................................................................502 ANNEXES .........................................................................................515 

OUTIL INFORMATIQUE.............................................................................515 

1.1 Utilisation du cédérom ........................................................................515 1.2 Tableur ...........................................................................................516 

1.3 Dessin assisté par ordinateur .................................................................518 

1.4 Programmes en basic standard ...............................................................521 

1.5 Calculatrice programmable ...................................................................522 

BIBLIOGRAPHIE ....................................................................................523 

NOTATIONS USUELLES DE L’OUVRAGE ........................................................524

Le lien de téléchargement gratuit de ce livre est le suivant :

Pour la méthode de téléchargement, voir la vidéo suivante :

https://biblioconstruction.blogspot.com/2020/12/methode-de-telechargement.html

Et pour plus de documentation, rejoignez-nous sur le groupe "Partage des documents Génie Civil, Bâtiment et Travaux Publics".

https://www.facebook.com/groups/233698277400559