Brevet FR2503352A1 — publié le 19821008

La présente invention concerne les instruments de levé topographique et de resti- tution. Les tracés de contours à une échelle de réduction s'opèrent jusqu'à présent en deux phases. Dans une première phase, on procède sur le terrain à un levé de cotes d'une série de points remarquables de la surface ou du volume environnant, qui nécessitent des mesures de longueur et triangulation ou des mesures de longueur et d'angles. Dans une seconde phase, ces mesures sont reprises, coordonnées, réduites dans un rapport de réduction donné pour les longueurs, les angles étant conservés dans l'homothétie, puis transcrites point par point sur un support de lOrestitution. Il n'est pas rare de constater lors de cette opération que la collecte des données s'avère insuffisante et qu'il convient de retourner sur le terrain pour prendre les mesures encore nécessaires au report fidèle sur le support de restitution. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci, en effet, les deux phases ont été intimement liées, point levé par point levé. La liaison mécanique établie entre le dispositif de repérage-mesure et le dispositif de restitution, supprime la nécessité de la triangulation ou de la mesure des angles. La constitution, sous les yeux de l'opérateur, du contour qu'il cherche à restituer, élimine tout oubli de collecte de données. Le faisceau lumineux puissant, utilisé pour le repérage, possède un axe horizontal. La rotation de ce faisceau autour d'un axe vertical décrit une isohypse sur tout obstacle rencontré sur son chemin, et en particulier. les points remarquables du contour à restituer. Cette propriété autorise la prise de contour en courbe de niveau et par conséquent, l'appréciation du défaut éventuel de parallélisme entre le lieu géométrique du faisceau et tout plan qui semblerait être horizontal. Les levés-reports s'opèrent par la méthode des coordonnées polaires, l'appareil de levé-report étant placé dans une position qui permet de viser optiquement le maximum de points remarquables du contour à restituer. Après obtention de l'horizontalité pour le faisceau lumineux, ce dernier est orienté sur le premier point de l'isohypse choisie, point qui sera reporté sur le support de restitution centré sur la table et sur l'axe vertical de rotation de l'appareil. Puis le demi-axe sur lequel sera situé le point sur le support de restitution, est tracé en prenant pour guide le bord d'une échelle de réduction solidaire de l'appareil et susceptible de glisser sur le support de restitution lors de la rotation de l'appareil de levé- report. La mesure de la distance, entre l'axe vertical de rotation de l'appareil et ce premier point à reporter est donnée par un ensemble de mesures linéaires intégré à l'appareil dont la valeur zéro correspond à la trace de l'axe vertical de rotation de l'appareil. Après appréciation de la mesure, celle-ci est immédiatement reportée sur le demi- axe tracé précédemment, en respectant les graduations de l'échelle de réduction, dont la valeur zéro correspond à la trace de l'axe vertical de rotation de l'appareil. Le positionnement d'une série de points alignés ne passant pas par l'axe de l'ap- pareil se fait par mesure des distances de l'appareil à deux points remarquables de la série de points, report de ceux-ci sur la table de report, tracé de la droite D joignant ces deux points, puis pour chacun des autres points de la série, repérage optique de leur direction et tracé de l'intersection de cette direction avec la droite D en se guidant sur le bord de l'échelle de réduction. Cette propriété est O0mise à profit pour accélérer le processus de levé dans le cas de contours en ligne brisée, chaque ligne comportant de nombreux points remarquables. Avec cette méthode, il est possible d'effectuer des levés-reports dans des volumes très encombrés pour autant que certains points remarquables puissent directement être visés optiquement. Avec cette méthode, il est possible d'établir un lien spatial entre deux levés-reports pour autant qu'ils aient en commun deux points remarquables. Cette propriété est mise à profit pour effectuer le levé-report de plans d'ensembles complexes et en déduire par exemple certaines propriétés des volumes. On peut, ainsi, obtenir des mesu'res d'épaisseurs de murs, ou obstacles par méthode non destructive, en liant les contours de leurs différentes faces. Une variante de l'appareil permet de rappeler en projection orthogonale sur le plan de levé isohypse tout point remarquable ne s'y trouvant pas et d'en assurer le report sur le support de restitution. Le dispositif, objet de l'invention, comporte une planchette support de restitution montée par l'intermédiaire d'une rotule fixée en son centre, sur un trépied réglable en hauteur, ainsi qu'un appareil de "visée-levé-report". Selon une réalisation de l'appareil de "visée-levé-report", celui-ci tourne autour d'un axe amovible vissé au centre de la planchette et servant à bloquer en position sur la rotule le support de restitution, qui peut être un papier calque percé au droit de l'axe, ainsi que la planchette. La rotule peut jouer dans son logement, sa liberté de mouvement étant freinée par 3 vis de réglage ou d'ablocage. L'axe amovible servant à la rotation de l'appareil est inséré dans un tube rigidement lié au tube porte-optique de repérage, ces deux tubes ayant des axes perpendicu- laires. Selon une réalisation de l'appareil à automatisation plus poussée, l'axe amovible inséré dans le tube rigidement lié au tube porte-optique de repérage, est muni d'un système d'entraînement qui agit sur la rtakinn de l'appareil de "visée-levé- report" avec une démultiplication telle que l'opérateur peut suivre en continu avec l'extrêmité libre de l'ensemble de mesure linéaire, le déplacement du faisceau lumineux le long de l'isohypse. Selon une réalisation de l'appareil, deux fioles de niveau à bulle placées en position orthogonale et montées sur le bâti recevant les deux tubes permettent d'assurer lors du montage en usine de l'appareil le respect de l'horizontalité avec les tolé- rances d'usage pour un matériel de topographie. Lors de l'utilisation de l'appareil, le règlage de la position des bulles simultanément au centre de chacune des deux fioles, permet à l'opérateur de replacer l'appareil en condition de service (axe 0optique horizontal quelle que soit l'orientation de l'appareil). Au bâti de l'appareil est fixé un ensemble de mesure linéaire. Selon une réalisation de l'appareil, cet ensemble est constitué par un ruban gradué monté sur une poulie, et muni d'un système motorisé de retour rapide. Selon une autre réalisation de l'appareil cet ensemble est constitué d'un fil se déroulant sur un tambour équipé d'un moyen de mesure électrique du défilement, destiné à exciter un système électrique de positionnement d'un stylet-traceur chargé d'impressionner le support de restitution. Au bâti de l'appareil est fixé un dispositif d'aide à la restitution. Selon une réalisation de l'appareil, il s'agit dune échelle de réduction à graduation millimétrique ou demi-millimétrique, montée sur charnière de façon à être abaissée jusqu'au contact glissant avec le support de restitution, la graduation étant calée de sorte que le zéro de l'échelle de réduction coTncide avec l'axe de rotation de l'appareil. Selon une autre réalisation de l'appareil, le dispositif d'aide à la restitution est constitué d'une glissière sur laquelle coulisse (par transmission à pignon-chaîne, vis-écrou ou poulie-courroie) un ensemble stylet-encreur qui se déplace sous l'action d'un moteur excité par un translateur, lequel est excité par le compteur d'impulsion de défilement. L'impression du support de restitution est réalisée par excitation d'un électroaimant solidaire du stylet-encreur, cette excitation pouvant être déclenchée par impulsion d'origine électrique ou ultra- sonore, à partir du point concerné du contour à restituer, cette impulsion pouvant être entretenue ou intermittente. Selon une réalisation de l'appareil, non tributaire d'une source extérieure d'énergie pendant les opérations de levé-report, une batterie rechargeable, associée à un chargeur-redresseur de batterie est intégrée au bâti. Cette source d'énergie élec- trique permet de mettre en oeuvre par l'intermédiaire d'un appareil de coupure, la source d'énergie lumineuse qui, munie d'un miroir-condensateur éclaire violem- ment l'arrière d'un disque percé d'un repère en son milieu (tel une croix, par exemple), qui est placé devant un objectif muni d'un dispositif de déplacement axial en sorte que l'image du repère puisse apparaître nettement sur tout obstacle que le faisceau lumineux trouvera dans son environnement, et notamment le contour à restituer. Selon une réalisation de l'appareil, la batterie alimente par l'intermédiaire d'un appareil de coupure, le moteur de retour rapide du ruban gradué. Selon une réali- sation de l'appareil un éclairage de la zone de lecture du ruban gradué et de la zâne de report est incorporé au bâti de l'appareil, la mise sous tension de la lampe étant assurée par le basculement de l'ensemble lampe + culot dans le but de fermer le circuit sur la batterie. Selon une réalisation de l'appareil, le disque placé en position d'objet pour l'objectif et perpendiculaire à l'axe-optique en son centre, présente un repère en forme de croix à axes perpendiculaires dont un axe est horizontal. Dans cette réalisation, un miroir peut être placé dans le champ-image, en sortie de l'objectif. Ce miroir est monté sur l'appareil en sorte qu'il ne dévie que la branche supérieure de l'axe vertical de l'image de la croix, laissant la branche inférieure de cet axe mais aussi l'axe horizontal se projeter sur tout obstacle placé sur le trajet du faisceau lumineux émis par le système-optique. L'axe de rotation du miroir étant une horizontal, la branche supérieure de l'axe vertical de l'image de la croix se projette sur tout obstacle placé dans le plan vertical contenant l'axe optique du faisceau non dévié. Cette particularité permet de reporter sur l'isohypse tout point remarquable se trouvant dans le plan vertical contenant l'axe optique du faisceau linéaire de sortie du système optique de repérage. Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention. Tel qu'il est représenté, le dispositif comporte un pied tripode réglable 1, muni en sa partie supérieure d'un logement de rotule à épaulement 2. Une planche 3 est fixée sur l'épaulement de la rotule par un axe 4 qui maintient simultanément le support de restitution 5 monté sur rouleaux amovibles 6 maintenus par charnière à ressort 7. Sur l'axe 4 vient se loger le bâti de l'appareil de levé-report 8 muni de son couvercle 8 bis et de son échelle de réduction 9. Le bâti de l'appareil 8 abrite un tube porte- optique 10 avec son système de règlage de l'objectif par pignon et crémaillère, et son système de positionnement de la lampe à miroir-condensateur amovible facilement pour échan- ge standard. Le bâti de l'appareil abrite aussi un système de stockage sur poulie Il du ruban de mesure linéaire, avec son moteur 12 de rappel. Le bâti abrite encore le chargeur-redresseur 13 et l'embase 14 de son cordon d'alimentation ainsi que la batterie concernée 15. Le bâti abrite enfin le système d'éclairage du plan de travail 16, le système de réglage du niveau 17 et le système de fermeture de l'échel- le de réduction 18. L'appareil de coupure 19 du type à effet momentané et inver- sion, permet d'alimenter la lampe à miroir-condensateur puis le moteur de rappel, alternativement et pour une durée courte compatible avec l'autonomie de la bat- terie et le temps de travail réel de l'appareil, tout en respectant la maniabilité de l'appareil tributaire du poids de la source d'énergie électrique autonome. Sur l'avant du tube 10 s'emboîte, avec pion de centrage, le système de rappel en projection orthogonale sur le plan de l'isohypse, de tout point n'y appartenant pas. Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé pour réaliser avec grande préci- sion et plus grande économie de moyen (absence de mesure de déplacement angu- laire) tout levé ou constat pour lequel le report sur le lieu du levé, quasi simultané à ce dernier, est un élément appréciable de contrôle du travail réalisé. L'utilisation d'un faisceau de lumière artificielle permet d'accéder au domaine des levés en milieu pas ou peu éclairé naturellement, domaine difficilement acces- sible aux appareils de topographie à oculaires ou viseurs. Le dispositif objet de l'invention permet en outre de réaliser des comparaisons de direction par rapport à un plan horizontal (contrôle de niveau) ou un plan vertical (contrôle d'aplomb). Des applications particulièrement intéressantes peuvent être menées dans le domai- ne du levé de bâtiments ou de monuments et notamment dans la restauration de l'habitat. REVENDICATIONS I. Appareil de levé topographique caractérisé par le fait qu'il comporte un dispo- sitif de restitution lié mécaniquement au dispositif de visée et levé en sorte que le levé en coordonnées polaires n'implique qu'une mesure de longueur, l'angle étant reporté directement sans obligation de mesure. 2. Appareil de levé selon revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de visée est constitué par un faisceau lumineux étroit à axe horizontal susceptible d'être partiellement dévié par un miroir à axe horizontal, perpendiculaire à l'axe du faisceau. 3. Appareil de levé selon revendication 1, caractérisé en ce que la rotation de l'appareil sur son axe vertical est assurée par motoréducteur permettant à l'opéra- teur de commander la rotation depuis l'extrémité libre du dispositif de mesure linéaire. 4. Appareil de levé selon revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de restitution est constitué par une table porte-support de restitution, perpendi- culaire à l'axe de rotation de l'appareil de levé, et une réglette solidaire en rota- tion de l'appareil de levé. 5. Appareil de levé selon revendication 2, caractérisé en ce que la station hori- zontale du dispositif de visée peut être contrôlée au moyen de deux fioles de niveau à bulle, à tube torique, placées dans un plan horizontal, les axes des tores étant perpendiculaires. 6. Appareil de levé selon revendication 5, caractérisé en ce que la mise en station horizontale s'effectue par déplacement angulaire d'une rotule solidaire de l'axe de rotation de l'appareil. 7. Appareil de levé selon revendication 4, caractérisé en ce que la réglette est munie d'une échelle de réduction appropriée au rapport de grandeur de la surface à restituer et du support de restitution. 8. Appareil de levé selon revendication 4, caractérisé en ce que la réglette est munie d'un stylet-encreur se déplaçant parallèlement à l'axe de la réglette, d'une quantité en rapport avec la grandeur de la surface à restituer, d'une part, et du support de restitution, d'autre part.